Контрольные вопросы и вопросы для самостоятельной работы




НазваниеКонтрольные вопросы и вопросы для самостоятельной работы
страница1/5
Дата публикации01.03.2013
Размер0.54 Mb.
ТипКонтрольные вопросы
skachate.ru > Физика > Контрольные вопросы
  1   2   3   4   5
Порядок выполнения лабораторной работы

Прежде чем приступить к выполнению эксперимента, студент должен внимательно ознакомиться с методическим описанием лабораторной работы. Методическое описание содержит:

  1. Название работы.

  2. Цель работы.

  3. Перечень приборов и принадлежностей.

  4. Теоретическую часть: справочные сведения об изучаемой единице СИ, ее эталоне, системных и внесистемных единицах измерения этой величины.

  5. Описание приборов, используемых для измерения этой величины, их параметры, схемы включения, рабочие формулы, если они необходимы.

  6. Экспериментальная часть: указывается порядок измерений, приводятся образцы таблиц для записи результатов измерений, формулы для расчета искомой величины и для расчета погрешностей измерения.

  7. Контрольные вопросы и вопросы для самостоятельной работы.

  8. Список литературы


Студент должен понимать, что методическое описание- это только основа для выполнения работы, что приобретаемые им навыки выполнения измерений зависят не от качества описания, а от отношения студента к измерениям. Студент должен ознакомиться и инструкциями к приборам, в которых указаны система или принцип действия прибора, его класс точности или максимально допустимая погрешность, что при помощи этого прибора можно измерять.

Перед снятием результатов измерений студенту рекомендуется:

- проверить нулевые показания приборов;

- рассчитать цену деления шкал приборов;

- оценить приборные погрешности;

- отсчет измеряемых величин полагается производить с максимальной точностью, используя нониусы, зеркальные шкалы, оптимальные пределы измерения.

При обработке результатов прямых измерений необходимо рассчитать абсолютную и относительную погрешности результата измерений.

При обработке результатов косвенных измерений, кроме расчета абсолютной и относительной ошибок, необходимо провести анализ результата измерения какой из физических величин дает больший вклад в ошибку результата измерения и указать пути уменьшения этого вклада.

Если в лабораторной работе исследуется зависимость одной величины от другой, эту зависимость студент должен представить графически на миллиметровой бумаге. Число точек и масштаб выбираются так, чтобы наглядно были видны места изгибов, экстремумов и т.д.
Допуск к лабораторной работе и отчет по ней.

Перед работой проводится предварительный опрос студента, во время которого выясняются знания студента об измеряемой величине, ее определении в Международной системе единиц, эталоне величины, об устройстве и принципе действия приборов для ее измерения, приборных погрешностях этих средств измерения, методике проведения измерений. Эту теоретическую часть отчета по лабораторной работе студенты готовят перед выполнением работы, что позволит студенту более осмысленно подойти к ее выполнению.

Лабораторные работы по этой дисциплине выполняются фронтально, то есть все студенты группы выполняют одну и ту же работу.

При подготовке отчета по лабораторной работе необходимо помнить, что теоретическая часть должна быть краткой, не занимать половину отчета; выводы по работе должны содержать то, что студент узнал или чему научился при выполнении работы, оценку методов измерения, достоверности результатов измерения.
Оформление отчета по лабораторной работе.

Каждый студент по результатам проведенных измерений оформляет отчет. Отчет должен содержать:

  1. Название работы.

  2. Цель работы.

  3. Перечень приборов и принадлежностей.

  4. Краткое описание прибора или рабочей установки. Методика эксперимента.

  5. Краткое теоретическое введение с необходимыми рисунками и чертежами и основными расчетными формулами.

  6. Экспериментальная часть должна содержать номер и название каждого задания; по необходимости: чертежи (схемы), таблицы измерений, графики, выводы рабочих формул и т.д. Должно быть отображено полное выполнение каждого задания.

  7. Оценку точности измерений, расчет абсолютной и относительной погрешностей, оценка вклада разных факторов в величину погрешности. Результаты измерений в виде: ед. изм; ;

  8. Выводы к работе. Вывод должен исходить из цели лабораторной работы, содержать полученные вами конкретные результаты с оценкой погрешностей и их анализ.

Чтобы лабораторная работа считалась зачтенной необходимо сделать ее, оформить отчет по лабораторной работе, устно рассказать порядок ее выполнения и ответить на контрольные вопросы.
Форма протокола


  1. Название работы.

  2. Приборы и принадлежности.

  3. Задания и рабочие формулы

  4. Таблица данных измерений

  5. Расчеты искомых величин

  6. Расчет погрешностей

  7. Дата и роспись преподавателя.


Введение.

Физическая величина – характеристика одного из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общая в качественном отношении многим физическим объектам, но в количественном отношении индивидуальная для каждого объекта. Все величины: масса, сила, сила тока и т.п., используемые в физике выражаются в определенных единицах измерения.

Единица измерения физической величины- это величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение равное 1, применяемая для количественного выражения однородных физических величин. Единицы измерения установлены международным соглашением и называются Международной системой, или единицами СИ (от французского Systeme International). Все величины делятся на основные и производные. Совокупность величин, через которые могут быть определены все остальные, называется основными величинами. Каждая основная величина имеет свою единицу измерения СИ.

Основные единицы СИ:

Килограмм (кг) – единица массы. Один килограмм равен массе международного эталона, который представляет собой цилиндр из платино-иридиевого сплава высота и диаметр его равны 39 мм.

Метр (м) – единица длины. Метр длина пути, проходимого в вакууме светом за 1/299792458 секунды.

^ Секунда (с) – единица времени. Одна секунда равна продолжительности 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.

^ Ампер (А) – единица силы тока. Равен силе тока, который проходя по двум прямолинейным параллельным бесконечным проводам, расположенным на расстоянии 1 метр в вакууме, вызывает на каждом участке длиной 1 м силу взаимодействия 2·10-7Н.

^ Кельвин (К) – единица температуры. Один кельвин равен 1/273,16 температуры тройной точки воды (точки в которой лед, вода, и пар могут существовать одновременно) по абсолютной шкале температур.

^ Кандела (кд) – единица силы света. Одна кандела равна силе света в данном направлении от источника, испускающего монохроматическое излучение 540·1012 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1,683 Ватт/стерадиан.

Моль (моль) – единица количества вещества. Равен количеству вещества, в котором содержится 6,02·1023 (число Авогадро) частиц (т.е. атомов или молекул).

Международная система также включает две дополнительные величины:

Радиан – единица измерения плоского угла. Равен углу между двумя радиусами окружности, который опирается на дугу, длина которой равна радиусу окружности.

^ Стерадиан (ср) – единица телесного угла. Равен пространственному углу, вершина которого находится в центре сферы и который вырезает на поверхности шара площадь равную квадрату радиуса сферы.

^ Производные, кратные, дольные единицы измерения

Производные физические величины и производные единицы измерения этих величин получаются из определяющих соотношений для данной величины и иногда имеют особые названия, например: кгм/с2, единица измерения силы или Ньютон (Н).

Единица СИ может быть слишком большой или малой для конкретного измерения и поэтому неудобной. По этой причине используют дольные и кратные единицы СИ. Кратная единица физической величины – единица физической величины в целое число раз большая системной единицы (как правило, 10 в какой-либо степени, например 103м – километр (км). Дольная единица физической величины – единица физической величины в целое число раз меньшая системной единицы, например 10-6кг – миллиграмм (мг).

Основные, производные, кратные и дольные единицы СИ являются системными единицами физических величин.

^ Виды измерений

Числовое значение физической величины находится посредством измерения.

Измерение- определение значения физической величины опытным путем с помощью средств измерений.

Измерить некоторую физическую величину – это значит сравнить ее с другой однородной величиной, принятой за единицу измерения.

Измерение может быть проведено с помощью:

  1. Технических средств: метр, гиря, мерный сосуд и т.п.

  2. Измерительных приборов (амперметр, термометр и т.п.)

  3. Измерительных установок, представляющих собой совокупность технических средств, измерительных приборов и вспомогательных элементов.

Измерительным прибором называют устройство, с помощью которого осуществляется сравнение измеряемой величины с единицей измерения.

Измерения бывают прямые и косвенные.

Прямыми называются измерения, в которых определяемую величину сравнивают с единицей измерения непосредственно или при помощи измерительного прибора, проградуированного в соответствующих единицах. Например: взвешивание, измерение силы тока амперметром, температуры термометром и т.п.

