Мета роботи: 1. Закріпити знання з класичної електронної теорії електропровідності металів.
2. Дослідним шляхом встановити залежність електроопору від температури та визначити термічний коефіцієнт електроопору міді.
Обладнання: - електрична піч;
- котушка тонкої мідної проволоки, вставлена в пробірку;
- широка пробірка з водою;
- омметр.
Короткі теоретичні відомості:
Провідність металів обумовлена наявністю в них великої концентрації п вільних електронів
якіздійснюють тепловий хаотичний рух як одноатомний ідеальний газ. Тому вільні електрони в металі називають електронним газом.
Якщо в металі існує електричне поле, то на хаотичний рух накладається упорядкований направлений рух електронного газу під дією сил цього поля. Вільні електрони протягом довжини вільного пробігу рухаються з постійним прискоренням, швидкість їх направленого руху збільшується.
Однак при зіткненні з вузлом кристалічної решітки електрон повністю губить свою придбану за рахунок поля кінетичну енергію та починає знов прискорюватися до наступного зіткнення (див. мал. 1). У зв’язку з цим класична електрона теорія розглядає причину електроопору металів у зіткненні вільних електронів з вузлами кристалічної решітки, а за довжину вільного пробігу приймається період решітки (відстань між вузлами).
|
|
Зі збільшенням температури збільшується середня
швидкість хаотичного руху електронного газу,
збільшується частота зіткнень і, відповідно,
електроопір метала.
Дослід показує, що електроопір лінійно залежить від
температури
де R – електроопір при температурі tºC; мал..1 t
Rо – опір того ж металу при температурі 0ºC;
α – температурний коефіцієнт опору, який з рівняння (1) дорівнює
Температурний коефіцієнт опору дорівнює відносній зміні опору провідника, який взято при 0ºC, при нагріванні на один градус.