Nr ćwiczenia: 4	Temat ćwiczenia: Wyznaczanie charakterystyki różnych oporników			Ocena z teorii:
Nr zespołu: 3	Nazwisko i imię: Falandys Paulina			Ocena zaliczenia ćwiczenia:
Data: 04.03.2008	Wydział	Rok	Grupa	Uwagi
		EAIiE	1		5

Wprowadzenie teoretyczne:

Prawo Ohma:

Prawo to mówi, że prąd płynący w przewodniku jest proporcjonalny do napięcia U przyłożonego na jego końcach i możemy zapisać go w dwóch równoważnych postaciach:

U=RI lub U= I/G

gdzie: U - napięcie (różnica potencjałów)

I - natężenie prądu

R- rezystancja

G - konduktancja (jest odwrotnością Rezystancji R)
, [G]=1 siemens

Prawa Kirchhoffa:

I: Algebraiczna suma prądów wpływających i wypływających z węzła jest równa zero.

II: Algebraiczna suma napięć (napięć źródłowych i odbiornikowych) w oczku jest równa zero.

Opór elektryczny - czynny- (Rezystancja) jest miarą oporu, z jakim element przeciwstawia się przepływowi prądu elektrycznego. Jednostką rezystancji w układzie SI jest om (1 Ω).Dla większości materiałów ich rezystancja nie zależy od wielkości przepływającego prądu lub wielkości przyłożonego napięcia. Miarą oporu, z jaką dany materiał przeciwstawia się przepływowi prądu elektrycznego, jest rezystywność. Rezystancja danego rezystora zależy od materiału z jakiego jest wykonany, rozmiarów, temperatury oraz ciśnienia. Jeżeli znamy wymiary geometryczne elementu i rezystywność materiału, z jakiego został wykonany, to jego rezystancję obliczamy według wzoru:

Gdzie

l - długość elementu,

S - pole przekroju poprzecznego elementu,

ρ - rezystywność materiału.

Opór właściwy to wielkość charakterystyczna dla danego rodzaju materiału (stała materiałowa). Liczbowo wyraża opór sześcianu o krawędzi 1m przy przepływie prądu od jednej ściany do ściany przeciwległej.

ρ =

ρ - opór właściwy

m - masa nośnika prądu

n - koncentracja nośników w próbce

e - ładunek elementarny

τ - średni czas między zderzeniami

E - natężenie pola elektrycznego w przewodniku

j - gęstość prądu

V - różnica potencjałów na końcach przewodnika

A - pole przekroju poprzecznego przewodnika

I - natężenie prądu w przewodniku

l - długość przewodnika

Doświadczalnie stwierdzono, że im większa jest wartość natężenia pola
w przewodzie, tym większa jest wartość gęstości prądu
, gdyż ruch ładunków w przewodzie związany jest z wartością natężenia pola elektrycznego działającego na te ładunki

- konduktywność (przewodność elektryczna właściwa)

Zależność rezystancji różnych ciał od temperatury:

Opór elektryczny metali jest funkcją temperatury. W temperaturach bliskich pokojowej (20°C) można tę zależność traktować jako liniową:

R₀ - rezystancja przewodnika w temperaturze 20°C

R(t) - rezystancja przewodników w temp T(t)

gdzie: α - współczynnik temperaturowy oporu elektrycznego

α =

α > 0 dla niemal wszystkich metali, ponieważ drgania sieci krystalicznej zwiększają swoją amplitudę

α < 0 dla półprzewodników (najbardziej znane: german i krzem), ponieważ wraz ze wzrostem temperatury następuje uwolnienie elektronów walencyjnych, które powodują wypełnianie powłok walencyjnych sąsiednich atomów (zjawisko tzw. wypełniania „dziur”), co powoduje, ze im wyższa temperatura, tym więcej elektronów otrzymuje energię potrzebną na opuszczenie powłoki walencyjnej i tym samym prąd płynie „łatwiej” - opór maleje.

α = 0 dla szczególnych materiałów (mangadin, konstantan)

Rezystancja metali czystych zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury, a rezystancja roztworów, kwasów, zasad i soli maleje.

Sposoby pomiaru rezystancji:

Najbardziej rozpowszechnionymi sposobami pomiaru oporności są:

--Metoda techniczna - przy użyciu woltomierzy i amperomierzy. Zwana tez metodą woltoamperomierza, polega na pomiarze prądu płynącego przez opór i spadku napięcia na nim.

a)układ do pomiaru małych rezystancji b)układ do pomiaru duzych rezystancji

--Metody mostkowe-polegają na umieszczeniu nieznanej rezystancji w układzie mostka, doprowadzeniu mostka do stanu równowagi i wyliczeniu szukanej rezystancji ze wzorów prawdziwych dla tego stanu (np. mostki Wheatstone'a, Thomsona'a).

Mostek Wheatstone'a mostek Thomsona'a

---