Raport z Laboratorium Podstaw Fizyki
ĆWICZENIE NR 44
POMIAR ZALEZNOŚĆI OPORU METALI I PÓŁPRZEWODNIKÓW OD TEMPERATURY
Imię i Nazwisko, |
Krzysztof Halupczok 147960 |
Termin zajęć: |
Poniedziałek 915-1100 |
Data oddania |
14.12.2009 |
Ocena końcowa |
|
Cel ćwiczenia
Zbadanie zależności rezystancji przewodnika metalowego i półprzewodnika od temperatury
Zestaw przyrządów
Sonda pomiarowa zawierająca grzejnik, regulator temperatury oraz badane próbki
Multimetr Metex M-3850
Układ pomiarowy
Wyniki pomiarów
Lp. |
t [°C] |
R1 [Ω] |
R2 [Ω] |
R3 [Ω] |
R4 [Ω] |
1 |
21 |
140,0 |
31,3 |
57,7 |
108,9 |
2 |
25 |
135,0 |
29,9 |
54,1 |
109,4 |
3 |
30 |
125,3 |
27,8 |
50,7 |
110,2 |
4 |
35 |
115,0 |
25,5 |
46,5 |
111,2 |
5 |
40 |
104,6 |
23,3 |
42,5 |
112,3 |
6 |
45 |
94,4 |
21,2 |
38,6 |
113,6 |
7 |
50 |
94,6 |
19,0 |
34,8 |
115,1 |
8 |
55 |
75,5 |
17,2 |
31,6 |
116,4 |
9 |
60 |
67,2 |
15,5 |
28,5 |
117,9 |
10 |
65 |
58,1 |
13,6 |
25,1 |
119,5 |
11 |
70 |
52,3 |
12,4 |
22,9 |
121,2 |
12 |
75 |
46,6 |
11,2 |
20,7 |
122,7 |
13 |
80 |
41,4 |
10,1 |
18,7 |
124,2 |
14 |
85 |
36,8 |
9,1 |
16,8 |
125,8 |
15 |
90 |
32,8 |
8,3 |
15,7 |
127,4 |
- |
półprzewodnik |
półprzewodnik |
półprzewodnik |
półprzewodnik |
metal |
Tabela pomiarowa dla metalu R4
Lp. |
(t-to) [°C] |
Δ(t-to) [°C] |
R(t) [Ω] |
1 |
0 |
6,0 |
0 |
2 |
4 |
|
0,5 |
3 |
9 |
|
1,3 |
4 |
14 |
|
2,3 |
5 |
19 |
|
3,4 |
6 |
24 |
|
4,7 |
7 |
29 |
|
6,2 |
8 |
34 |
|
7,5 |
9 |
39 |
|
9,0 |
10 |
44 |
|
10,6 |
11 |
49 |
|
12,3 |
12 |
54 |
|
13,8 |
13 |
59 |
|
15,3 |
14 |
64 |
|
16,9 |
15 |
69 |
|
18,5 |
metoda regresji liniowej
a |
b |
0,276708 |
107,6268 |
0,007278 |
0,293188 |
Δa |
Δb |
Dzięki tej metodzie możemy wyznaczyć opór metalu w temp początkowej, jego niepewność, temperaturowy współczynnik oporu metalu oraz jego niepewność.
Poniżej przykładowe obliczenia:
b = Ro= 107,6268 Δb = ΔRo = 0,2932
α = a/Ro=0,3/107,6=0,0026
Obliczenia dla półprzewodnika R1
Lp. |
|
Ln(R) |
1 |
0,003400 |
4,9416 |
2 |
0,003354 |
4,9053 |
3 |
0,003299 |
4,8307 |
4 |
0,003245 |
4,7449 |
5 |
0,003193 |
4,6501 |
6 |
0,003143 |
4,5475 |
7 |
0,003095 |
4,5497 |
8 |
0,003047 |
4,3241 |
9 |
0,003002 |
4,2077 |
10 |
0,002957 |
4,0622 |
11 |
0,002914 |
3,9570 |
12 |
0,002872 |
3,8416 |
13 |
0,002832 |
3,7233 |
14 |
0,002792 |
3,6055 |
15 |
0,002754 |
3,4904 |
Metoda regresji linowej
a |
b |
2324,91503 |
-2,82198 |
102,7376852 |
0,31505 |
Δa |
Δb |
Dzięki tej metodzie możemy obliczyć energię aktywacji oraz jej niepewność
aby wyrazić energię aktywacji w eV należy podzielić wynik przez wartość ładunku elektronu
Wykresy:
Metal
Półprzewodnik
Wnioski
Jak widać z powyższych pomiarów, udaje nam się rozpoznać wszystkie próbki. 3 półprzewodnik oraz jeden metal. Po przeprowadzeniu obliczeń oraz wykreśleniu charakterystyk jestem w stanie stwierdzić, iż ćwiczenie zostało wykonane poprawnie. Charakterystyki zależności obu przeliczonych próbek zgadzają się z wykresami ogólnymi zależności oporu od temperatury. Oczywiście mówimy tu o niezbyt dużym zakresie temperatur, bo jest on ograniczony do około 100°C dla metalu i odpowiednio dla półprzewodników.