7.18. Wolframszál hőmérsékleti együtthatójának mérése
A kísérlet célja 
Wolframszál hőmérsékleti együtthatójának mérése, a Wheatstone-hidas kapcsolás megismerése.
Szükséges anyagok, eszközök
- tápegység (váltakozó feszültségű, 6 V-os)
- wolfram-szál fűtőszállal és hőmérővel ellátott petróleumfürdőben
- 1 m hosszúságú kanthal-huzal skálázott foglalatban
- Morse-kapcsoló
- középállású μA mérő
- ellenállás-doboz
- vezetékek
- 1,5 V-os telep (góliát vagy akkumulátor)
Leírás
Állítsuk össze a kapcsolási rajzon és fényképen látható kísérleti összeállítást.
A vizsgálandó wolframszál - két csillámlemez között védve - petróleum fürdőbe merül. A fürdő hőmérséklete 6 V váltófeszültségre kötött fűtőszállal növelhető. A minta ellenállását Wheatstone-híd kapcsolásban mérjük. R0 ellenállás értékét állítsuk 32 Ω-ra. A hidat csak egyetlen (1,5V-os) elemmel működtessük, és a Morse kapcsolót csak röviden, az árammérő leolvasásának idejére kapcsoljuk be! (A mintán átfolyó áram ugyanis ellenőrizhetetlenül változtatja a hőmérsékletet.) A Wheatstone-hidas mérés lényege, hogy a G árammérőn akkor nem fog áram folyni, ha R0 és R(T) ellenállások aránya megegyezik az l2 és l1 hosszúságok arányával. A mérés során a Morse kapcsolóval zárjuk az áramkört (minél rövidebb ideig), majd a kanthal-huzalon mozgatjuk a szigetelő nyélen lévő, zászlószerű érintkezőt (lásd ábra) addig, míg a G árammérő nullát nem mutat. Ekkor az l2 és l1 hosszúság aránya leolvasható és (R0 ismeretében) R(T) számolható. A kanthal-huzal közepén érdemes kezdeni a letapogatást.
A petróleumfürdőbe tett minta ellenállását először szobahőmérsékleten mérjük meg, majd a fűtést bekapcsolva 5 °C-os lépésekben növeljük a fürdő hőmérsékletét. A fűtés kikapcsolása után a fürdőt kevergetve kb. 1 perc múlva érdemes a hőmérsékletet leolvasni.
Feladat
- Határozzuk meg a wolframszál ellenállását 5 különböző hőmérsékleten. Eredményeinket foglaljuk táblázatba, és készítsünk grafikont! Állapítsuk meg a wolframszál ellenállásának hőmérsékleti együtthatóját!
Tweet