Egyéb kisérletek » Fajlagos ellenállás mérése

Jelenség leírása

Mérjük meg különbözõ keménységû ceruzák grafitjának fajlagos ellenállását!

Eszközök

grafitceruzák, multiméter

Magyarázat

A ceruzák grafitjának keménységét általában a 3B, 2B, B, HB, H, 2H, 3H jelölésekkel jellemzik, a keménység 3B-tõl 3H felé nõ.

A grafit fajlagos ellenállásának megméréséhez kapcsoljunk egy kb. 10-15 cm hosszú ceruzabelet egy áramkörbe, és mérjük meg a rajta átfolyó I áram erõsségét és a rá esõ U feszültséget (1. ábra).

1. ábra

Ne folyassunk át a grafiton túl nagy áramot, mert ekkor a grafitbél melegedése jelentõsen befolyásolja az ellenállás értékét. A grafit jó vezetõ, egy 15 cm-es ceruzabél ellenállása 10 \Omega nagyságrendû. Ilyen kis ellenállások mérésénél célszerû a feszültségmérõt közvetlenül az ellenállás kivezetéseire kötni és az ampermérõt ezzel az egységgel sorba kapcsolni. Az ellenállás mérésénél ügyeljünk a jó kontaktusokra, és arra, hogy a ceruzabél ne legyen megtörve a ceruzában!

A fajlagos ellenállás meghatározásához szükségünk van még a bél geometriai méreteire: az l hosszra és az A keresztmetszetre. A fajlagos ellenállás:

p=\frac{U\cdot A}{I\cdot l}.

A 2. ábra Bánkuti Csaba (Komárom, Jókai M. Gimn., II. o.t.) mérési eredményeit szemlélteti. Látható, hogy a ceruzagrafit fajlagos ellenállása a keménység növelésével fokozatosan nõ.

2. ábra

A grafit a szén egy rétegrácsos módosulata. Egy-egy rétegen belül a szénatomok hatszöges rácsot alkotnak. E rétegen belül a szénatomokat a \sigma-kötések mellett delokalizált \pi-kötések is összekapcsolják. Az egyes rétegeket gyenge, másodlagos kémiai kötések tartják össze. A grafit viszonylag nagy vezetõképességét a delokalizált elektronok okozzák. Ceruzagrafit készítésekor a grafitot finom eloszlású agyaggal keverik össze, ezzel növelik a grafit keménységét, szilárdságát. Így érthetõ, hogy minél keményebb egy ceruza, grafitja annál több agyagot tartalmaz (az agyag rossz vezetõ), és emiatt a bél elektromos ellenállása nagyobb, mint a puhábbaké.

Kevés megoldónak sikerült kimutatni egyértelmû függést a ceruza keménysége és fajlagos ellenállása között. A ceruzabél ellenállását ugyanis jelentõsen befolyásolja a ceruzagrafit összetétele. Szemmelveisz András (Budapest, Szilágyi Erzsébet Gimn., III. o.t.) különbözõ márkájú ceruzákat vizsgált, és azt tapasztalta, hogy még azonos keménységi jelzés esetén is jelentõsen eltérhet két különbözõ márkájú ceruzabél ellenállása.

Szerzők

  • Gnadig Péter

Forrás, irodalom, hivatkozás

  • Bánkuti Csaba
  • Szemmelveisz András
  URI STRING  
/show/631/F-L
  CLASS/METHOD  
show/index
  MEMORY USAGE  
607,208 bytes
  BENCHMARKS  
Loading Time Base Classes  0.0008
Controller Execution Time ( Show / Index )  0.0071
Total Execution Time  0.0079
  GET DATA  
No GET data exists
  POST DATA  
No POST data exists
  DATABASE:  kiserletek   QUERIES: 9   
0.0007   INSERT INTO `sessions` (`session_id`, `ip_address`, `user_agent`, `last_activity`) VALUES ('785c41b0d1ad9a064dc0d49939fbc25b', '3.133.137.10', 'Mozilla/5.0 AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko;', 1732418097) 
0.0006   SELECT `label`, trim(item) as item
FROM (`categories`) 
0.0005   SELECT *
FROM (`experiments`)
WHERE `eid` = '631' 
0.0002   SELECT *
FROM (`exp_kwd`)
JOIN `keywords` ON `keywords`.`path`=`exp_kwd`.`path`
WHERE `eid` = '631' 
0.0002   SELECT *
FROM (`exp_cat`)
JOIN `categories` ON `categories`.`label`=`exp_cat`.`label`
WHERE `eid` = '631' 
0.0001   SELECT `name`
FROM (`materials`)
WHERE `eid` = '631' 
0.0001   SELECT `source`
FROM (`sources`)
WHERE `eid` = '631' 
0.0002   SELECT *
FROM (`exp_authors`)
JOIN `authors` ON `exp_authors`.`monogram`=`authors`.`monogram`
WHERE `exp_authors`.`eid` = '631' 
0.0002   SELECT *
FROM (`media`)
JOIN `media_type` ON `media_type`.`format`=`media`.`format`
JOIN `exp_mda` ON `media`.`mid` = `exp_mda`.`mid`
WHERE `exp_mda`.`eid` = '631'