金属电阻的温度系数 测定金属电阻温度系数的方法研究_理学_高等教育_教育专区

第 23 卷 第 5 期 2010 年 10 月大 学 物 理 实 验 P H YSICAL EXP ERIM EN T O F COLL EGE文章编号 :100722934 (2010) 0520007203Vol . 23 No . 5 Oct . 2010测定金属电阻温度系数的方法研究任丽英(忻州师范学院 ,山西 忻州 034000)摘 要 : 从金属电阻率与温度的线性关系出发 ,设计了测定金属电阻温度系数的实验方案 。利用 基本的电磁学仪器和热学仪器组合进行实验 ,以漆包铜线作为待测金属丝测定出铜的电阻温度系数 ,分 析了导致系统误差产生的主要原因 ,并就待测金属丝的选取原则 、温度控制的方法进行了讨论 。 关 键 词 : 电阻 ;电阻率 ;电阻温度系数 中图分类号 : TN 609 文献标志码 : A实验表明 :所有纯金属的电阻率都随温度的 升高而增大 ,当温度不太低时 ,电阻率ρ与温度间近似地存在线性关系[1 ] :ρ = ρ0 (1 +αt)(1)式中 t 表示摄氏温度 ,ρ0 表示 0 ℃时电阻率 ,ρ表示 t ℃时电阻率 ,α称为材料的电阻温度系数 。一般而言 ,不同材料的电阻温度系数不同 。

本论文探讨用基本的电磁学仪器和热学仪器组合进行实验 ,测定金属电阻的温度系数 。1 实验原理当金属导体的温度变化范围不大时 , 导体的长度 l 的变化很小 ,可以忽略不计 。这样 ,在 (1) 式中等号的两边都乘以 l/ S ,就可以得到 :R = R0 +αR0 t(2)式中 R0 表示 0 ℃时的电阻 , R 表示 t ℃时的电阻 。(2) 式表明 ,电阻 R 与温度 t 为线性关系 , 如果以温度 t 为横坐标 ,以电阻 R 为纵坐标作图 ,则R2t 图线为直线 ,其截距等于 R0 ,斜率为k = αR0(3)电阻温度系数为α= k(4)R02 实验装置实验装置如图 1 所示 ,左半部分为温度控制收稿日期 : 20102031225和测量系统[2 ] 。1 为铁架台 ,2 为垫块 ,3 为溶液 ,4 为烧杯 ,5 为温度计 ,7 为金属 丝 ;右半部分为电阻测量系统 :7 为 QJ244 双臂电桥 ,8 为垫块图 1 利用 PDMS 复制光盘沟槽结构在烧杯中加入适量的冰镇液体 ,将金属丝浸 没 ,通过与外界发生热交换使液体的温度升高 ,从 而使金属丝的温度升高 。金属丝的温度即液体的温度 ,通过浸入液体中的温度计测出 ,金属丝的电 阻由 QJ244 双臂电桥测出 。

由于接入 QJ244 双臂电桥 P1 、P2 两接线柱 间的被测金属丝并没有全部浸入液体中 , 因此只 有部分金属丝的温度随液体的温度发生变化 , 从 而电阻随温度发生变化 。设双臂电桥测得室温时金属丝的电阻为 R′,接入双臂电桥 P1 、P2 两接线 柱间的金属丝长度为 L金属电阻的温度系数, 浸入液体中的金属丝长 度为 l ,则温度不发生变化的金属丝长度为 L l , 温度不发生变化的金属丝的电阻为 :Rc=R′·LLl(5)设双臂电桥测得温度为 t ℃金属丝的电阻为 R t ,则温度发生变化的金属丝的电阻 R 为 :R = Rt Rc(6)' 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 8测定金属电阻温度系数的方法研究3 实验步骤(1) 用 QJ244 双臂电桥测量金属丝温度为室 温时的电阻为 R′。(2) 按图 1 组装仪器 。 (3) 在烧杯中加入适量的冰镇水 , 将金属丝 浸没 ,改变水的温度使金属丝的温度发生变化 。 (4) 适当选取测量温度 ,用 QJ244 双臂电桥测 量该温度时金属丝的电阻 Rt , 并记下相应的温度 值 t。