Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (национальный исследовательский университет) Политехнический институт Кафедра «Материаловедение и физико-химия материалов» Учебный год 2023/24 Семестр 2 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА» Проверил: Автор работы: Челябинск 2024 Цель работы: Изучить методы измерения сопротивления проводников, определить удельное сопротивление исследуемых проводников и определить материалы исследуемых проводников. Используемое оборудование при выполнении данной работы: модуль мультиметров, модуль питания, образцы исследуемых проводников, соединительные проводники. Цифровой мультиметр предназначен для измерения постоянного и переменного напряжения, постоянного и переменного тока, сопротивления, частоты, температуры, ёмкости и проверки полупроводников. Он снабжен звуковой прозвонкой. В мультиметре предусмотрена защита от перегрузок на всех пределах измерения. В состав модуля входят два цифровых мультиметра MY-64 Mastech. Внешний вид модуля приведён на рис. 1. Рис. 1. Внешний вид модуля мультиметров Основные характеристики мультиметра при измерении сопротивления приведены в табл. 1. Предел 200 Ом 2 кОм 20 кОм 200 кОм 2 МОм 20 МОм 200 МОм Разрешение 0,1 Ом 1 Ом 10 Ом 100 Ом 1 кОм 10 кОм 100 кОм Таблица 1 Точность ± 0,8% ± 3 ед. ± 0,8% ± 1 ед. ± 0,8% ± 1 ед. ± 0,8% ± 1 ед. ± 0,8% ± 1 ед. ± 1% ± 2 ед. ± 10 ед. Максимальное напряжение на разомкнутых щупах: 2,8 В. Время срабатывания защиты от перегрузок: 15 с. Встроенный зуммер звучит, если сопротивление менее 50 Ом. Порядок работы с мультиметром: Для измерения сопротивления подключить щуп в гнездо «kΩ, Hz» и в гнездо «СОМ». 1. Переключатель пределов установить на желаемый предел измерения сопротивлений. 2. Включить мультиметр кнопкой. 3. Если проверяемое сопротивление включено в схему, отключить питание и разъединить все ёмкости перед проверкой. 4. Присоединить щупы к проверяемой схеме. 5. Считать значение сопротивления с цифрового дисплея. Ход работы: С помощью мультиметров было произведено измерение сопротивления 3 различных образцов. Данные по проведенным измерения представлены в таблице №2. Таблица 2. R, Ом № образца l1=0,1м l2=0,2м l3=0,3м l4=0,4м l5=0,5м tgα d, мм 1 Нихром Х20Н80 2,2 4,2 6,3 8,2 10,1 0,3 2 Константан 0,6 0,6 0,7 0,8 0,8 0,85 3 Фехраль 4,5 5,8 8,3 11,8 13,0 0,28 S ρ Сопротивление щупов: 0,5 Ом. Данные полученные для образца константан, находятся в пределах погрешности на измерение сопротивления мультиметром. 14,00 Нихром 12,00 y = 21,6x + 2,2 Константан 10,00 Фехраль 8,00 y = 19,8x + 0,26 6,00 Линейная (Нихром) 4,00 2,00 Линейная (Константан) y = 0,6x + 0,52 Линейная (Фехраль) 0,00 0,00 0,20 0,40 0,60 Тангенсом угла наклона в уравнении прямой, является коэффициент перед «х». Уравнения прямой для каждого образца представлены на графике. S – площадь сечения образцов рассчитывается по формуле по формуле . Удельное сопротивление образцов можно рассчитать . Занесем полученные данные в таблицу 3. Таблица 3. № образца R, Ом l1=0,1м l2=0,2м l3=0,3м l4=0,4м l5=0,5м tgα d, мм S ρ Нихром Х20Н80 2,2 4,2 6,3 8,2 10,1 19,8 0,3 0,07 1,40 Константан 0,6 0,6 0,7 0,8 0,8 0,6 0,85 0,57 0,34 Фехраль 4,5 5,8 8,3 11,8 13,0 21,6 0,28 0,06 1,33 Вывод: Результатом проделанной работы можно назвать расчетное удельное сопротивление трех образцов. Расчетные значения удельного сопротивления близки к табличным значениям удельного сопротивления измеряемых образцов, с учетом возможных погрешностей. Из полученных данных можно сделать вывод, что все три образца имеют высокое удельное сопротивление от 20 до 80 раз больше удельного сопротивления меди, что может указать на сферу использования данных материалов: для изготовления нагревательных элементов, вследствие высокого выделения тепла при прохождении через них электрического тока.
