Реферат по физике

[Lotos]

Физики, нужна работа по заданию: изучите как по электрофизическим характеристикам можно определить процентное соотношение составных элементов в копейках достоинством 2, 5, 20 коп.
Подскажите что это и где почитать

[Aleksandrito]

Не забудьте зачистить повехности монет от грязи и примисей оксидной плёнки и др. временных отложений и образований, убедитесь чт овсе монеты не изогнуты по краям и не имеют глубоких сильных механических повреждений.
Составьте три блока из 5-ти копеечных момент по 30 60 100 монет в каждом.
Сложите монеты одинакого аверс к реверсу (герб к числу).
Сильно их сожмите винтовой скобкой попытайтесь на крайние монеты припаять контактные выводы (оловянно- цинковым припроем с помощью паяльной кислоты).
Подайте напряжение (14-15) вольт от аккамулятора и включите в цепь амепметр последовательно и вольтметр паралельно блоку монет.
Сделайте три измерения для каждого из блоков
Расчитайте средние значения U I (Напряжения и тока) для каждого из измерений.
Попробуйте ОМметром замерить сопротивления каждого блокав холодном состоянии
Для блока в нагретом состоянии оно будет выше
У вас должно плучится окого для 2 -х копеечных монет сопротивление при Н.Ф.У.
примерно 5 Ом в нагретом состоянии под воздействием тока 3 А естественно сопротивление будет выше.
Поэтому ориентируетесь на такие значения.

-- 24 янв 2011, 17:34 --

Далее для каждого измерениея расчитываете сопротивление по измеренным средним значениям и делите на число монет в блоке.
Получаете сопротивление одной монеты в каждом блоке.
Они будут немного отличаться
Надеюсь токи в 1,5-3,0 Ампера при напряжении в 15 вольт вас не пугают.
Не обожгитесь и долго монетные блоки под напряжением постоянного источника тока не держите прегреете учтите блок 2-х копеечных монет из 30 - ти штук при 15 вольтах выделяет примерно.
Q = 40-50 Ватт.
После расчёта вы получите три значения полных сопротивлений $R_{1}, R_{2}, R_{3}$ - в каждое из которых входит сопротивление монеты, контактное сопротивление монеты, сопротивление в месте контакта монеты и контактного провода (при хорошей пайке последним можно принебречь).У
У вас в каждом случае неопредлённость $R_{izm.}=R_{m}+R_{k}$;
Попробуйте избавится от этой неопределённости зная сколько монет было у вас в каждом из блоков. Из соображений что на каждые n монет в блоке приходится т-1 контактов их поверхностей.
Далее определив сопротивление одной монеты вы можете измерив диаметр монеты штангенциркулем по среднему гурту и по цетру монеты определить длину каждого вашего блока и их сопротивление (полное)
А также можете расчитать удельное электрическое сопротивление.
Учтите оно будет отличаться от справочного для данного сплава ввиду того что не всё сечение монеты работает на сопротивление, работает только 30-45 %.
Успехов.
Там у вас или Оловянно -медный сплав или аллюминиво медный сплав по типу Латунь Бронза Оловянная безоловянная Аллюминиевая.
Где естественно должно быть: $\rho _{spl.}=\sum_{i=1}^{k}\rho _{i} \cdot g_{i} $; где -$ \rho_{i}$ - удельное сопротивление компонента сплава, $g_{i}$ - массавоя доля компонента сплава.
k - число компонентов в сплаве у вас два или три.

-- 24 янв 2011, 17:37 --

Проверку правильности определения массового состава можете произвести по известной вас массе монеты (2 коп. (СССР) - 1гр. 5 коп. (СССР) - 5 гр.) точность в масссе состовляет сотые от грамма;
Для 20-ти копеечной монеты у вас будет один из медно-никелевых сплавов.
Методика таже.

-- 24 янв 2011, 17:50 --

Масса бьём и плотность монеты связаны выражением:
$m=V \cdot \rho _{spl}=V \cdot \sum_{k=1}^{n}\rho _{k} \cdot g_{k};$ где:
$\rho _{k}, \ g_{k};$ - соответственно плотность и массовая доля каждого к - ого компонента сплава.

[Aleksandrito]

Многократные изменения линейных размеров монет имеет смысл производить только в том случае если они шлифованы и отсутствуют изображения на аверсе, и (или) реверсе, и или гурт.
В иных случаях монеты стандартны и их линейные размеры известны.
О составе виде массе и свойствах монет можете почитать в ссправочнике :
А.А. Щелоков "Монеты СССР": Каталог. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Финансы и статистика, 1989. - 240с. (ISBN 5-279-00460-X.)
Пример: 89 стр.
Двух-копеечнаяя монета
Алюминиевая бронза
Диаметр 18 мм
Масса 2 г
Гурт рубчатый

[Lotos]

Спасибо большое

[Aleksandrito]

По поводу общего удельного сопротивления для сплава был не прав, оно не равно сумме удельных сопротивлений компонентов умноженных на массовые доли.
(Возможно это справедливо только в редких случаях общей низкой проводимости и равномерного распределения примисей в сплаве).

