Дослідження залежності електричного опору провідників та напівпровідників від температури (Лабораторна робота № 5), страница 2

Допустимий діапазон  – 9В ÷ 15В, рекомендоване значення 12В. Для =9В струм через досліджуваний резистор станове приблизно І=4.96ма та не залежіть від його опору. При збільшенні  до 15В струм збільшується не більш ніж на 0.5% . Тому перед вимірюванням після установки  його можна виміряти цифровим мультіметром з більшою точністю ніж дає стрілочний міліамперметр. Опір резисторів у робочому діапазоні температур R4 та R5 не перевищує 300 Ом

Термостат у якому містяться резистори являє собою мідну трубу, у яку вставляється термометр, та на яку намотані обмотки R5 та Rн. R5 має форму таблетки. Він припаяний до спеціального розширення на торці цієї труби. Для кращого теплового контакту простір між термометром та трубою та між витками обмоток заповнено термопастою КТП-19 – діелектричним пластичним матеріалом з великою теплопровідністю. Уся система теплоізольована пенопластом.

Електричний опір металу складним чином залежить від температури (мал. 2).

Але у діапазоні кімнатних температур для металів має місце формула:

                       (1)

де  - електроопір провідника при температурі ,  - температура провідника по Цельсію,  - опір при температурі ,  - температурний коефіцієнт опору металу

                            (2)

Величина  невідома, щоб виключити її з розгляду слід знайти значення опору  та  при двох значеннях температури  та  відповідно:

,                                      (3)

Розв’язуючи систему (3), знайдемо температурний коефіцієнт опору металу  

                                                                     (4)

Іноді використовивається інша залежність: , де  електроопір провідника при температурі ,  - температура провідника по Цельсію,  - опір при температурі .  - температурний коефіцієнт опору металу для температури . У довідниках часто наводиться  для .

 та , , та   зв`язані формулами , .

Наведемо значення  для деяких металів:

залізо                           5.2x10^-3 гр.^-1

константан                  1.0x10^-3 гр.^-1

латунь                          1.5x10^-3 гр.^-1

мідь                             4.0x10^-3 гр.^-1

манганін                      1.0x10^-3 гр.^-1

ніхром                         4.0x10^-3 гр.^-1

нікель                          5.4x10^-3 гр.^-1

олово                           4.4x10^-3 гр.^-1

Дослідження залежності електропровідності напівпровідника від його температури проводиться на експериментальній установці такого ж типу, що й у попередньому випадку (мал. 1). Електричний опір напівпровідника зменшується під час його нагрівання відповідно з законом

                                                                (5)

де  - опір напівпровідника при температурі його плавління,  - енергетична ширина забороненої зони,  - константа Больцмана,  - абсолютна температура напівпровідника.

Залежність (5) можна використати для знаходження ширини забороненої зони . Прологарифмувавши рівняння (5), отримаємо:

                                                             (6)