AGH		Zbigniew Rusin Paweł Płatek Grzegorz Sałdan Redlica Janusz Piróg Krzysztof Leśniewski Michał Połabiński Jan Parys Jacek
LABORATORIUM :	Materiałoznawstwa Elektrycznego
Wydział: EAiE				rok akademicki 1996 / 1997		Grupa studencka
Kierunek: Elektrotechnika				rok studiów II		5
				Semestr IV		Grupa ćwiczeniowa
Specjalizacja:						B
Temat ćwiczenia: Badanie rezystywności w funkcji temperatury.						Nr ćwiczenia 3
Data wykonania ćwiczenia: 20 marzec 1997			Data zaliczenia sprawdzenia:

Cel i przebieg ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zbadanie zależności rezystancji ( rezystywności ) od temperatury w jakiej znajdowała się badana próbka. Wszystkie próbki były badane w szerokim zakresie temperatur od -197 do ok. +50 ^oC.

Układ pomiarowy składał się z mostka Thomsona, który mierzy rezystancje w przedziale 10^-6do 1 W. Temperaturę próbki mierzyliśmy przy pomocy ogniwem termoelekteycznym, a wartość odczytywaliśmy z miliwoltomierza. Temperaturę -197 ^oC uzyskaliśmy przez zanurzenie próbki w ciekłym azocie. Zmierzona rezystancja próbek obarczona była dużym błędem pochodzącym do przewodów łączących próbkę z mostkiem, co uwzględniliśmy mierząc wpływ rezystancji od temperatury dla identycznego kabla.

Rezystancja przewodu łączącego w funkcji temperatury

Temperatura [^OC]	-197	-80	-70	-60	-50	-40	-30	-20	-10	0	10	19	59
Rezystancja [mW]	5.5	6,3	6,4	6.45	6,5	6,6	6,7	6,8	7	7,1	7,3	7.5	8,3

2. Próbka miedziana

Parametry:

średnica 1mm

długość 2m.

Temperatura [^OC]	-197	-70	-60	-50	-40	-30	-20	-10	5	10	19	52
Rezystancja [mW]	12,5	35	37	39	41	43	45	48	52	54	57,5	72,5
Rezystancja bez przewodu [mW]	7	28,5	30,5	32,5	34,4	36.3	38.2	41	44,9	46.7	50	61

3. Próbka aluminiowa

Parametry:

średnica 2mm

długość 2m.

Temperatura [^OC]	-197	-70	-60	-50	-40	-30	-20	-10	0	10	19	63
Rezystancja [mW]	9	18,5	19,5	21	21,5	22	23,5	24	25	26	27,5	35
Rezystancja bez przewodu [mW]	3,5	12,1	13,1	14.5	14,9	15.3	16,7	17	17,5	18,7	20	25

4. Próbka cynk

Parametry:

średnica 1,5mm

długość 2m.

Temperatura [^OC]	-197	-60	-50	-40	-30	-20	-10	0	10	19	57
Rezystancja [mW]	40	58	61	65	67	72	77	82	86	92	110
Rezystancja bez przewodu [mW]	34,5	51,5	54,5	58,4	60.3	65,2	70	74,9	78.7	84,5	103

5. Próbka ołów

Parametry:

średnica 2mm

długość 2m.

Temperatura [^OC]	-197	-60	-50	-30	-20	-10	0	10	19	59
Rezystancja [mW]	75	180	190	215	225	238	250	271	284	325
Rezystancja bez przewodu [mW]	69,5	173,5	183,5	208.3	218.2	231	242.9	263,7	276,5	316,7

6. Próbka cyna

Parametry:

średnica 2mm

długość 2m.

Temperatura [^OC]	-197	-70	-60	-50	-40	-30	-20	-10	0	10	19	40
Rezystancja [mW]	79	125	127	130	133	135	138	146	165	181	200	223
Rezystancja [mW]	73,5	118,6	120,5	123,5	126,4	128,3	131,2	139	157,9	173,7	192,5	214,7

8. Rezystywność próbek

r = r₀ [ 1+a( T- T₀)]

r₀-rezystywność w temperaturze otoczenia

a -współczynnik temperaturowy

T -temperatura mierzona

T₀-temperatura otoczenia

temperatura	miedź	aluminium	cynk	ołów	cyna
[K]	[W m10^-8]	[W m10^-8]	[W m10^-8]	[W m10^-7]	[W m10^-7]
-197	0,31	0,36	0,85	0,28	0,19
-70	1,28	1,99	--	--	1,08
-60	1,36	2,12	5,02	1,65	1,15
-50	1,44	2,25	5,32	1,75	1,22
-40	1,51	2,38	5,63	--	1,29
-30	1,59	2,51	5,93	1,95	1,36
-20	1,67	2,64	6,24	2,05	1,43
-10	1,74	2,77	6,54	2,15	1,5
0	1,86	2,9	6,84	2,25	1,57
10	1,9	3,03	7,15	2,35	1,64
19	1,96	3,14	7,42	2,44	1,7

Wnioski:

Z przeprowadzonych pomiarów wynika, że rezystywność metali zmienia się z temperaturą. W niskich temperaturach rezystywność wszystkich próbek jest bardo zbliżona i zawiera się w granicach 1,5 [W m10^-8] dopiero w wyższych temperaturach poszczególne rezystywności wyraźniej różniły się od siebie, co można tłumaczyć różnym składem molekularnym poszczególnych metali. Wykreślone przebiegi przedstawiają zależność liniową rezystywności od temperatury. W rzeczywistości tak nie jest, gdyż w niskich temperaturach charakterystyka ulega zakrzywieniu ( 1/3 temperatury Debye'a)

Pierwiastek	Temperatura Debye'a [K]
aluminium	380
miedz	310
cynk	240
cyna	100
ołów	88

Nieliniowości charakterystyki nie udało nam się uchwycić, ponieważ wykonaliśmy tylko jeden pomiar rezystancji w niskiej temperaturze. Temperatura medium chłodzącego nie była dość niska by osiągnąć 1/3 temperatury Debye'a żadnej z badanych próbek.

---