-- 24 янв 2011, 22:55 --



-- 24 янв 2011, 22:56 --

А вообще удельная электрическая проводимость зависит от многих факторов:
От числа электронов в 1-це обьёма проводника;
От числа свободных электронов в метале;
От распределения электронов по энергиям;
От средней длины свободного пробега, свободного электрона в метале (т.е. от кристалической решётки её характера, строения, чистоты, отсутствия дислокаций, нарушений и распределения примесей).

-- 24 янв 2011, 23:34 --

Есть различные законы связывающие одни коэффициенты с другими
Нпр.
Закон Видемана - Франца :

Отношение коэффициента теплопроводности к удельной электрической проводимости прямо пропорционален абсолютной температуре:
$\rho =3 \cdot \left (\frac{k}{e} \right )^{2} \frac{T}{K};$
k - Постоянная больцмана, e - заряд электрона, T - Абсолютная теродинамическая температура, K - коэффициент теплопроводности;
Но как это вам поможет я не знаю вы же не будете на концах пакетов манет замерять термопарами температуру. И при этом вам это не много поможет, так как вам придётся решать сложную задачу нестацианарной теплопроводности (в лучшем случае стационарную);
И есть закон из общей электронной теории:
$\rho =\frac{2m<u>}{e^2\lambda n_{0}};$
Но думаю это вам тоже мало поможет потому что эта формула позволяет определить только порядок удельного сопротивления (только при определённых предположениях).
Точные значения дают только исследования.
Эта же формула имеет несколько представлений через модуль Юнга Абсолютную термодинамическую температуру период кристалической решётки и числа атомов (обьёмной концентрации атомов) в единице обьёма.
Различие расчёта и измерения может составить 30-40%
Но как вы всё это примените для монет я не понимаю.

[Lotos]

Проблема в том, что я вообще ничего не понимаю. Это тема курсовой работы моей дочери (9 класс физико-математический). Мама (т.е. я ), математик-программист, механик (теоретическая механика). Мне электричество известно в пределах школьной программы среднестатистической школы Искала что-то в нете, увы ...
Даже не могу понять с какой стороны начать это дело. Есть большое желание пойти завтра на физфак, узнать у народа, но лично ни с кем не знакома...Пойду завтра: Люди добрые, помогите, бедному доценту с мехмата))))
А, вообще, спасибо Вам, что Вы откликнулись на мой вопрос, я на нескольких форумах писала, везде глухо)))

[Munin]

А разве дочь не сама должна выполнять задание?

[Aleksandrito]

Если мама не может написать на заданную тему реферат, то что может написать дочь ?

-- 25 янв 2011, 22:00 --

К сожалению всем что знал о монетах и сплавах поделился.

никель и медь имеют очень близкие плотности.
Зная удельные сопротивления всех медно-никелевых сплавов или другие физико - механические свойства определить состав сплава.
Но меня удивляет постановка вопроса определить состав который изначально задаётся и только потом поределяются свойства сплава по данным свойствам это как -то не научно.
В первую очередь ислледуются свойства сплава, а не наоборот.
Я бы на вашем месте сходил к преподователю физики, в школе, где учится ваша дочь и спросил почему детям задауют такие не очень понятные темы.
Тем более что класический эксперемент в школе это Батарейка - нихромовая проволочка - амперметр - вольтметр и линейка вдоль проволчки с ползунковым контактом, кстати тоже могу покритиковать батарейка и длина и диаметр проволочки раньше выбирались так что батарейки быстро разряжались, поэтому этот опыт надо проводить на большей длине проволочки и меньшем сечении или используя аккамуляторные батареи большей ёмкости.
Я бы попросил учителя изменить тему реферата на следующую:
Определение длины и площади сечения опытной проволоки, в опыте по определению удельного электрического сопротивления на основе нихромого сплава состава Ni 67 % Cr 18 % Mn 1.5-1.8 % Fe 9 -12 % и примеси при использовании двух батареек типа D.
На примере аккамуляторной батареи http://www.mirbatareek.ru/product.php?ID=2249 К20 7500 mAh, исходя из условия что батареи без презарядки можно использовать в N количестве лабораторных работ числоработ спросить у учителя но можно прикинуть и самим из предположения, что батерии неперзаряжаясь должны проработать год.
Всё как - то научнее звучит.

[Munin]

Aleksandrito в сообщении #404586 писал(а):

Если мама не может написать на заданную тему реферат, то что может написать дочь ?