При косвенных измерениях искомая величина определяется (вычисляется) из результатов прямых измерений других величин, связанных с измеряемой величиной определенной функциональной зависимостью.

Например: определение объема комнаты по результатам измерения ее длины, высоты и ширины; расчет электрического сопротивления проводника по результатам измерения силы тока и падения напряжения на данном участке цепи и т.п.

^ Погрешности прямого однократного измерения

В силу несовершенства мер и измерительных приборов, а также наших органов чувств измерения не могут быть выполнены точно. В любом приборе заложена та или иная систематическая погрешность, которую невозможно устранить, но, порядок которой можно учесть по техническим характеристикам прибора и его классу точности. Кроме того, часто ошибка заложена в самой природе измеряемой величины, например: температура, может меняться в процессе измерения вследствие конвекции и теплопроводности.

Таким образом, всякое измерение, по сути, является приближенным, т.е. результат измерения всегда содержит некоторую погрешность.

Приборная погрешность - с. Погрешность средства измерения. Она рассчитывается по техническим характеристикам прибора, например классу точности, или равна половине минимального деления шкалы прибора.

Для оценки точности каждого конкретного измерения используют его абсолютную погрешность Δх. При однократном прямом измерении, она равна приборной погрешности Δх=δс. Результат однократного прямого измерения принято записывать в виде х=хизм±δс. Двойной знак перед абсолютной погрешностью означает, что истинное значение измеряемой величины лежит в интервале ( хизм- δс, хизм+ δс).

Точность измерения часто характеризуют величиной относительной погрешности, которая является отношением абсолютной ошибки и измеренного значения величины (умноженным на 100%, если это отношение необходимо выразить в процентах): ε=


Лабораторная работа 1

^ ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

Цель работы: знакомство с понятием температура, методами ее измерения, различными видами термометров, методами их градуировки, температурными шкалами. Измерение температуры.

^ Приборы и принадлежности: газовый термометр, жидкостные термометры, термопара, термометром электронным ТЭН-2А.
Теоретическое введение.
Слово температура с латыни « temperature»- переводится как: правильное соотношение или нормальное состояние. Первоначально это слово и применялось лишь в медицине и означало определенное смешение разных лекарственных компонентов в составе лекарств. Для характеристики тепловых явлений его начали применять только в 18 веке. В нашей повседневной жизни мы, как правило, говоря «температура» характеризуем степень нагрева тел. С точки зрения термодинамики температура - физическая величина, характеризующая направление теплообмена между телами системы. Действительно, опыт показывает, что самопроизвольный перенос энергии при теплообмене происходит только от тел с большой температурой к телам с меньшей температурой до тех пор, пока тела не станут «одинаково теплыми» или точнее пока между ними не установится тепловое равновесие.

^ Два тела имеют одинаковую температуру, если между ними не происходит теплообмена. Физическое определение температуры должно основываться на такой физической величине, которая становится одинаковой для двух любых тел, находящихся в состоянии теплового равновесия друг с другом. Этим свойством обладает средняя кинетическая энергия поступательного движения частиц ( молекул или атомов) тела.

, -масса частицы; - скорость i-ой частицы; N- число частиц в теле. Поэтому частиц внутри любого тела может быть выбрана для определения величины температуры. По определению абсолютная температура в кельвинах:

,

где k=1,38 10-23 Дж/К – коэффициент, переводящий энергию выраженную в джоулях в кельвины называется постоянной Больцмана, т.о.



Температура характеризует особое состояние системы - состояние термодинамического равновесия, и может быть определена, если сиcтема находится в равновесном состоянии. Можно ли определить температуру непосредственно, например как время или длину? Очевидно, нет. Любое тело, в том числе и термометр, будут иметь одинаковую температуру если между телом и термометром будет достигнуто тепловое равновесие, т.е. не будет теплообмена.

В основе действия всех термометров – приборов для измерения температуры лежит нулевое начало термодинамики: в замкнутых системах (изолированных от окружающей среды) с течением времени устанавливается тепловое равновесие.

Измерить температуру можно только косвенным путем, основываясь на том, что многие физические характеристики и свойства тел зависят от температуры.

