Физика пәнін оқытудағы физикалық практикумдардың маңызы
-сынып. Физикалық практикум №4
жүктеу/скачать 13,12 Mb.
|
9-11 практикум
- Бұл бет үшін навигация:
- Құрал – жабдықтар
- Кедергі термометрі
- Кедергі термометрін градуирлеу
- 11- сынып. Физикалық практикум №5 Жартылай өткізгіштердің электрөткізгіштігінің температураға тәуелділігін зерттеу. Мақсаты
- Құрал-жабдықтар
- 5 практикумға арналған құрал-жэабдықтар
| 11-сынып. Физикалық практикум №4
Термокедергідегі термометр шкаласын градуирлеу. Мақсаты: термокедергілермен танысу, термокедергідегі термометр шкаласын градуирлеп үйрену. Құрал – жабдықтар: терморезисторлар. Терморезистор — электр кедергісі температураға байланысты өзгеретін шалаөткізгіш резистор. Терморезистордың температуралық кедергі коэффициенті (ТКК; металдар ТКК-нен ондаған есе артық) айтарлықтай үлкен, механикалық жүктемелерде, әр түрлі ауа райы жағдайында жұмыс істеуге қабілетті, сипаттамалары уақыт бойынша тұрақты, құрылысы қарапайым. Терморезисторды түтікше, диск, моншақ және жұқа пластина түрінде ұнтақтық металлургия әдістерімен жасайды. Олардың өлшемдері 1-10 мкм- ден 1-2 см-ге дейін жетуі мүмкін. ТКК-і оң және теріс терморезистор деп бөлінеді. Кедергі термометрі - эсері өткізгіштердің немесе жартылай өткізгіштердің электр кедергісінің температураға тэуелділігіне негізделген термометр. Кедергілікті термометр (орыс. термометр сопротивления ) - температура датчигі. Оның құрылғысы металдардың және жартылай өткізгіштердің температура өзгерісіне байланысты өздерінің электрлік кедергісін өзгертуіне негізделген. Кедергілікті термометрдің артық шылықтары температураны жоғары дәлдікпен тұрақты түрде өлшегі, көрсетулерін автоматты түрде жазып, алысқа беру мүмкіншілігі. Сезгіш элементі платинадан, мыстан, никельден (сирек) жасалынады. Кедергі термометрін градуирлеу R0 = 100,00 ом. T°C -50
-40 -30
-20 -10
0 10 20 30 40
78,70 82,96
87,22 91,48
95,74 100,00
104,26 108,52
112,78 117,04
50 60
80 90 100 110 120
130 140
121,30 125,56
129,82 134,08
138,34 142,60
146,86 151,12
155,38 159,64
150 160
170 180
163,90 168,16
172,42 176,68
11- сынып. Физикалық практикум №5 Жартылай өткізгіштердің электрөткізгіштігінің температураға тәуелділігін зерттеу. Мақсаты: оқушыларды жартылай өткізгіштің кедергісінің температураға тәуелділігімен таныстыру, одан кейін оның кедергісін суық және қыздырылған күйінде өлшеу. Құрал-жабдықтар: жартылай өткізгішті терморезистор, вольтметр, ток көзі, кілт, жалғағыш сымдар, спирт шамы, сіріңке. Жұмыс барысы: Ток көзі, кілт, жалғағыш сымдарды, вольтметр мен терморезисторларды тізбектей жалғап, электр тізбегін құрастырыңдар. Электр тізбегін тұйықтап, вольтметрдің бастапқы көрсеткішін жазып алыңдар. Терморезисторды ақырындап спирт шамымен қыздырыңдар. Тізбектегі токтың өсуін бақылаңдар. Бірнеше секундтардан кейін терморезисторды қыздыруды тоқтатып, вольтметрдің көрсетуін жазыңдар. Терморезистордың салққындаған кездегі ток күшінің азайғандығын, ал тізбектегі оның кедергісінің өскенін бақылаңдар. Жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігін зоналық теория негізінде тек кванттық механика жан-жақты түсіндіріп бере алады. Кристалдарда энергетикалық зоналардың пайда болуы металдардың, жартылай өткізгіштердің және диэлектриктерге бөлінуімен түсіндіріледі. Жартылай өткізгіштер мен диэлектриктердің екеуінде де еркін зарядты тасымалдаушылар жоқ, олардың пайда болуы үшін (электрондарды атомдардан жұлып алу үшін) белгілі бір көлемде энергия жұмсау керек. Бірақ бұл энергия диэлектриктер үшін өте үлкен, ал жартылай өткізгіштер үшін ол аз шама болуы қажет. Егер жартылай өткізгіштің температурасы абсолют нөлге жақындаса, онда кристалдағы байланыстар бұзылмайды, сондықтан жартылай өткізгіш диэлектрикке айналады. Жартылай өткізгіштің температурасы артқанда оның атомдарының сыртқы қабатының жеке электрондары, атомнан бөлінуге жеткілікті энергия қабылдап, одан бөлініп шығып, еркін электрондарға айналады. Жартылай өткізгіштің температурасы жоғарылаған сайын, ондағы еркін электрондардың саны артады және электр өткізгіштігі жоғарылайды. Бұл жұмыста зертханалық электропеште жартылай өткізгіш үлгісін қыздырып, температурасын өзгерткен кезде үлгінің электрлік кедергісін тікелей өлшеу арқылы электрөткізгіштіктің өзгерісі зерттеледі. Кедергінің температуралық коэффициенті кедергінің температураға тәуелділігімен сипатталады және Кельвиннің минус бір дәрежесімен өлшенеді . Таза қоспасыз жартылай өткізгіштер үшін кедергінің температуралық коэффициенті теріс шама болып табылады. Себебі, температура жоғарылаған сайын электронның көп бөлігі өткізгіштік зонаға өтеді, сәйкесінше кемтіктердің концентрациясы көбейеді. Яғни көміртек, германий, кремний жартылай өткізгіш элементтері үшін бұл коэффициент теріс шама болып табылады, яғни температура өскен сайын кедергісі кемиді деген корытындыға келеміз. Жартылай өткізгіш материалы болып табылатын германий тек диод пен триодта ғана кеңінен қолданылмайды, одан үлкен токқа арналған қуатты түзеткіштерді, түрлі датчиктерді, төмен температураларға арналған кедергі термометрлерін жасайды. Ең маңыздысы, бізді қоршаған әлемде көптеген заттар жартылай өткізгіштерден жасалған. Жартылай өткізгіштерді қолданатын аспаптар жетерлік. Ол қарапайым радиоқабылдағыш немесе лазер, тіпті микропроцессордағы кішкентай атомдық батарея болуы мүмкін. Жартылай өткізгішті материалдар керемет католизатор, яғни химиялық үдерістердің үдеткіші бола алатындығы анықталған. Жартылай өткізгіштердің тағы бір ерекшелігі сыртқы магнит өрісінің әсерінен ондағы электр тоғының ығысуы, осының негізінде өте сезімтал, дәл компас жасап шығаруға болады. Германий электроника мен радиотехникада шағын әрі сенімді жұмыс жасайтын қондырғыларды құрастыру үшін қолданылады. 
№5 практикумға арналған құрал-жэабдықтар жүктеу/скачать 13,12 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|