Санкт-Петербург. Цель работы: Определение температуры металлической проволоки при протекании через неё электрического тока; Измерение удлинения проволоки при нагревании;

2010 год.

 

Цель работы:

1. Определение температуры металлической проволоки при протекании через неё электрического тока;
2. Измерение удлинения проволоки при нагревании;
3. Определение показателя коэффициента термического расширения.

Краткое теоретическое содержание:

Явления, изучаемые в работе:

1. Нагревание проводника при прохождении через него электрического тока;

2. Удлинение проводника при нагревании.

Основные определения:

1. Коэффициент объемного расширения – вид коэффициента теплового расширения, подразумевающее общее изменение размеров тела в функции температуры.

2. Коэффициент линейного расширения – физическая величина, равная относительному изменению линейного размера тела при изменении температуры тела на один кельвин.

3. Ток – упорядоченное движение электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля.

4. Сила тока - скалярная физическая величина, численно равная заряду проходящему через поперечное сечение проводника в единицу времени.

5. Физический смысл ρ – сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м².

Где ρ – удельное сопротивление проводника [Ом*м]

l – длина проводника [м]

R – сопротивление [Ом]

S – площадь сечения [м²]

6. Напряжение между двумя точками электрической цепи - равно работе электрического поля по перемещению единичного положит, заряда из одной точки в другую.

7. Коэффициент термического расширения – величина, характеризующая относительную величину изменения объема или линейных размеров тела с увеличением температуры на 1⁰ К, при постоянном давлении.

Законы, лежащие в основе данной работы:

Закон Ома: сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку, и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению этого участка.

Основные формулы:

 

1. ,где:

R_эт – эталонное сопротивление, [R_эт] = Ом

V_эт – эталонное сопротивление (показание верхнего вольтметра), [V_эт] = В

Y – сила тока в цепи (показание амперметра), [Y] = A

2. ,где:

R_пр – сопротивление проволоки

V_эт - напряжение на проволоке (показание нижнего вольтметра)

 

3. ,где:

t – температура при разных значениях сопротивления проволоки, [t] = ^oC

λ – термический коэффициент сопротивления, [λ] = град^-1

R_{пр. t} – сопротивление проволоки при разных температурах

R₀ – начальное сопротивление проволоки

4. β = , , где:

β – коэффициент линейного расширения, [β] = град^-1

δL – удлинение проволоки, [δL] = м

L_o – начальная длина проволоки\

δt – изменение температуры