Лабораторная работа № 2-4А

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2-4A

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

Приборы и принадлежности: одинарный мост, электрическая печь, проводник.

Цель работы: ознакомление с понятиями: сила тока, сопротивление, электродвижущая сила, напряжение; изучение законов Ома для постоянного тока; изучение зависимости сопротивления проводника от температуры.

1. Краткая теория

Все вещества по признаку электропроводности делятся на проводники (металлы, электролиты и ионизированные газы), диэлектрики (изоляторы) и полупроводники. В проводниках имеются свободные заряды, обусловливающие электрический ток. Электрическим током называется упорядоченное движение свободных электрических зарядов (в металлах – свободных электронов, в электролитах - ионов). За направление тока принято считать направление движения положительных зарядов. Поскольку в металлах свободные электроны движутся в направлении, противоположном движению положительных зарядов, направление тока и направление движения свободных электронов противоположны.

Силой тока I называется количество электричества (или заряда) Δq, проходящее через поперечное сечение S проводника за 1 секунду

Ток, сила и направление которого не изменяются со временем, называется постоянным.

Рассмотрим электрический ток в металлах. Согласно электронной теории проводимости, созданной голландским физиком Г.А. Лоренцем и немецким физиком П. Друде, кристаллическая решетка металла образована положительными ионами и свободными электронами. Свободные электроны (бывшие валентные электроны, потерявшие связь с атомами и превратившие их в положительные ионы), хаотически двигаясь в металле со скоростью , сталкиваются друг с другом и с ионами кристаллической решетки. Упорядоченное же движение свободных электронов вызывается действием электрического поля в проводнике напряженностью . Скорость направленного движения значительно меньше скорости хаотического движения , т.к. движение электронов тормозится непрерывными столкновениями с ионами, находящимися в колебательном движении и с другими такими электронами. При этих столкновениях электроны теряют скорость и энергию. В этом состоит физический смысл электрического сопротивления.