Вначале появились термоскопы (термо – тепло; скопио – вижу) по их показаниям можно было судить о том какое тело теплее, или о равенстве температур. Необходимость количественной оценки температуры потребовала определения меры температуры, что привело к установлению температурных шкал. Проградуированный с учетом в единицах выбранной температурной шкалы термоскоп становится термометром, т.е. прибором для измерения температуры.

Общим для всех термометров является то, что термометрическое тело должно приводиться в тепловое равновесие с телом, температура которого измеряется. При этом термометр должен обладать небольшой теплоемкостью, чтобы обмен энергией с изучаемым телом (т.е. возмущение системы) был минимальным. Любой термометр должен иметь достаточную чувствительность, точность измерений и их воспроизводимость, т.е. одинаковость показаний при повторных измерениях одной и той же температуры, а также быстроту действия, т.е. время перехода в состояние теплового равновесия с телом температура которого измеряется должно быть небольшим.

Действие термометров всегда основано на зависимости какого-либо свойства тела от температуры и может служить для ее измерения.

Тело, используемое для измерения температуры, так как его физические свойства изменяются с температурой называют термометрическим.

Физическую величину, которая изменяется с температурой – называют термометрической величиной. Например, в жидкостном термометре термометрическим телом является жидкость, а термометрической величиной – ее объем, об изменении которого мы судим по высоте столба жидкости в капилляре термометра.

Термометры состоят из чувствительного элемента, реагирующего на изменение температуры, и измерительного прибора, показания которого дают значения термометрической величины (гальванометр, газовый термометр), или сразу значение температуры в градусах ( например, в жидкостном термометре).

Температурные шкалы.

Для количественной оценки температуры, не зависящей от типа термометра и однозначно определенной при любом ее измерении, необходимо иметь температурную шкалу. Любая температурная шкала строится, опираясь на ряд температур - реперные точки. Реперные точки - это температуры, при которых в определенных условиях всегда происходят некоторые четко различимые изменения, которые легко получаются и воспроизводятся, поэтому их можно принять за точки отсчета при измерении любой другой температуры.

Примерами могут служить точка замерзания воды (температура, при которой плавится чистый лед) и точка кипения воды (температура пара над водой) при нормальном атмосферном давлении.

Для построения температурной шкалы обычно фиксируют две реперные точки, расстояние между которыми называется основным интервалом. Размер единичного интервала – градуса - устанавливают как определенную часть основного интервала. За начало отсчета чаще всего принимают одну из реперных точек. Подобным образом может быть построено сколько угодно температурных шкал.

Наиболее распространенными являются следующие температурные шкалы:

Шкала Д.Фаренгейта. (1723 г.): за t1 = 00 F принята точка таяния льда в смеси с солью и нашатырем, а за t2 = 1000 F нормальная температура человеческого тела. Температурный интервал разбит на 100 равных частей - градусов Фаренгейта (0F). Точки замерзания и кипения воды при нормальном атмосферном давлении по шкале Фаренгейта получились равными соответственно 320 F и 2120 F.

Шкала Р.Реомюра (1739 г.): за t1 = 00 R принята температура таяния льда, а за t2 = 800 R- температура кипения воды при нормальном давлении. Реомюр из своих измерений вывел, что вода расширяется между этими двумя точками на 80 тысячных объема. До 1917 года в России использовались термометры Реомюра.

Шкала А.Цельсия (1742 г.): реперные точки – точка таяния льда t1 = 00 С и точка кипения воды при нормальном давлении t2 = 1000 С. Основной интервал разделен на 100 равных частей - градусов Цельсия (0С).

Переход из одной шкалы в другую можно провести пользуясь следующими соотношениями:

( 1 )

Идеально-газовая шкала температур. Разреженные газы близки по свойствам к идеальным газам, поэтому в качестве идеализированного термометрического тела было решено использовать разреженный газ, параметры которого (объем V, давление Р и температура Т) при постоянной массе газа связаны уравнением Клапейрона - Менделеева. Газовый термометр можно применять двумя способами:

а) если объем газа поддерживать постоянным, то изменение температуры от Т1 до Т2 сопровождается изменением давления от Р1 до Р2 в соответствии с законом Шарля:



в этом случае термометрической величиной будет давление газа;

б) если постоянным поддерживать давление, то в соответствии с законом Гей – Люссака:



и термометрической величиной будет объем газа.

