Resistansens temperaturafhængighed | Rapport i Fysik

Resistansens temperaturkoefficient

Formål: Formålet med forsøget er at bestemme resistansens temperaturkoefficient ved 0 C for henholdsvis 3 metaller. Kobber, nikkel og konstantan. Teori: Resistansen af en metaltråd er i langt de fleste tilfælde afhængig af trådens temperatur. Vi betegner resistansen ved temperaturen 0 C med R , mens vi ved temperaturen (t) betegner resistansen R Resistansens afhængighed af temperaturen kan udtrykkes på følgende måde: Denne formel kan skrives således: I denne ligning er et udtryk for resistansens temperaturkoefficient ved 0 C Denne temperaturkoefficient er forskellig fra metal til metal, og kan beregnes ud fra ovenstående formel.

Sætter vi temperaturen (t/ C) ud af 1.-aksen, og modstanden ved den pågældende temperatur (R ud af 2.-aksen, forventer vi en lineær funktion som vist nedenfor: For en lineær funktion gælder: Funktionen for temperaturkoefficienten ved 0 C kan vi derfor skrive Heraf er: Heraf er: R = modstanden ved en bestemt temperatur.

R = modstanden ved 0 C t = temperaturen målt i C = temperaturkoefficienten ved 0 C.

Kender man derfor hældningskoefficienten (a) og modstanden ved 0 C (R ), som ud fra grafen kan aflæses som skæringspunktet på y-aksen (b), kan man beregne resistansens temperaturkoefficient ved 0 C på følgende måde: Materialer og apparater: For at udføre forsøget kræves: Strømforsyning, diverse ledninger, to multimetre (voltmeter/amperemeter/ohmmeter), elkedel, stativ, demineraliseret vand, termometer, tre dyppemodstande med modstandstråde af henholdsvis de tre metaller: Kobber, nikkel og konstantan. Fremgangsmåde:  Der hældes demineraliseret vand i elkedlen. Desuden anbringes dyppemodstanden på stativet, således at modstandstråden er dækket af vandet i elkedlen, dog uden at røre bunden  Opstil et kredsløb hvor amperemeter og dyppemodstand er koblet sammen i serie, samt forbundet til strømforsyningen. Voltmeteret skal være koblet parallelt med dyppemodstanden. HUSK at der skal indgå en beskyttelsesmodstand i kredsløbet. (Skitseret på figuren herunder)  Der tændes for strømforsyningen. Vær opmærksom på sikringen, amperemeteret kan kun klare en strømstyrke på 2 ampere. (Man kan evt. måle resistansen i dyppemodstanden med et ohmmeter og vurdere den maksimale spænding).

Dyppemodstand: En dyppemodstand består af en modstandstråd, der er viklet om et plexiglasrør. Dette plexiglasrør er forsynet med bøsninger.

Herefter beregnes konstantans temperaturkoefficienten ved 0 C Regressionsligningen for konstantans temperaturkoefficient er ifølge vores forsøg bestemt til: Ifølge tabelværdien i databogen (side 166) er temperaturkoefficienten ved 0 C for konstantan mellem -0,00008 C og + 0,00004 C . Det vil sige at vores beregnede temperaturkoefficient på C ligger i dette interval.

Diskussion: Nedenfor …