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電気抵抗の温度変化

金属および半導体の電気抵抗を測定し,それぞれの電気抵抗が温度によってどのように変化するかを調べる。

物質の電気抵抗の値は温度を変えると変化する。また、その温度依存性は物質の種類によって異なる。本実験では2種類の試料(半導体、金属)の抵抗の温度依存性が異なることを確認する。

概要

本実験では、金属と半導体の電気抵抗の温度依存性を調べる。これらについては、次の事実が知られている:

金属の電気抵抗は、温度に比例する。すなわち、温度が高くなるほど抵抗は大きくなる。
半導体の電気抵抗は温度を上げるにつれて指数関数的に減少する。

これらの性質を確認するのが本実験の目標である。試料棒には抵抗計が接続できるようになっている。試料棒とアルコール温度計を、水を満たした電気ポットに入れる。電気ポットのスイッチを入れると水温が上昇するので、一定の間隔で温度と電圧を記録していく。

導体については、温度係数
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を求める。ただしRTは温度Tのときの電気抵抗である。R0は測定できないので、測定値から外挿して求める。
半導体の抵抗値の変化率は温度により異なる。そこで、測定値から任意の温度tを選び、温度係数
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を求める。

装置

詳細については、実験マニュアルを参照

実験の流れ

詳細については、実験マニュアルを参照

画像

手順

(lightboxで画像ウインドウが開きます)step1.jpg

装置を設置する。

(lightboxで画像ウインドウが開きます)step2.jpg

温度を上げながら、温度と抵抗値を記録する。必ずかきまぜながら行う。

実験結果

測定量

金属の温度係数

標本数

300

平均値

0.0046 [K-1]

標準偏差

0.0004[K-1]

実験マニュアル

電気抵抗の温度変化  pdf (422KB)

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