Термодинамическая шкала или шкала Кельвина (1848 г.) Эта шкала была предложена Уильямом Томсоном, в основе ее лежит цикл Карно. Термодинамическую температуру любого тела можно вычислить, если провести цикл Карно между данным телом и тающим льдом и измерить соответствующие количества теплоты. Построенная так температурная шкала называется абсолютной термодинамической шкалой температур. Единица измерения температуры – Кельвин (К). Абсолютная термодинамическая шкала температур тождественна с идеально-газовой шкалой. Вначале шкала опиралась на температуру замерзания воды Т1 и точку ее кипения Т2 при нормальном атмосферном давлении, однако, с 1954 г. она строится по тройной точке воды, температуру при которой сосуществуют в равновесии все три ее фазы, она точнее воспроизводится на практике. Тройная точка воды равна 273,16 К. В современной термодинамической шкале температур, разность между температурами кипения воды и плавления льда при нормальных условиях равна приближенно 100°С , значения этих температур 273,15 К и 373,15 К соответственно. Абсолютная термодинамическая шкала температур носит имя ее создателя Уильяма Томсона, который за свои работы по физике и технике в 1892 году стал пэром Англии – лордом Кельвином Ларгским. Эта шкала является основной в физике, а единица измерения температуры – Кельвин – является основной единицей СИ.

Кельвин – равен 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды (точки, в которой лед, вода и пар могут существовать одновременно).

Значения одной и той же температуры по шкале Кельвина и шкале Цельсия связаны равенством:



Для приближенных расчетов можно принять: T, К = t° С + 273. Абсолютные значения прироста температуры, взятые по шкалам Цельсия и Кельвина, совпадают: (ΔТ)К = (Δt)°С.

На практике наилучшим приближением к абсолютной термодинамической шкале является так называемая международная практическая шкала (МПТШ), основанная на системе хорошо воспроизводимых реперных точек (кипения, плавления и др.) ряда чистых веществ. МПТШ является практическим подтверждением абсолютной термодинамической шкалы и постоянно уточняется в соответствии с достижениями измерительной техники.

Реперные точки для градуировки температурных шкал установленные в МПТШ:

Вещество

Реперная точка

t,°C

T,К

Кислород

Точка кипения

-182,97

90,18

Вода

Точка затвердевания

0,00

273,15

Вода

Точка кипения

100

373,15

Сера

Точка кипения

444,60

717,75

Серебро

Точка плавления

960,80

1233,95

Золото

Точка плавления

1063,00

1336,15


Абсолютный нуль.

Температура Т = 0 К по абсолютной термодинамической шкале называется абсолютным нулем. Это предельно низкая температура. Охладить тело ниже абсолютного нуля невозможно. В термодинамике доказывается, что абсолютный нуль недостижим, хотя можно сколько угодно близко подойти к нему в экспериментах (в настоящее время достигнута температура 0,00001 К)

Действие термометров всегда основано на зависимости какого-либо свойства тела от температуры и может служить для ее измерения. Некоторые из этих зависимостей следующие:

  1. зависимость объема жидкостей от температуры - тепловое расширение жидкостей; V=f(T)

  2. зависимость электрического сопротивления металлов от температуры; R=f(T)

  3. изменение электродвижущей силы термопары, в зависимости от разности температур спаев; ε

  4. соотношение между давлением и температурой газа постоянной массы при постоянном объеме; P=f(T) при V=const.

  5. зависимость частоты электромагнитного излучения нагретых тел от температуры; .

Температура – мера средней кинетической энергии молекул

Согласно молекулярно-кинетической теории, температура рассматривается, как макроскопический параметр, характеризующий среднюю кинетическую энергию εср поступательного теплового движения молекул газа и являющийся количественной мерой интенсивности теплового движения молекул:

εср ~ Т

Здесь температура Т взята по абсолютной термодинамической шкале Кельвина. Коэффициент пропорциональности, устанавливающий связь между температурой в энергетических единицах – джоулях с температурой Т, в кельвинах называется постоянной Больцмана, в честь австрийского физика Людвига Больцмана, одного из основоположников молекулярно-кинетической теории.



