不良导体导热系数的测定实验报告
不良导体的导热系数的测定实验报告
梧州学院学生实验报告成绩： 指导教师： 专业：班别： 实验时间： 实验人：学号：同组实验人：实验名称：不良导体的导热系数的测定 实验目的：1、学习测定不良导体的导热系数的一种方法。
2、学会F D —T C — B 导热系数测定仪。
仪器图组:注意事项:1 •为了准确测定加热盘和散热盘的温度，实验中应该在两个传感器上涂些导热硅脂或者硅油， 以使传感器和加热盘、散热盘充分接触；另外，加热橡皮样品的时候，为达到稳定的传热，调节 底部的三个微调螺丝，使样品与加热盘、散热盘紧密接触，注意不要中间有空气隙；也不要将螺 丝旋太紧，以影响样品的厚度。
2.导热系数测定仪铜盘下方的风扇做强迫对流换热用， 减小样品侧面与底面的放热比，增加 样品内部的温度梯度，从而减小实验误差，所以实验过程中，风扇一定要打开。
【实验原理】导热系数是表征物质热传导性质的物理量。
材料结构的变化与所含杂质的不同对材料导热系数 数值都有明显的影响，因此材料的导热系数常常需要由实验去具体测定。
测量导热系数的实验方法一般分为稳态法和动态法两类。
在稳态法中，先利用热源对样品加 热，样品内部的温差使热量从高温向低温处传导，样品内部各点的温度将随加热快慢和传热快慢 的影响而变动；适当控制实验条件和实验参数可使加热和传热的过程达到平衡状态，则待测样品 内部可能形成稳定的温度分布，根据这一温度分布就可以计算出导热系数。
而在动态法中，最终 在样品内部所形成的温度分布是随时间变化的，如呈周期性的变化，变化的周期和幅度亦受实验 条件和加热快慢的影响，与导热系数的大小有关。
本实验应用稳态法测量不良导体（橡皮样品）的导热系数，学习用物体散热速率求传导速率的实 验方法。
1898年C . H . Le e s 首先使用平板法测量不良导体的导热系数，这是一种稳态法，实验中， 样品制成平板状，其上端面与一个稳定的均匀发热体充分接触，下端面与一均匀散热体相接触。
由于平板样品的侧面积比平板平面小很多，可以认为热量只沿着上下方向垂直传递，横向由侧面 散去的热量可以忽略不计，即可以认为，样品内只有在垂直样品平面的方向上有温度梯度，在同 一平面内，各处的温度相同。
不良导体热导率的测定实验报告
不良导体热导率的测定实验报告一、实验目的1、了解热传导现象的基本规律。
2、学习用稳态法测量不良导体的热导率。
3、掌握热电偶测温的原理和方法。
二、实验原理当物体内存在温度梯度时，热量会从高温处向低温处传递，这种现象称为热传导。
对于一个厚度为＄d$、横截面积为＄S$ 的平板状不良导体，在稳定传热状态下，通过该导体的热流量＄Q$ 与导体两侧的温度差＄＼Delta T$ 成正比，与导体的厚度＄d$ 成反比，与导体的热导率＄＼lambda$ 成正比，即：＄Q ＝＼frac{＼lambda S ＼Delta T}｛d}＄如果在一段时间＄＼Delta t$ 内通过导体的热量为＄Q$，则热导率＄＼lambda$ 可表示为：＄＼lambda ＝＼frac{Qd}｛S\Delta T ＼Delta t}＄在本实验中，采用稳态法测量热导率。
将待测的不良导体样品制成平板状，放置在加热盘和散热盘之间。
加热盘通过电热丝加热，使热量通过样品传递到散热盘。
当加热盘和散热盘的温度稳定后，样品内的传热达到稳定状态，此时通过样品的热流量等于散热盘在单位时间内散失的热量。
散热盘在稳定温度下的散热速率可以通过测量散热盘的冷却曲线来确定。