Может быть, больше матери. А если ничего не может - то она зря в физико-математическом классе учится.

Aleksandrito в сообщении #404586 писал(а):

Могу ещё поискать состав медно - никелевого сплава советских монет,потому что там проблема никель и медь имеют очень близкие плотности.Но врядли найду - раньше это было засекреченная информация теперь эта информация так и осталась никому неизвестной.

Неужели никто из нумизматов, в т. ч. зарубежных, элементарного анализа химического состава не проводил?

[Lotos]

Munin, а никто и не хотел в физико-математический, но просто математического не было(((
А лучше математика-информатика
Вот теперь страдаем
К сожалению, преподаватели бывают разные...И дети ни в чем не виноваты...

[Aleksandrito]

Lotos в сообщении #404612 писал(а):

К сожалению, преподаватели бывают разные...И дети ни в чем не виноваты...

С преподователем можно обсудить вопросы о постановке заданий, особенно таких.
Но я не понимаю каким образом физ - мат. и сплавы монет связаны.
Если преподователю хочется узнать что - то о монетах, то для этого есть специальная литература, и он может воспользоваться ею.

-- 25 янв 2011, 23:51 --

Чем ещё физико - математическая школьная программа от общеобразовательной ?
На самом деле математика информатика проще.

[Aleksandrito]

Вот ещё тема для реферата возникла, могу поделится:
Разработка школьного стенда для проведения лабораторной работы по ислледованию зависимости удельного електрического сопротивления Нихромовых сплавов (максимум три - четыре разных сплава, с сильно различным содержанием хрома, никеля и железа)
от температуры.
Естественно выходными данными реферата должны быть Вид установки, габариты (размеры), приборы (класс точности, диапазон измерения, сосответсвие диапазона измерения измеряемым величинам, принципы приведения приборов к диапазону измеряемых величин, если есть такая необходимость (осуществляется дополнительными элементами схемы) ), оснастка (соединительные провода, виды типы контактов и др.), принципиальная электрическая схема, монтажная схема, описание сборки стенда, описание неразборных частей и элементов и элементов и частей являющихся блоками если таковые есть, и сьёмных разборных элементов, монтаж которых предпологается во время проведения лабораторной и главное - принцип и порядок (ход) проведения лабораторной.
То есть определяем зависимость удельного сопротивления от температуры (линейный коэффициент) каким образом, с какой точностью, как предпологается измерять температуру (термопары - каким образом учитывается понижение температуры в зоне контакта термопара - измеряемый обьект) геометрия, габариты, параметры измеряемого обьекта порядок включения в схему, какой диапазон токов и температур допустим исходя из требований безопасности, какие условия работы со стендом для преподователя, учителя, лаборанта, учеников, студентов, требования ознакомления с техникой безопасности при работе со стендом, описание безопасного принципа работы со стендом или обеспечения безопасной работы и эксплуатации конструкцией стенда (последнее перманентно).
Только боюсь что эт отема не для 9-ого класса а для класса повыше 11-12

-- 26 янв 2011, 01:08 --

А если не хотите, то можно тоже самое, только для определния зависимости проводимости полупроводников (в частности Селена) от температуры.
Думаю нас с такой темой скоро перенесут в в раздел Техника и механика, можно отдельную ветку создать.

-- 26 янв 2011, 01:24 --

Тема, в предложенной мной форме, больше похожа на курсовой проект или на дипломный для ВУЗов, где есть специальности электроника и электротехника.
В реферате можно делать упор на анализ различных способов измерения различных видов схем, изложить мысли и соображения по поводу недостатков и достоинств той или иной схемы, того или иного метода измерения.

[Lotos]

Выбор темы исключен, она выдается преподавателем и не обсуждается)))
Общаться с преподавателем уже не хочется(((
Я в первый год обучения (7 кл) еще делала попытки, но "моя твоя не понимает".
Он в прошлом году давал темы по механике с такой постановкой задания, что мне хотелось его немножко убить)))

[Aleksandrito]

Тогда вам имеет смысл увести дитя из школы, перевести в другую, если невозможен диалог с преподователем. Тем более имеет смысл если это тенденция в преподовательском составе школы.
Какие темы он ставил по механике ?

-- 26 янв 2011, 21:29 --

Что вам немножко хотелось и в какой форме вы тоже попридержите

[ewert]

Aleksandrito в сообщении #404053 писал(а):

А вообще удельная электрическая проводимость зависит от многих факторов:

Всё это здорово, конечно, но гораздо большее значение имеет рельефность поверхности, из-за которой (как уже было сказано) замер удельного сопротивления вообще лишается всякого смысла. Это во-первых. А во-вторых, задачка имела бы смысл в советские времена, но не сейчас, когда монетки, как правило, железные и только по поверхности там чего-то напылено.