Необходимо помнить, что температура определяется средней для большого количества молекул кинетической энергией, т.е. пропорциональна положительной величине, поэтому она может принимать только положительные значения,

Виды термометров

Газовый термометр. Измерение абсолютных температур наиболее точно можно производить с помощью газового термометра. Термометрическим телом является разреженный газ, а термометрической величиной

объем газа V=f(T) постоянной массы, при Р= соnst (термометры постоянного давления), или его давление при постоянном объеме P=f(T), при V=const. ( термометры постоянного объема)

Газовый термометр постоянного объема (рис.1) представляет собой баллон 1 (чувствительный элемент), заполненный газом и соединенный с помощью трубки 2 с ртутным манометром 3. Баллон 1 погружается в среду, температуру которой надо измерить. Чтобы обеспечить постоянство объема газа, уровень ртути в левом колене манометра доводится до метки М поднятием или опусканием правого колена со ртутью. После установления теплового равновесия отсчитывается давление газа по разностям уровней ртути в коленах манометра.




Рис.1
Температуры Т1 и Т2 двух тел сравниваются следующим образом. Приводят баллон 1 в состояние теплового равновесия с первым телом, а затем со вторым и измеряют соответствующие значения давления Р1 и Р2. Расчет проводится на основе уравнения . Разность давлений Р1 и Р2 находится по разности уровней в коленах манометра в мм.рт.ст.

Устройство газового термометра и работа с ним довольно сложны – термометры громоздки, медленно приходят в состояние теплового равновесия, требуют особой осторожности из-за наличия ртути. По этим причинам они редко используются в практике. По ним обычно градуируются другие термометры.

Жидкостные термометры широко распространены в лабораторной практике, технике и быту. Они используются для измерения температур в области от –2000С до +7500С. Однако они не отличаются большой точностью. Действие термометров этого вида основано на тепловом расширении жидкости, являющейся термометрическим телом, а термометрической величиной ее объем V=f(T).

Чувствительным элементом жидкостного термометра является резервуар с термометрической жидкостью (ртуть, этиловый спирт, толуол и др.), находящийся в тепловом равновесии с исследуемым телом. Область применения жидкостных термометров ограничена со стороны низких температур свойствами жидкостей (они замерзают), а со стороны высоких – свойствами стекла, из которого изготовляют резервуар для жидкости, капилляр и корпус термометра (стекло размягчается).

Главные недостатки жидкостных термометров: влияние температуры внешней среды на их показания, значительная тепловая инерция и не всегда удобные для работы габариты.

Электрический термометр сопротивления основан на зависимости электрического сопротивления металлов или полупроводников от температуры. Широкое распространение получили термометры сопротивления из чистых металлов. Его чувствительный элемент – металлическая проволока.

Измерение температуры по существу сводится к измерению электрического сопротивления чувствительного элемента, приведенного в тепловой контакт с исследуемым телом. Чаще для этого пользуются методом мостовых схем (уравновешенный мост Уитстона).

Чувствительность термометра к изменению температуры характеризуется температурным коэффициентом сопротивления материала проволоки. Коэффициент численно равен относительному изменению сопротивления при изменении температуры на один градус:

(3)

где Rt – сопротивление проволоки при температуре t0С, а R0 – при 00С. Для большинства чистых металлов при температурах, близких к комнатной температурный коэффициент сопротивления αт ~ 0,004 – 0,006 град –1. Зависимость R (t0) для металлов лишь приближенно является линейной, поэтому термометры сопротивления имеют нелинейную шкалу и нуждаются в градуировке по газовому термометру. Наиболее широким диапазоном доступных для измерения температур обладают платиновые термометры.

В качестве чувствительного элемента термометров сопротивления широко применяются полупроводники – термисторы, сопротивление которых резко меняется с температурой (обычно уменьшается с ростом t0, т.е. αт < 0). У термисторов αт на порядок выше, чем у металлов, а удельное сопротивление – в десятки и сотни раз больше, чем у металлов. Это позволяет изготовить весьма чувствительные термометры малых размеров.




^ Рис.3
Термопара (термоэлектрический термометр) - одна из разновидностей электрического термометра. Она представляет собой простейшую электрическую цепь из двух разнородных электрических проводников – термоэлектродов А и В, сваренных своими концами (рис.3). Обычно это металлические проволоки, реже - полупроводники.

