4 Laboratoriya ishi Elektr o‘lchov qurilmalari va ularning ishlashini tekshirish. Kirish

|
4 Laboratoriya ishi Elektr o‘lchov qurilmalari va ularning ishlashini tekshirish. Kirish
|
bet | 1/5 | Sana | 28.01.2024 | Hajmi | 136,05 Kb. | | #147525 |
Bog'liq №4 Laboratoriya ishi
№4 Laboratoriya ishi
Elektr o‘lchov qurilmalari va ularning ishlashini tekshirish.
Kirish
Temperatura barcha turdagi fizik kattaliklar ichida biz hayotda eng ko‘p duch keladigan va eng katta ahamiyatga ega bo‘lgan kattalikdir. Bunga biz kundalik hayotimizdan, tabiatdan va texnikadan ko‘plab misollar keltirishimiz mumkin. Masalan, tabiatning o‘zgarishi, suvning uch xil holatda bo‘lishi, turli jarayonlarning u yoki bu tarzda kechishi (suyuqliklarning qaynashi va bug‘lanish, moddalarning erishi va qotishi va hokazo) temperaturaga bog‘liqdir. Texnologik jarayonlarda esa temperatura o‘ta muhim ahamiyat kasb etishi hammamizga ma’lum. Bir so‘z bilan aytganda insoniyat faoliyatining biror bir turi yo‘qki, temperaturani o‘lchash, yoki uni boshqarish talab etilmasa. Shunday ekan temperaturani o‘lchash, uni nazorat qilish va boshqarish fan va texnikada, qolaversa kundalik turmushimizda ham muhim amaliy ahamiyatga ega.
Amalda biz temperaturani o‘lchash uchun ko‘plab vositalardan, oddiy simobli termometrlardan tortib, to o‘ta sezgir elektron datchikli temperatura o‘lchash qurilmalarigacha foydalanamiz. Fan va texnikaning taraqqiyoti bugungi kunda xatto uzoq yulduzlarning temperaturalarini ham o‘lchash imkoniyatini bermoqda. Albatta buning uchun tegishli qonuniyatlar va fizik kattaliklarning o‘zaro bog‘liqliklaridan foydalaniladi.
I. Qisqacha nazariy tushunchalar
Temperatura so‘zi lotin tilidan olingan bo‘lib “aralashma” degan ma’noni bildiradi. Bunday atalishning manosi shundaki har doim temperaturasi katta muhitdan pastroq temperaturali muhitga energiya o‘tadi va energiyaning aralashuvi oqibatida temperatura muvozanati yuzaga keladi. Shuning uchun temperatura so‘zida aralashma manosi mavjud.
Temperatura moddaning termodinamik holatini belgilovchi uchta asosiy (hajm va bosim qatorida) kattaliklardan biridir. Temperaturani o‘lchash uchun Selsiy (°C) yoki Kelvin (K) shkalalari ishlatiladi. Kelvin shkalasi T = -273,15 gradusdan boshlanadi va bu temperatura absolyut nol temperatura deb yuritiladi. -273⁰ haroratgacha tabiatdagi barcha gazlar suyuq holatga o‘tadi, eng oxiri geliy gazi -273,15⁰ da suyuladi. Ya’ni bu haroratga yetganda tabiatda gaz holatda modda qolmaydi. Shuning uchun bu temperatura absolyut nol temperatura deb qabul qilingan. Suvning muzlash haroratini t=0⁰ deb qabul qilingan shkala Selsiy shkalasi deb yuritiladi. Demak Kelvin va Selsiy shkalalari orasida t = T – 273 munosabat mavjud. Temperaturaning birlik shkalasi (1⁰C yoki 1 K) sifatida suvning muzlashdan to qaynashgacha bo‘lgan haroratlari oralig‘ini teng 100 ta bo‘lakka bo‘lib uning bir bo‘lagi qabul qilingan.
Bugungi kunda fan va texnikada erishilgan eng past temperatura 0,000016 K (yoki -273,14998°C), eng yuqori temperatura esa 108 K bo‘lib termoyadro reaksiyalarida yuzaga keladi. Lekin bu ham temperaturaning eng yuqori chegarasi emas. Koinotda 4x1031 K haroratdagi o‘ta qaynoq plazmali yulduzlar borligi fanga ma’lum.
Amaliyotda temperaturani o‘lchash uchun asosan quyidagi qurilmalar qo‘llaniladi:
oddiy simobli termometrlar;
kontaktli termometrlar;
termoparalar;
elektron termometrlar.
Bundan tashqari bugungi kunda temperaturani o‘lchash uchun turli xil fizik kattaliklarning temperaturaga bog‘liqligini o‘rganishga asoslangan bilvosita o‘lchash usullari ham keng ishlatiladi.
Temperaturani o‘lchash usullari ichida eng qulay va aniq usul elektr usulidir. Umumiy holda elektr usuli bilan temperaturani o‘lchash biror elektrik kattalikning temperaturaga bog‘liqligiga asoslanadi. Masalan bugungi kunda turli moddalarning turli temperaturada har xil chastotali nurlar chiqarishi ma’lum, demak modda nurlanishning chastotasi ham uning temperaturasi haqida ma’lumot beradi, yoki moddalarning (asosan o‘tkazgichlarning) elektr qarshiligi ham turli temperaturalarda turlicha bo‘ladi. Bu o‘zgarish modda qarshiligining temperaturaviy koeffitsiyenti deb yuritiladi.
Quyidagi tajriba ishida temperatura aynan qarshilikning temperaturaga bog‘liqligiga asoslanib aniqlanadi.