当散热盘的温度高于环境温度时，它会向周围环境散热，其散热速率与散热盘的温度和环境温度之差成正比。
三、实验仪器1、热导率测定仪：包括加热盘、散热盘、热电偶、数字电压表等。
2、秒表3、游标卡尺4、电子天平四、实验步骤1、用游标卡尺测量样品的厚度＄d$ 和直径＄D$，计算出样品的横截面积＄S ＝＼frac{＼pi D^2}｛4}＄，用电子天平称出样品的质量＄m$ 。
2、将样品放在加热盘和散热盘之间，安装好热电偶，确保热电偶的测量端与样品良好接触。
3、接通电源，调节加热功率，使加热盘和散热盘的温度逐渐升高。
观察数字电压表的读数，当加热盘和散热盘的温度稳定后（温度变化在一定时间内小于＄01^｛＼circ}C$），记录此时加热盘和散热盘的温度＄T_1$ 和＄T_2$ 。
不良导体热导率的研究报告
实验报告课程名称：大学物理实验（一）实验名称：不良导体热导率的测量一、实验目的1.了解热传导现象的物理过程2.学习用稳态平板法测量不良导体的热导系数3.测量铜盘的散热速率二、实验原理图1是不良导体热导系数测量装置的原理图。
各部分为：A-传热圆筒、B-待测样品、C-铜盘、D-底座、E-红外灯、G-数字电压表、H-单刀双掷开关、J-杜瓦瓶。
为保证传热稳定，传热圆筒A、待测样品B和散热铜盘C三者的表面密切接触，如图2所示。
温度用热电偶的温差电动势表示，杜瓦瓶装有冰水混合物，为热电偶提供参考温度。
实验中，维持待测盘的上表面A有稳定温度，下表面铜盘C有恒定温度（侧面近似绝热）。
根据(1)式，在稳态时通过样品的传热速率可以写为，(2)式中为样品的厚度，为样品上表面的面积（为样品盘的半径），为待测样品盘的上、下表面的温度差，为导热系数。
在稳态条件下(和的值恒定不变)，通过待测样品盘B的传热速率与铜盘C向周围环境散热的速率相等，即(2)式中的铜盘C在稳态条件下的散热速率，可以通过铜盘C的在不与样品接触时的自由散热速率（附近）得到。
由于铜盘C的稳态散热面积为，自由散热面积为，因此，(3)其中和分别是铜盘C的半径和厚度。
根据比热容的定义，自由散热速率可写为，(4)其中和分别为铜盘C的质量和比热容，为铜盘C的冷却速率。
由式(2)、(3)和(4)可得样品B的导热系数为：(5)因此只要测出铜盘C的自由冷却速率，代入相关的参数即可求出样品的导热系数。
本实验用数字电压表测得的热电偶的温差电动势表示温度。
热电偶的温度-电压系数是定值，根据(5)式可知，只需测定电压以及电压的变化率，不需计算具体的温度值。
加热装置通过自耦调压器和红外灯来实现。
通过维持加热电压等于110V，待系统达到稳态，记录稳态下铜盘C的电压值，然后测量铜盘C在该稳态电压值附近的自由散热系数，结合质量、厚度等参数即可得到该稳态下的样品的导热系数。
三、实验仪器：2.不良导体热导率的测量3.实验仪器：导热系数测量仪、杜瓦瓶、自耦调压器、数字电压表、秒表、游标卡尺、橡胶盘四、实验内容：测量橡胶盘的导热系数1.用游标卡尺测量铜盘和橡胶盘的直径和厚度，记录表格1；2.打开主仪器放大图，把红外灯上移（需先断开红外灯的连线5），同时把保温桶移开（需先断开加热盘的连线1），然后把橡胶盘放置在铜盘C上，最后移回保温桶和红外灯；3.按图7连接电路；4.双击“数字电压表”，并调零和选择量程（）；5.双击“自耦调压器”，把电压调至，等待样品导热达到稳态；等待过程中不断切换单刀双掷开关，并观察测量值，如果在10分钟内加热盘和散热盘的温度基本没有变化，则可认为达到稳态（为缩短达到稳态时间，可先将红外灯电压调至左右，大约5分钟后再将到）；记录稳态下加热盘A的电压和铜盘C的电压7.