物理自由心得体会和感想 物理学中的人生感悟(九篇)
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有关物理自由心得体会和感想一
关键词:热敏电阻、非平衡直流电桥、电阻温度特性
1、引言
热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~ 0.6)℃-1。因此,热敏电阻一般可以分为:
ⅰ、负电阻温度系数(简称ntc)的热敏电阻元件
常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指mf91~mf96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。
ⅱ、正电阻温度系数(简称ptc)的热敏电阻元件
常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越校应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。
2、实验装置及原理
【实验装置】
fqj—ⅱ型教学用非平衡直流电桥,fqj非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)以及控温用的温度传感器),连接线若干。
【实验原理】
根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率 和绝对温度 之间的关系为
(1—1)
式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值 可以根据电阻定律写为
(1—2)
式中 为两电极间距离, 为热敏电阻的横截面, 。
对某一特定电阻而言, 与b均为常数,用实验方法可以测定。为了便于数据处理,将上式两边取对数,则有
(1—3)
上式表明 与 呈线性关系,在实验中只要测得各个温度 以及对应的电阻 的值,
以 为横坐标, 为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数 a、b的值。
热敏电阻的电阻温度系数 下式给出
(1—4)
从上述方法求得的b值和室温代入式(1—4),就可以算出室温时的电阻温度系数。
热敏电阻 在不同温度时的电阻值,可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示,b、d之间为一负载电阻 ,只要测出 ,就可以得到 值。
当负载电阻 → ,即电桥输出处于开
路状态时, =0,仅有电压输出,用 表示,当 时,电桥输出 =0,即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性,在测量之前,电桥必须预调平衡,这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。
若r1、r2、r3固定,r4为待测电阻,r4 = rx,则当r4→r4 △r时,因电桥不平衡而产生的电压输出为:
(1—5)
在测量mf51型热敏电阻时,非平衡直流电桥所采用的是立式电桥 , ,且 ,则
(1—6)
式中r和 均为预调平衡后的电阻值,测得电压输出后,通过式(1—6)运算可得△r,从而求的 =r4 △r。
3、热敏电阻的电阻温度特性研究
根据表一中mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性研究桥式电路,并设计各臂电阻r和 的值,以确保电压输出不会溢出(本实验 =1000.0ω, =4323.0ω)。
根据桥式,预调平衡,将“功能转换”开关旋至“电压“位置,按下g、b开关,打开实验加热装置升温,每隔2℃测1个值,并将测量数据列表(表二)。
表一 mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性
温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
电阻ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
表二 非平衡电桥电压输出形式(立式)测量mf51型热敏电阻的数据
i 9 10
温度t℃ 10.4 12.4 14.4 16.4 18.4 20.4 22.4 24.4 26.4 28.4
热力学t k 283.4 285.4 287.4 289.4 291.4 293.4 295.4 297.4 299.4 301.4
0.0 -12.5 -27.0 -42.5 -58.4 -74.8 -91.6 -107.8 -126.4 -144.4
0.0 -259.2 -529.9 -789 -1027.2 -124.8 -1451.9 -1630.1 -1815.4 -1977.9
4323.0 4063.8 3793.1 3534.0 3295.8 3074.9 2871.692.9 2507.6 2345.1
根据表二所得的数据作出 ~ 图,如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为 ,即mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)的电阻~温度特性的数学表达式为 。
4、实验结果误差
通过实验所得的mf51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为 。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻~温度特性的测量值,与表一所给出的参考值有较好的一致性,如下表所示:
表三 实验结果比较
温度℃ 25 30 35 40 45 50 55 60 65
参考值rt ω 2700 2225 1870 1573 1341 1160 1000 868 748
测量值rt ω 2720 2238 1900 1587 1408 1232 1074 939 823
相对误差 % 0.74 0.58 1.60 0.89 4.99 6.20 7.40 8.18 10.00
从上述结果来看,基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现,随着温度的升高,电阻值变小,但是相对误差却在变大,这主要是由内热效应而引起的。
5、内热效应的影响
在实验过程中,由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过,热敏电阻的电阻值大,体积小,热容量小,因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升,这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时,必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。
6、实验小结
通过实验,我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的,而且随着温度上升,其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器,可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出,特别适于高精度测量。又由于元件的体积小,形状和封装材料选择性广,特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器,可应用与各种生产作业,开发潜力非常大。
参考文献:
[1] 竺江峰,芦立娟,鲁晓东。 大学物理实验[m]
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[3] 《大学物理实验》编写组。 大学物理实验[m] 厦门:厦门大学出版社
[4] 陆申龙,曹正东。 热敏电阻的电阻温度特性实验教与学[j]
有关物理自由心得体会和感想二
物理新课程强调实现学生学习方式的根本变革,转变学生学习中这种被动的学习态度,提倡和发展多样化学习方式,异常是提倡自主、探究与合作的学习方式,让学生成为学习的主人,使学生的主体意识、能动性、独立性和创造性不断得到发展,发展学生的创新意识和实践本事。教师在探究教学中要立足与培养学生的独立性和自主性,引导他们质疑、调查和探究,学会在实践中学,在合作中学,逐步构成适合于自我的学习策略。
新课程改革是一场教育理念革命,要求教师“为素质而教”。在教学过程中应摆正“教师为主导、学生为主体”的正确关系,树立“为人的可持续发展而教”的教育观念,完成从传统的知识传播者到学生发展的促进者这一主角转变。这是各学科教师今后发展的共同方向。在“以学生发展为本”的全新观念下,教师的职责不再是单一的,而应是综合的、多元化的。
物理学科是一门综合程度极高的自然学科,它要求物理教师具有丰富的物理知识和相关学科的知识,在专业素养方面成为“一专多能”的复合型人才。新课程对物理教师的知识结构和本事都提出了新的要求,教师要经过不断学习,充实完善自我。随着科技的发展,物理研究的最新成果不断涌现,并不断融入到新教材中。所以,教师要学习这些新知识,完善自我的知识结构;新课程注重物理的教育功能,主张经过物理教育对学生进行素质的培养。
在新形势下,教师第一次处于被学生选择的地位,必须重新审视自我的知识结构,将终身学习内化为自学行为,时刻坚持学习、研究、反思、发现、探究、创新及总结的态度,力求成为一个学识渊博、具有扎实的基础知识和现代化信息素质的教育工作者
俗话说:教无定法。在教学过程中,学生的知识获取、智力和非智力因素培养,不能单一种固定的教学模式。教学模式涉及知识、教师和学生三大要素,教与学是一个共同发展的动态过程,应明确教学过程的复杂性,综合三大要素,权衡利弊,博采众法之长,灵活选择教学方法。既要改革创新,又要着眼实际,积极参与创设启发式、开放式、范例式、合作式的教学方法。
有关物理自由心得体会和感想三
一、指导思想
八年级下学期物理是整个初中物理的重点和难点所在,大多数学生学习起来感到非常吃力,如何把本学期的课程上好,让学生学好就成为了本学期的教学工作中心。我根据上学期的期末成绩分析情况制定了工作计划。
二、目标要求:
1.培养学生科学探究的实验能力,自主学习的学习习惯。
2.更新教学观念,钻研教材教法,拓宽学生视野,提高学生综合素质。
3.继续培养学生尊重科学、热爱科学、献身科学的精神。
三、教材分析:
八年级物理下册主要学习力学。本册共分六章。第七章力第八章运动和力第九章压强第十章浮力第十一章功和机械第十二章简单机械。每章的导入提起了学生对本章的兴趣,每章的阅读指导
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