電気抵抗の温度変化

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物質の電気抵抗の値は温度を変えると変化する。また、その温度依存性は物質の種類によって異なる。本実験では2種類の試料(半導体、金属)の抵抗の温度依存性が異なることを確認する。



概要

本実験では、金属と半導体の電気抵抗の温度依存性を調べる。これらについては、次の事実が知られている:

  • 金属の電気抵抗は、温度に比例する。すなわち、温度が高くなるほど抵抗は大きくなる。
  • 半導体の電気抵抗は温度を上げるにつれて指数関数的に減少する。

これらの性質を確認するのが本実験の目標である。試料棒には抵抗計が接続できるようになっている。試料棒とアルコール温度計を、水を満たした電気ポットに入れる。電気ポットのスイッチを入れると水温が上昇するので、一定の間隔で温度と電圧を記録していく。

  • 導体については、温度係数
    a math image
    を求める。ただしRTは温度Tのときの電気抵抗である。R0は測定できないので、測定値から外挿して求める。
  • 半導体の抵抗値の変化率は温度により異なる。そこで、測定値から任意の温度tを選び、温度係数
    a math image
    を求める。

装置

電気ポット、スタンド
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温度計、抵抗計
meters.jpg
巻線抵抗、サーミスタ
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実験の流れ

画像手順
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装置を設置する。
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温度を上げながら、温度と抵抗値を記録する。必ずかきまぜながら行う。

実験結果

測定量金属の温度係数
標本数300
平均値0.0046 [K-1]
標準偏差0.0004[K-1]


resistance.txt.gif

実験マニュアル

ダウンロード: file電気抵抗の温度変化.pdf


物理学実験/著作権について

添付ファイル: file電気抵抗の温度変化.pdf 1438件 [詳細] filethermo.jpg 173件 [詳細] filepot.jpg 145件 [詳細] filemeters.jpg 160件 [詳細] filestep2.jpg 156件 [詳細] filestep1.jpg 165件 [詳細] fileresistance.txt.gif 377件 [詳細]

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Last-modified: 2008-12-15 (月) 18:02:00 (105d)