不良导体导热率的测量.ppt

大学物理实验
不良导体
导热率的测量
编制:郑小秋缪萍
简介
预备知识
实验原理
操作指南
基本要求
简介
热导率(导热系数)是反映材料导
热性能的物理量。在科学实验和工程技术
中对材料的热导率常用实验的方法测定
大体上分为稳态法和动态法。本实验采用
稳态法测量不良导体热导率。通过实验我
们可以加深对热传导规律的理解,体会使
用参量转换法的设计思想,掌握用温度传
感器测量的方法。
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预备知识
热传导定律:如果热量沿着x方向传导,那
么在x轴上任意位置x0处取一个垂直截面△S
(如图),以表示在x处的温度梯度,以
表示在该处传
热率(单位时间通
过截面△S的热量),
那么热传导定律可以表示成
s-2
△S
式中负号表示热量从高温区向低稳区传
导(即传导的方向与温度梯度的方向相
反)。式中比例系数入极即为热导率,亦
称导热系数。
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设计思路
本实验的关键是给样品造成一个稳定
的传热状态(如图)在此状态下,温度梯
度
dT T-T
d x
h
T1、T2是样品上下表面的稳定温度,h是样
品的厚度。
样品的传热速率
do dQ
dt Ro+2TRoh
dt di
-mc
2TRp +2TRphp
热导率
、A+2h1水2一
R+2h
h dT
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操作指南
、实验装置
测温电路
AD590
5KQ
测量端
二、操作步骤
1用游标卡尺测量样品和铜板的几何尺寸。
2安装仪器,连接电路。
3接通电源,加热。将输出电压调至180V,
每隔3分钟读一次温度数值T和T2,若在
5分钟内,样品上下表面的温度基本保持不
变,可认为达到稳定传热状态,记下此时
的T和T2
4抽出样品,让加热筒贴近散热盘继续
加热待下铜板的温度上升到比T2高10°
左右,移去加热筒,让下铜板自然冷却,
每隔30秒记录一次温度值,直至下铜板
温度降到比T2低10°左右。
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