Загальна інформація
Застосування
Зображення різних мідних дротів
Опір дротів змінюється, зокрема, залежно від температури та матеріалу.
Закон Ома , або справджується лише за умови , тобто не для дротів із чистих металів.
При цьому байдуже, чи підвищення температури спричинене зовнішнім нагріванням, чи власним нагріванням унаслідок великої сили струму.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Учні мають уміти збирати просте електричне коло і мають розуміти поняття напруги та сили струму. Крім того, вони мають розуміти принцип опору і знати формулу .
Принцип
Опір дроту залежить від матеріалу й температури.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Учні мають з'ясувати залежності між опором дроту та його довжиною і поперечним перерізом , а також простежити залежність опору матеріалів від температури.
.
Завдання
За допомогою двох окремих серій дослідів можна встановити співвідношення .
У другому досліді, змінюючи температуру дроту, визначають зв'язок між температурою та опором.
Зауваження
- Під час нагрівання дротяних спіралей полум'я не повинно бути надто великим і не повинно надто наближатися до спіралей, щоб дроти не перегоріли.
- Набір магнітних електричних символів для демонстраційної дошки дає змогу наочно підписати схему.
Правила безпеки
До цього досліду застосовуються загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Увага:Дріт може дуже сильно нагріватися, якщо через нього протікає струм понад 1 А! Не можна торкатися дроту, коли тече струм! Коли вимірювання не проводять, силу струму слід завжди повертати на нуль, а вимикач тримати розімкненим!
Обладнання
Складання та виконання
Складання
- Склади дослід відповідно до рисунка ліворуч.
- Затисни мідний дріт за допомогою затискачів типу «крокодил» між гніздами a і b.
- Вибери діапазон вимірювання і .
Виконання (1/3)
- Увімкни блок живлення і підвищуй напругу, починаючи від , доки сила струму не досягне значення .
- Зчитай значення напруги й запиши його.
- Так само вчини з константановим дротом.
- Замкни вимикач.
Виконання (2/3)
- Зміни дослід відповідно до рисунка ліворуч.
- Намотай мідний дріт спіраллю за допомогою олівця й закріпи його затискачами типу «крокодил» над гніздом біля a так, щоб вісь спіралі була вертикальною і стояла на кілька сантиметрів перед модулем.
Виконання (3/3)
- Вибери діапазони вимірювання і .
- Підвищуй напругу, починаючи від , доки сила струму не досягне значення .
- Нагрівай спіраль полум'ям якомога рівномірніше і спостерігай при цьому за відхиленням стрілки амперметра.
- Так само вчини з дротами із заліза та константану й зафіксуй спостереження.
Спостереження та опрацювання результатів
Спостереження
Можна було спостерігати таке:
1. При нагріванні спіралі з мідного дроту сила струму значно зменшується.
2. Подібно поводиться і спіраль із залізного дроту.
3. При нагріванні спіралі з константанового дроту сила струму зменшується лише після дуже сильного нагрівання, та й тоді лише незначно.
Опрацювання результатів (1/2)
- Значення опору дротів однакової довжини та площі поперечного перерізу залежать від матеріалу, з якого вони виготовлені (пор. таблицю, останній стовпець).
- Мідний дріт має найменший опір; залізний дріт має значно більший опір, ніж мідний, але все ще значно менший, ніж константановий дріт.
| Матеріал | |||
|---|---|---|---|
| Мідь | 0,25 | 0,042 | 0,168 |
| Залізо | 0,25 | 0,25 | 1,00 |
| Константан | 0,25 | 0.98 | 3,92 |
Опрацювання результатів (2/2)
Опір дротів із міді або заліза значною мірою залежить від температури, а саме: він тим більший, чим вища температура. Дроти з константану мають опір, який майже не залежить від температури.
Опір дротів описується рівнянням Величина називається питомим опором. Вона характерна для кожного металевого провідника, і її значення загалом залежить від температури. Її одиниця -