Определение температурного коэффициента сопротивления металлического проводника

 

Цель работы:

Определение среднего температурного коэффициента сопротивления металлического проводника.

Краткое теоретическое обоснование:

При исследовании электрических явлений был установлен тот факт, что металлы (проводники) хорошо проводят электрический ток,  а неметаллы (полупроводники и диэлектрики) - плохо.

Плотность электрического тока j в некоторой точке однородного тела пропорциональна напряжённости электрического поля Е в этой точке (закон Ома в дифференциальном виде)

Где s - удельная проводимость.

Часто вместо s рассматривают величину удельного сопротивления  r:

Экспериментально установлено, что для чистых металлов зависимость удельного сопротивления от температуры в широком диапазоне температур носит линейный характер:

где   r  - удельное сопротивление металла при температу­ре  t° C ;

rо - удельное сопротивление металла при температуре 0° С;

a - температурный коэффициент сопротивления.

             Решетки металлических кристаллов состоят из положитель­но заряженных ионов, расположенных в «узлах» (точках, отно­сительно которых ионы совершают тепловые колебания), между которыми находятся «свободные» электроны. Валентные электро­ны в металле «коллективизированы». Они не связаны с отдель­ными атомами и хаотически перемещаются внутри металла с неко­торой  средней  скоростью как своего рода «элек­тронный» газ.   

              При хаотическом движении электронов происходят столкнове­ния с ионами кристаллической решетки, которые повторяются че­рез промежуток времени  t  , равный отношении длины свободно­го пробега  к средней скорости хаотического движения

электронов: