Исследование зависимости электрического сопротивления проводников и полупроводников от температуры (Методическое пособие по выполнению лабораторной работы), страница 2

Допустимый диапазон  9В ÷ 15В, рекомендованное значение 12В. Для =9В ток через исследуемый резистор приблизительно равен I=4.96 мА и не зависит от его сопротивления. При увеличении  до 15В ток увеличивается не больше чем на 0.5% . Поэтому перед измерением после установки  его можно измерить цифровым мультиметром с большей точностью, чем дает стрелочный миллиамперметр. Сопротивление резисторов в рабочем диапазоне температур R3и R4 не превышает 300 Ом

Термостат, в котором содержатся резисторы, представляет собой медную трубу, в которую вставлен термометр, и на что намотанные обмотки R4 и Rк. Сопротивление R4 имеет форму таблетки. Она припаяна к специальному расширению на торце этой трубы. Для лучшего теплового контакта пространство между термометром и трубой и между витками обмоток заполнено термопастой КТП - диэлектрическим пластическим материалом с большой теплопроводностью. Вся система теплоизолирована пенопластом.

Электрическое сопротивление металла сложным образом зависит от температуры (рис. 2).

Но в диапазоне комнатных температур для металлов имеет место формула:

           (1)

где  - электрическое сопротивление проводника при температуре ,  - температура проводника по Цельсию,  - сопротивление при температуре ,  - температурный коэффициент сопротивления металла

                (2)

Величина  неизвестна, чтобы исключить ее из рассмотрения надо определить значения сопротивления  и  при двух значениях температуры  и  соответственно:

,              (3)

Из системы (3), определим температурный коэффициент сопротивления металла  

                                             (4)

Иногда используется другая зависимость: , где  - электрическое сопротивление проводника при температуре ,  - температура проводника по Цельсию,  - сопротивление при температуре .  - температурный коэффициент сопротивления металла для температуры . В справочниках часто приводится  для температуры .

Величины  и , , и  связаны формулами , .

Приведем значения  для некоторых металлов:

железо                         5. 2x10-3 гр.^-1

константан                              1. 0x10-3 гр.^-1

латунь                                      1. 5x10-3 гр.^-1

медь                                         4. 0x10-3 гр.^-1

манганин                                 1. 0x10-3 гр.^-1

нихром                                    4. 0x10-3 гр.^-1

никель                                     5. 4x10-3 гр.^-1

олово                           4. 4x10-3 гр.^-1

Исследование зависимости электропроводности полупроводника от его температуры проводится на экспериментальной установке такого ж типа, что и в предыдущем случае (рис. 1). Электрическое сопротивление полупроводника уменьшается во время его нагревания соответственно с законом

,                                       (5)

где  - сопротивление полупроводника при температуре его плавления,  - энергетическая ширина запрещенной зоны,  - константа Больцмана,  - абсолютная температура полупроводника.

Зависимость (5) можно использовать для нахождения ширины запрещенной зоны . Прологарифмировав уравнение (5), получим: