Spezifischer elektrischer Widerstand - Carl-Engler

Carl-Engler-Schule Karlsruhe
Laborversuch:
1.
Physik-Labor (BS/BK/FS)
1 (1)
Spezifischer elektrischer Widerstand
Grundlagen
Der spezifische elektrische Widerstand ρ ist eine Material-Kenngrösse, deren Wert nicht von der
geometrischen Form des Körpers abhängt. Ihre Einheit ist
[]=1
∗mm2
=10−6 ∗m
m
Der spezifische elektrische Widerstand wird über den ohmschen Widerstand und die geometrischen
Abmessungen des Leiters bestimmt. Bei einem homogenen, zylindrischen Leiter mit einem homogenen
Stromfluss in Achsenrichtung ist dessen elektrischer Widerstand R der Länge l direkt und der
Leiterquerschnittsfläche A umgekehrt proportional.
R=
∗l
A
Der materialabhängige Proportionalitätsfaktor ρ ist der spezifische elektrische Widerstand.
2.
Vorbereitung
Ohmsches Gesetz
Spezifischer elektrischer Widerstand
Reihen- und Parallelschaltung
Messen mit dem Multimeter
Strom- und spannungsrichtiges Messen
Ausgleichsgerade
3.
Aufgaben
Bei diesem Versuch wird der spezifische elektrische Widerstand eines Graphitstabes ermittelt.
3.1
Aufbau der Schaltung
Der Graphitstab wird mit zwei Schraubklemmen oder zwei Anschlussklemmen (Hirschmann-Klemmen)
gehalten. Um den Strom besser einstellen zu können, wird ein Vorwiderstand von etwa 100Ω verwendet.
Die beiden Messgeräte sind als spannungsrichtige Meßschaltung aufzubauen. Bauen Sie die Schaltung auf
und zeichnen Sie einen Schaltplan mit allen verwendeten Bauteilen und Geräten.
3.2
Aufnahme der I-U-Kennlinie
Nehmen Sie die Abhängigkeit des Stromes von der Spannung auf und stellen Sie den Zusammenhang
grafisch dar. Die Stromstärke sollte einen Wert von 100mA nicht überschreiten.
3.3
Abmessungen des Leiters
Messen Sie mit einem Meßschieber die wirksame Länge des Leiterstabes. Messen Sie an mindestens 6
Stellen (über die Länge verteilt) den Durchmesser des Stabs und berechnen Sie davon den Mittelwert.
3.4
Auswertung
Ermitteln Sie aus der Steigung im I-U-Diagramm den elektrischen Widerstand des Stabes und daraus den
spezifischen elektrischen Widerstand des Materials.
Vergleichen Sie Ihr Ergebnis mit Literaturwerten. Nennen Sie Gründe für mögliche Abweichungen. Nennen
Sie mögliche Ursachen für Messunsicherheiten (keine groben Meßfehler).
4.
Sonstiges
Die Ausgleichsgerade kann grafisch im Diagramm abgeschätzt oder in der Tabellenkalkulation berechnet
werden.
spez_el_widerstand.odt
Geßler / Müller
Nov 2010
www.ces.karlsruhe.de/culm/
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