WFTJ	Imię i Nazwisko: 1. Marek Barciewicz 2. Mariusz Cybula			ROK I	GRUPA 1	ZESPÓŁ 4
Pracownia fizyczna I	TEMAT: Termometr oporowy i termopara							Nr ćwiczenia 121
Data wykonania	Data oddania	Zwrot do poprawy	Data oddania	Data zaliczenia	OCENA 6.0.

1. Wprowadzenie teoretyczne

Cel ćwiczenia

Wyznaczenie współczynnika temperaturowego oporu platyny w zakresie temperatur pokojowych.

Oporność metali

Pomiary oporności metali wykazują, że w zakresie temperatur pokojowych oporność jest liniową funkcją temperatury. Zależność R(t) można opisać fenomenologicznym wzorem

R(t) = R₀ (1 + αt) (1)

gdzie t oznacza temperaturę w °C, natomiast R₀ jest wartością oporności metalu w 0°C. Stałą α nazywamy temperaturowym współczynnikiem oporu, jej wartość zależy od rodzaju metalu.

Należy zwrócić uwagę, że wyrażenie (1) jest niezbyt ścisłe i poprawne jedynie w określonym przedziale temperatur. W niskich temperaturach funkcja R(t) staje się nieliniowa.

Napięcie termoelektryczne

Utwórzmy obwód elektryczny z dwóch metali. Jeżeli cały obwód znajduje się w jednakowej temperaturze, to nie zaobserwujemy żadnego prądu (przepływ prądu byłby pogwałceniem II zasady termodynamiki. Jeżeli jednak temperatury wzdłuż obwodu będą różne, włączony w obwód galwanometr pokaże powstawanie różnicy potencjałów i przepływ prądu. Doświadczenie pokazuj, że powstałe napięcie termoelektryczne zależy wyłącznie od wartości temperatur na złączach A i B i rodzaju metali tworzących złącze.

Charakterystyką termopary E(t) nazywamy zależność napięcie termoelektrycznego od temperatury t złącza A, gdyż drugie złącze B utrzymujemy w temp. 0°C. Charakterystykę termopary podaje się w formie tabeli, wykresu, względni wzorów empirycznych:

R(t) = at + bt² (2)

E(t) = at + bt² + ct³ (3)

Wykonanie ćwiczenia

Zestawić układ pomiarowy wg. rysunku.

1. UWAGA: Aby uzyskać temperaturę odniesienia 0°C, złącze termopary musi znajdować się w otoczeniu topniejących kawałków lodu.

-1. Zmierzyć wartości E i R dla temperatury pokojowej.

-1. Włączyć grzanie kociołka podnosząc napięcie na autotransformatorze do wartości (100 - 180) V. Nie dajemy pełnego napięcia 220V by uniknąć zbyt szybkiego grzania wody.

-1. Mieszając cały czas wodę odczytywać wskazania termometru, omomierza i woltomierza co 5°C, wpisać dane do tabeli pomiarów.

-1. Przerwać grzanie gdy temperatura osiągnie 95°C

2. Opracowanie wyników

Lp	t [°C]	R [Ω]	U [mV]	prosta teoretycz.	U/T [mV/°C]
1	25	110	1,105	109,685	0,044
2	30	111	1,342	111,378	0,045
3	35	113	1,585	113,071	0,045
4	40	115	1,778	114,764	0,044
5	45	116	2,012	116,457	0,045
6	50	118	2,211	118,15	0,044
7	55	120	2,428	119,843	0,044
8	60	122	2,648	121,536	0,044
9	65	123	2,870	123,229	0,044
10	70	125	3,089	124,922	0,044
11	75	127	3,299	126,615	0,044
12	80	128	3,502	128,308	0,044
13	85	130	3,710	130,001	0,044
14	90	132	3,916	131,694	0,044
15	95	133	4,103	133,387	0,043

Lp	T [°C]	R [Ω]	(xi-x0)^2	(xi-x0)yi	Δy = yi-(axi + b)	Δyi^2
1	25,0	110,0	1225,0	-3850,0	0,3160	0,10
2	30,0	111,0	900,0	-3330,0	-0,3770	0,14
3	35,0	113,0	625,0	-2825,0	-0,0700	0,00
4	40,0	115,0	400,0	-2300,0	0,2370	0,06
5	45,0	116,0	225,0	-1740,0	-0,4560	0,21
6	50,0	118,0	100,0	-1180,0	-0,1490	0,02
7	55,0	120,0	25,0	-600,0	0,1580	0,02
8	60,0	122,0	0,0	0,0	0,4650	0,22
9	65,0	123,0	25,0	615,0	-0,2280	0,05
10	70,0	125,0	100,0	1250,0	0,0790	0,01
11	75,0	127,0	225,0	1905,0	0,3860	0,15
12	80,0	128,0	400,0	2560,0	-0,3070	0,09
13	85,0	130,0	625,0	3250,0	0,0000	0,00
14	90,0	132,0	900,0	3960,0	0,3070	0,09
15	95,0	133,0	1225,0	4655,0	-0,3860	0,15
suma	900,0	1823,0	7000,0	2370,0		1,32

x0 = ^900/15 = 60 [°C]

y0 = ^1823/15 = 121,53 [Ω]

D = 7000,0 [deg^-2]

a = 0,3386 [Ω/deg]

b = 101,22 [Ω]

Δy = 0,32 [Ω]

Δa = 0,004 [Ω/deg]

Δb = 0,124 [Ω]

α = 0,003 [deg^-1]

Δα = 3,78E-05 [deg^-1]

3. Krytyczne podejście do wyników pomiarów

Otrzymane wyniki świadczą, że doświadczenie zostało wykonane bardzo dokładnie. Otrzymaliśmy zależność R(t) będącą linią prostą co potwierdza teorię i dowodzi poprawności wykonania ćwiczenia

---