Исследование зависимости сопротивления полупроводников и проводников от температуры

Цели проекта

1. Исследование зависимости сопротивления проводников и полупроводников от температуры.

2. Исследование возможности практического применения полученных результатов.

Задачи проекта

1. Изучение теоретического материала по данной теме.

2. Установление зависимости сопротивления терморезистора от температуры. Градуировка терморезистора. Измерение с помощью терморезистора температуры различных тел.

3. Измерение температуры раскалённого проводника.

Оборудование

Источник напряжения, терморезистор типа ММТ (рис. 1), стакан из термостойкого стекла, электроплитка с закрытым термоэлементом, омметр (мультиметр), миллиамперметр, термометр для диапазона температур от 0 °С до 80 °С, две низковольтовые лампочки (одна из них — без колбы: удаление колбы производит взрослый руководитель проекта), ключ, соединительные провода.

Рис. 1

ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОЕКТА

Базовый уровень

1. Установите на выключенную плитку стакан с водой. Закрепите терморезистор и термометр, чтобы они находились постоянно в воде на одной высоте и не касались дна стакана. Измерьте температуру воды и сопротивление терморезистора.

2. Включите плитку на минимальную мощность и постоянно перемешивайте воду деревянной палочкой. Записывайте значения температуры и сопротивления терморезистора (например, с интервалом пять градусов).

3. Используя экспериментальные данные, постройте график зависимости сопротивления терморезистора от температуры в диапазоне температур от 0 °С до 80 °С.

4. С помощью полученного графика измерьте температуру различных тел, приводя их в контакт с терморезистором.

5. Соедините приготовленные лампочки последовательно и подключите их к источнику тока с регулируемым напряжением¹. Подберите такое напряжение, чтобы лампочка с открытой спиралью не светилась, а лампочка с закрытой спиралью светилась. Объясните, почему одна лампочка светится, а другая нет.

¹ Наблюдать свечение лампы без колбы надо в защитных очках.

6. Подуйте на открытую спираль, а затем погрейте её снизу пламенем. Объясните, почему при этом изменяется накал лампочки с закрытой спиралью.

7. Возьмите терморезистор с сопротивлением около 10 Ом и соедините его последовательно с лампочкой накаливания. Пронаблюдайте, как изменяется накал лампочки при нагревании и охлаждении терморезистора. Объясните наблюдаемые явления.

Углублённый уровень

8. Определите средний термический коэффициент сопротивления терморезистора (ТКС) для разных интервалов температур: от 20 °С до 30 °С и т. д. с интервалом 10 градусов. Постройте график зависимости ТКС от температуры.

9. Определите на опыте, как изменяется сопротивление лампы с закрытой спиралью при увеличении силы тока. Дайте качественное объяснение полученной зависимости.

10. Найдите температуру нити накала лампы, используя то, что для металлических проводников сопротивление прямо пропорционально абсолютной температуре: R = bТ, где b — постоянная величина.

Подготовьте демонстрационный эксперимент «Задуем лампочку». Детали и методику его демонстрации можно найти, загрузив архив «Задуем лампочку» из Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов http:// school-collection.edu.ru/catalog/rubr/6ff3234e-18e5-lldc- 8314-0800200с9а66/110878/? и открыв файл 83.avi.

Подготовьте презентацию о выполнении проекта.