Для измерения разности температур между двумя спаями термопары используют электродвижущую силу (ЭДС), возникающую при контакте различных металлов. Величина термо-ЭДС εT пропорциональна разности температур спаев:

(5)

здесь С – постоянная термопары, численно равная ТЭДС, возникающей при разности температур в 1 K (измеряется в В/К). Постоянная С зависит от природы термоэлектродов и интервала температур, в котором работает данная термопара. Для большинства пар металлов постоянная С имеет порядок 10-3 – 10-5 В/К.

Величина ТЭДС термопары зависит только от природы термоэлектродов и температуры спаев. На нее не влияют диаметр и длина проводов, распределение температуры по их длине, включение в цепь других проводников (при условии, что места их соединения с термоэлектродами имеют строго одинаковую температуру).

При измерении температуры с помощью термопары (рис.3) один из спаев (рабочий, или измерительный –2), приводят в тепловой контакт с исследуемым телом, температуру t2 которого надо измерить, а другой (спай сравнения, или реперный –1) помещают в сосуд с известной постоянной температурой t1 (чаще – тающий лед). Включенный в цепь термопары электроизмерительный прибор G (милливольтметр, потенциометр, гальванометр), дает показания, пропорциональные t2t1. Термопара в сочетании с градуированным электроизмерительным прибором представляет собой термоэлектрический термометр, не требующий постороннего источника тока. В цепи термопары происходит прямое преобразование внутренней энергии в электрическую энергию.

Достоинства термопар – простота изготовления, быстрое установление температурного равновесия, малые габариты, возможность измерять температуру в точке. Недостаток термопар – снижение их термоЭДС при низких температурах.
  1   2   3   4   5

Похожие:

Контрольные вопросы и вопросы для самостоятельной работы iconКонтрольные вопросы : Как раскрываются понятия «орфография»
Вопросы и задания для самостоятельной работы при подготовке к практическим занятиям по дисциплине «Практикум по орфографии и пунктуации»...
Контрольные вопросы и вопросы для самостоятельной работы icon3. задания на контрольные работы студенты выполняют три контрольные...
Студенты выполняют три контрольные работы, в которых необходимо решить три задачи и ответить на вопросы для самопроверки. Номера...
Контрольные вопросы и вопросы для самостоятельной работы iconКонтрольные вопросы по административному праву 30 Виды и содержание самостоятельной работы 31
Лапина М. А., доктор юридических наук, профессор кафедры административного, финансового и коммерческого права
Контрольные вопросы и вопросы для самостоятельной работы iconА. В. Семенихина экономический анализ
«Экономический анализ хозяйственной деятельности», содержат контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы, что позволяет...
Контрольные вопросы и вопросы для самостоятельной работы iconМетодические указания для самостоятельной работы
Методические указания предназначены для самостоятельной работы студентов заочной формы обучения. Содержат краткую программу курса...
Контрольные вопросы и вопросы для самостоятельной работы iconКонтрольные вопросы по курсу 20 Виды и содержание самостоятельной работы 23
Учебно-методический комплекс «Судебная власть и судопроизводство в Российской Федерации» составлен в соответствии с требованиями...
Контрольные вопросы и вопросы для самостоятельной работы iconКонтрольные вопросы по курсу 20 Виды и содержание самостоятельной работы 23
Учебно-методический комплекс «Судебная власть и судопроизводство в Российской Федерации» составлен в соответствии с требованиями...
Контрольные вопросы и вопросы для самостоятельной работы iconКонтрольные вопросы по курсу 22 Виды и содержание самостоятельной работы 24
Учебно-методический комплекс «Правоохранительные органы» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного...
Контрольные вопросы и вопросы для самостоятельной работы iconМетодические указания и контрольные задания для самостоятельной работы
Выполнение контрольной работы является необходимым этапом самостоятельной работы студента при изучении курса «Статистика в химическом...
Контрольные вопросы и вопросы для самостоятельной работы iconУчебное пособие для самостоятельной работы студентов заочного отделения...
Учебное пособие предназначено для для самостоятельной работы студентов заочного отделения неязыков специальностей вузов, ранее изучавших...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
контакты
skachate.ru
Главная страница