不良导体热导率的测量

仿真实验

不良导体热导率的测量背景知识00一、导热系数(又叫热导率)是反映材料热性能的重要物理量。例如建筑节能设计中通过测量墙体材料热导率来优化隔热层厚度，又如在电子元件散热设计中需要精确测定导热材料性能。二、不良导体导热性能差，其热导率数值低，常通过稳态法，利用热流与温差关系来测定热导率。墙体隔热层材料00.背景知识电子元件散热器实验原理011.导热系数（热导率）当物体内部有温度梯度存在时，就有热量从高温处传递到低温处，这种现象被称为热传导。傅里叶定律如下：01.实验原理传热速率温度梯度传热面积

导热系数热传导现象2.不良导体导热系数的测量（稳态平板法）

01.实验原理

橡胶盘B稳态热传导

2.不良导体导热系数的测量（稳态平板法）01.实验原理散热铜盘B自然冷却

2.不良导体导热系数的测量（稳态平板法）根据热容的定义，对温度均匀的铜盘C01.实验原理

不良导体热导率测定装置原理图A：紫铜盘、B：橡胶盘、C：黄铜盘、D：支架、E：加热用红外灯、F：调压器、G：电表、H：双刀双掷开关、I：热电偶、J：杜瓦瓶于是稳态传热速率

2.不良导体导热系数的测量（稳态平板法）于是得出导热系数的公式01.实验原理不良导体热导率测定装置原理图A：紫铜盘、B：橡胶盘、C：黄铜盘、D：支架、E：加热用红外灯、F：调压器、G：电表、H：双刀双掷开关、I：热电偶、J：杜瓦瓶

2.不良导体导热系数的测量（稳态平板法）01.实验原理不良导体热导率测定装置原理图A：紫铜盘、B：橡胶盘、C：黄铜盘、D：支架、E：加热用红外灯、F：调压器、G：电表、H：双刀双掷开关、I：热电偶、J：杜瓦瓶

实际测量中，由于用热电偶测量温度与温差电动势成正比，故导热系数公式中可用温差电动势代替温度进行计算。实验仪器021.多媒体电脑及配套中科大《大学物理仿真实验》软件。2.虚拟仪器：主仪器，自耦调压器，数字电压表，杜瓦瓶，游标卡尺，电子秒表等。02.实验仪器实验内容031.浏览器输入仿真实验网址：50:8100/03.实验内容不良导体热导率的测量仿真实验登录网址2.用户登录：用户名：学号密码：FZSYPT@2010验证码：见右侧3.打开“仿真实验”中“不良导体热导率的测量”4.开始实验03.实验内容（1）点击“开始实验”，打开仿真实验主窗口（2）从实验仪器栏将橡胶盘、电子秒表和游标卡尺拖至实验台上。仿真实验主窗口拖放橡胶盘、电子秒表和游标卡尺至实验桌4.开始实验03.实验内容（3）测量铜盘、橡胶盘的直径及厚度并记录到实验表格中。游标卡尺解锁拖动下爪测量待测物体直径、厚度4.开始实验03.实验内容（4）将橡胶盘拖至主仪器的支架上。双击打开主仪器窗体，依次移开红外灯、保温桶，再将橡胶盘拖放到散热铜盘上。拖放橡胶盘至实验台上拖放橡胶盘到散热铜盘上4.开始实验03.实验内容（5）连接好线路，调节自耦调压器，开始加热。接通自耦调压器电源，先将红外灯电压升到200V左右，大约5min之后，再降到110V左右，然后每隔一段时间读一次温差电动势值连接线路并开始加热4.开始实验03.实验内容

连接线路并开始加热4.开始实验03.实验内容

加热铜盘A、C4.开始实验03.实验内容

加热铜盘A、C4.开始实验03.实验内容（8）根据记录及已知数据求解橡胶盘的热导系数并填写到表格中。加热铜盘A、C实验数据处理04