Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej ciał stałych

Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej
ciał stałych metodą elektryczną
Przyrządy:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Urządzenie do wyznaczania współczynnika rozszerzalności liniowej ciał stałych.
Autotransformator regulowany.
Transformator.
Multimetr cyfrowy.
Termopara.
Naczynie Dewara (termos).
Przebieg czynności:
V
C
TP
W
Q
Z
U
O
D
R
1. Za pomocą śruby R znajdującej się poniżej czujnika C podciągnąć pręt do położenia
zerowego: wskaźnik W położenia szalki z ciężarkami Q pokrywa się z zerem skali U.
2. Ustawić czujnik C tak, aby jego wskazówki milimetrowa oraz mikrometrowa były w
położeniu zerowym.
3. Włączyć multimetr.
4. Pokrętłem autotransformatora ustawić wartość napięcia na 60 V.
5. Po ustaleniu wskazań multimetru zanotować wartość potencjału termopary U’ i z
charakterystyki termopary (rys. 1) odczytać przyrost temperatury pręta T .
6. Pokrętłem R przy czujniku C podciągnąć pręt do położenia zerowego: : wskaźnik W
położenia szalki z ciężarkami Q pokrywa się z zerem skali U..
7. Odczytać wskazanie S na skali czujnika C i korzystając z równania
ΔL 
S
2
obliczyć wartość przyrostu długości pręta.
8. Powtórzyć czynności opisane w punktach (5)(7) dla kolejnych wartości napięcia
zasilania U.
9. Po dokonaniu pomiaru dla U = 180 V, należy obrócić śrubę R do początkowego
położenia, tak by czujnik mikrometryczny C wskazywał zero. Następnie wyłączyć
zasilanie przez obrót pokrętła autotransformatora do położenia zerowego.
L
10. Sporządzić wykres zależności
od T . Metodą regresji liniowej
L0
L
L0
y
   T

ax
 b
wyznaczyć współczynnik rozszerzalności liniowej  badanego drutu.
11. Porównać wyznaczoną wartość współczynnika rozszerzalności liniowej z wartością
odczytaną w tablicach.
Tabela pomiarowa:
L0  1 m
Zasilanie
U V
0
Potencjał termopary
U  mV
0
Przyrost temperatury pręta
T K 
0
Wskazanie czujnika
S mm
0
Przyrost długości
L mm
0
Względny przyrost długości
L / L0
0
60
80 100 120 140 160 180
400
350
300
T [K]
250
200
T
0
3
=
,
U
1
'
150
100
50
0
0
5
10
U' [mV]
Rys. 1. Charakterystyka termopary
15