Tajriba ishi o‘tkazgichlar qarshiligining temperaturaga bog‘liq holda o‘zgarishini o‘rganishga asoslangan. Temperatura ortishi bilan metallarning elektr qarshiligi ham ortib borishi tajriba asosida aniqlangan. Umumiy holda o‘tkazgichning qarshiligi temperaturaga quyidagicha bog‘langan
R = Ro ( 1 + T), (1)
bu yyerda Ro o‘tkazgichning dastlabki holdagi temperaturasi (Om), - berilgan modda uchun qarshilikning temperaturaviy koeffitsienti (°C-1) , T = T – T0 – temperaturalar farqi (°C). Masalan alyuminiy uchun = 0,0042°C-1, mis uchun 0,0043°C-1, volfram uchun 0,005 °C-1. (1) ifodadan ko‘rinib turibdiki, temperatura ortishi bilan o‘tkazgichlarning elektr qarshiliklari ortib boradi. Shuni takidlash kerakki, qarshilikning ushbu temperaturaviy bog‘lanishi 100 °C temperaturagacha chiziqli bo‘lib koeffitsient o‘zgarmas bo‘lib qoladi va 1-tenglik yaxshi bajariladi. Katta temperaturalarda esa qarshilikning temperaturaga bog‘liqligida biroz nochiziqlilik kuzatiladi. Lekin shunga qaramasdan uncha katta aniqlik talab qilinmaydigan hollarda temperaturani aniqlashda 1- ifodadan amalda foydalanish mumkin.
1-jadvalda turli xil metallarning temperaturaviy koeffitsienti va erish temperaturalari va ularning ishlatilish sohalari keltirilgan.
Jadvaldan ko‘rinib turibdiki turli xil metallar qarshiliklarining temperaturaviy koeffitsiyentlari, solishtirma qarshiliklari va erish temperaturalari bilan keskin farqlanadi. Xuddi shu ko‘rsatkichlar ushbu metallarning qaysi sohalarda va qanday maqsadlarda ishlatish mumkinligi belgilaydi. Jadvalda shuningdek ko‘rsatilgan metallarning asosiy qo‘llanilish sohalari ham ko‘rsatilgan.
1-jadval
T/r
|
Metall
nomi
|
Solishtirma qarshilik
(10-6 Om m)
|
Temperaturaviy koeffitsiyenti Tu (°C-1 )
|
Erish
tempe
raturasi
(°C )
|
Asosiy qo‘llanilish sohalri
|
1
|
Alyumin
|
0,028
|
0,0042
|
660
|
Nisbatan engilligi uchun ko‘proq elektr uzatish liniyalarida ishlatiladi
|
2
|
Mis
|
0,017
|
0,0043
|
1084
|
Qarshiligi kam bo‘lgani uchun ko‘proq chulg‘amlarda va ba’zan elektr liniyalarida
|
3
|
Volfram
|
0,055
|
0,0050
|
3420
|
Erish temperaturasi yuqoriligi uchun lampa tolalari sifatida va elektr pechlari spirallari sifatida ishlatiladi.
|
4
|
Po‘lat*
|
0.120
|
0,0010
|
1400
|
Mustahkamligi uchun elektr uzatish va aloqa liniyalarida kabellarni ko‘tarib turuvchi osma asos sifatida ishlatiladi.
|
5
|
Nikel
|
0,073
|
0,0065
|
1455
|
O‘tkazgich sifatida deyarli ishlatilmaydi. Mustahkamligi va erish temperaturasi yuqori bo‘lgani uchun metallarning zanglashga qarshi himoya qobiqlari sifatida ishlatiladi.
|
Amalda po‘latning juda ko‘plab turlari ishlatiladi, bu turlar po‘lat tarkibidagi uglerod miqdori bilan farq qiladi. Jadvalda po‘lat uchun ko‘rsatkichlarning o‘rtachasi keltirilgan.
Tajriba ishida cho‘g‘lanma tolali lampa volfram tolasining temperaturasi aniqlanadi. Lampaning tolasi elektr toki tasirida bir necha minglab gradusgacha qiziydi va bunday katta temperaturagacha qizigan tola o‘z energiyasini asosan yorug‘lik sifatida nurlantirib yuboradi. Yonib turgan tolaning teperaturasini aniqlash uchun dastlab tolaning sovuq holdagi elektr qarshiligi topiladi. So‘ng tola yonib turgan paytdagi qarshiligi aniqlanadi va 1- formuladan - koeffitsientni bilgan holda temperatura aniqlanadi. Demak temperatura tolaning sovuq va yonib turgan holdagi qarshiliklarini aniqlash orqali topiladi.
Cho‘g‘lanma tolaning qarshiliklari quyidagi tartibda aniqlanadi:
Tolaning sovuq holdagi (xona temperaturasidagi) qarshiligini o‘lchash uchun lampaga kichik, masalan 3 - 4 V atrofida kuchlanish beriladi. Bunda lampa deyarli qizimaydi, tok kuchi va kuchlanishni bilgan holda Om qonuni orqali lampa tolasining T0 holdagi Ro qarshilii topiladi; tolaning yonib turgan holdagi qarshiligini aniqlash uchun lampaga 220 V ishchi kuchlanish (lampaning normal ishlashi uchun zarur bo‘lgan nominal kuchlanish) beriladi va lampa yonib turgan paytdagi tok kuchi va kuchlanish o‘lchanadi. Om qonuni orqali R qarshilik aniqlanadi.
O‘lchangan Ro va R qarshiliklar orqali (1) ifodaga asosan T temperatura topiladi. Tolaning temperaturasi
T = T - T0,
ifodadan topiladi, bunda T0 – xona temperaturasini T0= 20 °C deb olinadi.
|
| |