Ñieän trôû suaát cuûa kim loaïi gaàn nhö khoâng ñoåi laø o Do trong kim loaïi coù caáu truùc vuøng ñieän töû o Coù saún caùc möùc naêng löôïng troáng naèm saùt keà ngay möùc bò chieám (naêng löôïng Fermi) cao nhaát taïi Ef. Do vaäy chæ caàn 1 naêng löôïng nhoû ñeå ñöa caùc ñieän töû leân traïng thaùi daãn ñieän o Taát caû caùc ñieän töû hoaù trò ñeàu coù theâ chuyeån ñoäng töï do döôùi taùc ñoäng nhoû cuûa ñieän tröôøng
Thí nghiệm CSKHVL Tính chất điện ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU BÁO CÁO MÔN HỌC THÍ NGHIỆM CƠ SỞ KHOA HỌC VẬT LIỆU TÍNH CHẤT ĐIỆN GVHD: LÊ LÂM DANH SÁCH SINH VIÊN NHÓM NGƯỜI THỰC HIỆN BÁO CÁO: NGUYỄN THANH VŨ V1004084 LEÂ QUANG SƠN V1002755 HỒ BÁ TIẾN CÔNG V1000334 PHẠM MINH TAÂM V1002865 TP HCM, 08 THAÙNG 11 NĂM 2012 Thí nghiệm CSKHVL Tính chất điện Nội dung Trang A Kết Quả Thí Nghiệm Khảo saùt phụ thuộc điện trở suất khối theo điện Khảo saùt phụ thuộc điện trở suất maët theo điện Xác định quan hệ điện trở mẩu điện trở điện môi theo thời gian tác duïng – R=f(t) Xaây dựng đường đặc tuyến Von-Ampe vật liệu B Trả Lời Câu Hỏi Thí nghiệm CSKHVL Tính chất điện A KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Khảo sát phụ thuộc điện trở suất khối theo điện thế: Công thức tính điện trở dòng I I v I s U ( 1 ) Rv Rs Điện trở Rv phần điện môi nằm hai điện cực đo lường cao áp với kích thước cho có dạng sau Rv v 4 h d tb2 Phần điện môi có bề dày (h=1.2mm) nằm hai điện cực có kích thước trung bình d tb d1 d 50 56 53mm 2 U(V) 10 50 200 400 Rv(MΩ) 4.87M 23.7M 94.7M ρv(MΩ.m) 8.95 43.57 174.11 600 800 1000 188.6M 284M 366M 454M 346.73 672.89 834.67 522.13 Thí nghiệm CSKHVL ρv(MΩ.m) Tính chất điện Điện Trở Suất Khối Theo Điện Thế 900 800 700 600 500 Y_Values 400 300 200 100 0 200 400 600 800 1000 1200 U(V) Nhaän xét: Theo lý thuyết đồ thị điện trở khối theo điện đường tuyến tính Dựa vào đồ thị ta thấy kết thí nghiệm tương đối xác với hệ số hồi quy R= 0.999 Thí nghiệm CSKHVL Tính chất điện Khảo sát phụ thuộc điện trở suất maët theo điện Điện trở mặt lớp điện cực cao áp đo lường: d2/ Rs dRs d1/ d2/2 d1/ s d dr s ln 2r 2 d1 U(V) 10 50 200 400 600 800 1000 Rs(MΩ) 4.51 22.1 88.4 178.5 266 358 443 ρs(MΩ.m 250.04 1225.27 4901.08 9896.42 14747.61 19848.28 24560.86 ) Vẽ đồ thị Đo điện trở mặt mẫu vật liệu Rs(MΩ) 500 450 400 350 300 250 Y_Values 200 150 100 50 0 200 400 600 800 1000 1200 U(V) Nhận xét: Theo lý thuyết đồ thị điện trở khối theo điện đường tuyến tính Thí nghiệm CSKHVL Tính chất điện Dựa vào đồ thị ta thấy kết thí nghiệm tương đối xác với hệ số hồi quy R= 0.998 Thí nghiệm CSKHVL Tính chất điện Xác định quan hệ điện trở mẩu điện trở điện môi theo thời gian tác dụng – R=f(t): T(s) 10 200 1000 R V R V R V 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 4.66 4.66 4.65 4.67 4.64 4.63 4.62 4.60 4.52 4.49 4.55 4.51 4.46 4.38 4.42 4.42 4.40 4.43 4.42 86.2 88.5 88.9 89.3 88.2 87.5 86.9 87.1 86.9 86.5 85.8 86.0 87.0 85.9 85.8 85.4 85.3 85.4 85.3 430 427 427 428 421 424 427 437 420 420 423 421 422 419 414 418 418 421 422 quan hệ điện trở mẫu điện trở mẫu điện moâi theo thời gian Vẽ đồ thị: 4.7 4.65 4.6 4.55 4.5 4.45 4.4 4.35 Y_Values 50 100 150 200 250 U(V) quan hệ điện trở mẫu điện trở mẫu điện moâi theo thời gian 89.5 89 88.5 88 87.5 Y_Values 87 86.5 86 85.5 85 50 100 150 200 250 U(V) Thí nghiệm CSKHVL Tính chất điện quan hệ điện trở mẫu điện trở mẫu điện moâi theo thời gian 440 435 430 425 Y_Values 420 415 410 50 100 150 200 250 Thí nghiệm CSKHVL Tính chất điện Xaây dựng đường đặc tuyến Von-Ampe vật liệu: U(V) 10 50 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Iv( µA) 2.28 2.29 2.28 2.29 2.30 2.32 2.33 2.34 2.40 2.36 2.36 Vẽ đồ thị đặc tuyến Von-Ampe vật liệu 2.37 2.36 2.35 2.34 2.33 2.32 Y_Values 2.31 2.3 2.29 2.28 2.27 200 400 600 800 1000 1200 Nhận xét đồ thị: Thí nghiệm CSKHVL Tính chất điện o Nhìn vào đồ thị ta thấy có sai lệch so với đường lý thuyết( Đường đặc tính Vôn – Ampe đường tuyến tính) o Nguyên nhân dẫn đến sai lệch: Trong trình thí nghiệm ta làm nóng mẩu, làm phần lượng mẫu Do điều kiện làm thí nghiệm khác hẳn với điều kiện chuẩn làm thí nghiệm dặc tuyến Vôn – Ampe Do ảnh hưởng nhiệt độ yếu tố bên Ngoài có sai số dụng cụ đo, sai số thao tác thí nghiệm o Dòng điện khối có cường độ lớn so với dòng điện mặt ta kết luận dòng điện dẩn chủ yếu chất rắn dòng điện khối Từ ta áp dụng tính chất để chế tạo thiết bị điện ly theo mục đích sử dụng B TRẢ LỜI CÂU HỎI: Câu2: Tại điện trở vật liệu điện môi lại phụ thuộc vào thời gian đo? Tại điện trở suất kim loại gần không đổi? - Điện trở vật liệu điện môi phụ thuộc vào thời gian đo là: o Các cấu trúc vật liệu cách điện nhiệt độ phòng cấu trúc thẳng, cấu trúc lượng o Các trạng thái vùng hoá trị đề bị điện tử chiếm hết o Khe lượng tương đối rộng (thường >2eV) 10 Thí nghiệm CSKHVL Tính chất điện - Ở nhiệt độ bình thường có điện tử tự - Và ta đặt vào điện môi điện trường điện tử tự cung cấp lượng chuyển đông thành dòng theo hướng ngược lại Chính điều gây tượng như: tán xạ, dao động nhiệt nguyên tử làm tăng nhiệt độ điện môi - Thời gian dao động nhiệt nguyên tử lâu làm cho nhiệt độ điện môi tăng làm tăng độ dẩn điện vật liệu điện môi - Điện trở suất kim loại gần không đổi o Do kim loại có cấu trúc vùng điện tử o Có sẳn mức lượng trống nằm sát kề mức bị chiếm (năng lượng Fermi) cao Ef Do cần lượng nhỏ để đưa điện tử lên trạng thái dẫn điện o Tất điện tử hoá trị có thê chuyển động tự tác động nhỏ điện trường Câu 3: Những ý đặt mẫu vào điện cực đo để đảm bảo độ xác phép đo? 11 Thí nghiệm CSKHVL - Tính chất điện Cần đảm bảo tiếp xúc tốt điện cực điện môi Đặt vào vị trí đảm bảo đồng tâm điện cực - Không để điện cực chạm vào xảy làm hỏng đồng hồ đo linh kiện máy đo - Tuỳ thuộc vào điện môi mà ta có thời gian đo khác Thông thường 20s Nếu giá trị chưa ổn định phải đặt thời gian lớn - Trong trình đo không chạm vào điện cực (diện áp lên tới 1500V) nên nguy hiểm Câu 4: Tại công thức tính điện trở suất khối ta phải dùng mà không dùng d1? d1: Đường kính hình vành khuyên d2: Đường kính hình vành khuyên o Một phần dòng điện di chuyển từ điện cực dương điện cực nối masse o Một phần dòng điện từ điện cực dương điện cực âm 2, tạo nên phần dòng điện Iv ghi nhận Ampe kế o Vì lý nên vùng vành khuyên d2 – d1 có phần điện tử tạo nên phần dòng Iv nên ta phải xét đến vùng Tuy nhiên phần, nên để 12 Thí nghiệm CSKHVL đơn giản tính toán, ta lấy đường kình Tính chất điện mà không dùng d1 13 ... điện trở vật liệu điện môi lại phụ thuộc vào thời gian đo? Tại điện trở suất kim loại gần không đổi? - Điện trở vật liệu điện môi phụ thuộc vào thời gian đo là: o Các cấu trúc vật liệu cách điện. .. Thí nghiệm CSKHVL Tính chất điện quan hệ điện trở mẫu điện trở mẫu điện moâi theo thời gian 440 435 430 425 Y_Values 420 415 410 50 100 150 200 250 Thí nghiệm CSKHVL Tính chất điện Xây dựng đường... nghiệm CSKHVL Tính chất điện Dựa vào đồ thị ta thấy kết thí nghiệm tương đối xác với hệ số hồi quy R= 0.998 Thí nghiệm CSKHVL Tính chất điện Xác định quan hệ điện trở mẩu điện trở điện môi theo