Wyznaczanie zależności przewodnictwa od temperatury dla przewodników i półprzewodników.

W doświadczeniu tym potrzebne nam będą następujące rekwizyty: ultratermostat, mostek Wheatstone'a, galwanometr, opornik drutowy oraz termistor.

Do jego przeprowadzenia powinniśmy znać poniższe pojęcia oraz prawa:

• Prawo Ohma - prawo fizyki głoszące, że stały prąd I płynący w przewodniku jest wprost proporcjonalny do przyłożonego napięcia U (napięcie elektryczne). U=RI, gdzie współczynnik proporcjonalności R jest oporem elektrycznym (oporność elektryczna).

• Przewodnictwo - zjawisko przepływu ładunków elektrycznych (prąd elektryczny) pod wpływem pola elektrycznego. Ze względu na wielkość oporności elektrycznej właściwej materiały dzieli się na izolatory (dielektryki), półprzewodniki i przewodniki.

• Mostek Wheatstone'a - cztery jednakowego rodzaju elementy umieszczone są na bokach obwodu elektrycznego w formie kwadratu, przy czym napięcie dostarczane jest na jedną parę wierzchołków kwadratu wzajemnie naprzeciwległych, natomiast druga para wierzchołków połączona jest przez czuły galwanometr.

• ------ Domeny ferromagnetyczne - są to obszary, w których atomowe momenty magnetyczne są ustawione względem siebie równolegle, niezależnie od warunków zewnętrznych. W stanie nienamagnesowania domeny ustawione są całkowicie przypadkowo (przy zachowaniu uporządkowania wewnątrz domen), a magnesowanie polega na ustawianiu się coraz większej ilości domen w kierunku pola zewnętrznego.

• Pętla histerezy - nazwę taką nosi pełny przebieg zależności indukcji od natężenia pola magnetycznego.

• Przenikalność magnetyczna μ - jest to wielkość fizyczna charakteryzująca zdolność ośrodka materialnego do zmiany wektora indukcji magnetycznej pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego.

• Temperatura Curie - jest to temperatura krytyczna, poniżej której w ferromagnetykach występuje zjawisko oddziaływania wymiennego; powyżej temperatury Curie sprzężenie wymienne znika i ciało staje się paramagnetykiem.

• Zjawisko Halla - zjawisko powstania różnicy potencjałów U pomiędzy przeciwległymi ściankami półprzewodnika lub metalu w kierunku prostopadłym zarówno do kierunku przepływu prądu I, jak i do kierunku wektora indukcji zewnętrznego pola magnetycznego B.

• Halotron - urządzenie, za pomocą którego dokonujemy pomiaru indukcji w szczelinie. Działa on w oparciu o zjawisko Halla.

Schemat połączenia:

Pomiary i obliczenia:

= 100 [V/AT]

I_H = 7 [mA] = 0,007 [A]

n = 600 [zw/m]

Wzory, z których korzystałem do wyznaczenia indukcji magnetycznej oraz natężenia pola magnetycznego:

Rachunek błędu:

IB [A]	UH [mV]	H [A/m]	B [T]
0,0	0,131	0	0,187
0,3	0,135	180	0,193
0,6	0,139	360	0,199
0,9	0,144	540	0,206
1,2	0,150	720	0,214
1,5	0,156	900	0,223
1,8	0,168	1080	0,240
2,1	0,168	1260	0,240
2,4	0,176	1440	0,251
2,7	0,184	1620	0,263
3,0	0,190	1800	0,271
3,3	0,198	1980	0,283
3,0	0,198	1800	0,283
2,7	0,194	1620	0,277
2,4	0,191	1440	0,273
2,1	0,188	1260	0,269
1,8	0,182	1080	0,260
1,5	0,178	900	0,254
1,2	0,170	720	0,243
0,9	0,164	540	0,234
0,6	0,155	360	0,221
0,3	0,144	180	0,206
0,0	0,129	0	0,184
-0,3	0,049	-180	0,070
-0,6	0,030	-360	0,043
-0,9	0,010	-540	0,014
-1,2	-0,034	-720	-0,049
-1,5	-0,050	-900	-0,071
-1.8	-0,067	-1080	-0,096
-2,1	-0,080	-1260	-0,114
-2,4	-0,090	-1440	-0,129
-2,7	-0,100	-1620	-0,143
-3,0	-0,109	-1800	-0,156
-3,3	-0,117	-1980	-0,167
-3,0	-0,119	-1800	-0,170
-2,7	-0,117	-1620	-0,167
-2,4	-0,113	-1440	-0,161
-2,1	-0,111	-1260	-0,159
-1,8	-0,107	-1080	-0,153
-1,5	-0,103	-900	-0,147
-1,2	-0,099	-720	-0,141
-0,9	-0,094	-540	-0,134
-0,6	-0,086	-360	-0,123
-0,3	-0,075	-180	-0,107
0,0	-0,065	0	-0,093

Błędy pomiarów:

ΔI_B = ±0,01 [A]

ΔU_H = ±0,001 [mV]

Wnioski:

---