移开红外灯（需先断开红外灯的连线5）和保温桶（需先断开加热盘的连线1），取出橡胶盘，再把红外灯和保温桶复位，并连接好线；8.使铜盘C加热至高于稳态温度10度左右（电压增加约，建议不要高太多，否则降温值需要较长时间）；9.把调压器电压减小为0，移开红外灯和保温桶，让铜盘C自由冷却，每隔30s记录一次电压值，选择最接近前后的6个数据，记录表格2；10.用逐差法求出铜盘C的冷却速率，并计算橡胶盘的导热系数；用作图法求出冷却速率五、数据记录：表1 铜盘和橡胶盘的尺寸测量铜盘质量：，橡胶盘质量：铜的比热容：测量次数 1 2 3 平均值铜盘直径(mm) 128.32 128.32 128.34 128.32铜盘厚度(mm) 7.14 7.16 7.14 7.14 橡胶盘直径(mm) 130.08 130.08 130.06 130.07 橡胶盘厚度(mm)8.128.128.148.12表2 铜盘的自由冷却速率测量 稳态时加热盘A 的温度对应的电压：稳态时铜盘C 的温度对应的电压：时间（s ） 030 60 90 120 150 180 210电压V_C(mV) 2.72 2.66 2.62 2.57 2.52 2.48 2.44 2.39时间（s ） 240 270 300 330 360 390 420 电压V_C(mV)2.38 2.34 2.29 2.26 2.22 2.18 2.14六、数据处理逐差法计算冷却速率，选择靠近平衡温度的六个温度点:0 30 60 90 120 150 2.722.662.622.572.522.48dT (2.48 2.62)(2.52 2.6)(2.57 2.72)0.001604/3*30*3mV s dt -+-+-==-导热系数的大小：()()2122 0.11/(*)2 (())C C dTB dt BC C R h mch W m k R T T R h λπ+=-=-+七、结果陈述：这个散热速率和时间符合线性规律 导热系数为0.11W/(m*k)八、实验总结与思考题试分析实验中产生误差的主要因素以及实验中是如何减小误差的？ 操作时间要准确，多次测量取平均值傅里叶定律中 (传热速率)是不易测准的量。
实验26 测量不良导体的导热系数
测量不良导体的导热系数林一仙 一 实验目的1、 用稳态平板法测量不良导体的导热系数2、 用物体的散热速率求传热速率3、 掌握热电偶测量温度的方法 二 实验仪器导热系数仪、杜瓦瓶，热电偶、FPZ-1型多量程直流数字电压表、游标卡尺、停表 三 实验原理 （一） 稳态平板法ht Q 21θθλ-A =∆∆ tQ∆∆为热流量，λ为该物质的导热系数，也称热导率，h-样品厚度， A-样品面积。
所谓稳态指的是高温物体传热的速率等于低温物体散热的速率时，系统便处于一个稳定的热平衡状态。
（二） 实验装置及方法d ht Q 2142πθθλ-=∆∆A- 加热铜盘，P-散热铜盘；d-样品盘的直径，h-样品盘的厚度；θ1-加热铜盘的温度，θ2-散热铜盘的温度。
（三） 冷却法测量散热铜盘的散热速率∵ dt d t Q c m P P θ=∆∆散 ；dtd θ 是曲线在θ2点的斜率，如下图∴ ()dtd h d c m P P θθθπλ2124-= 四 实验内容及步骤1、测量样品盘的厚度h 和直径d ，并记录散热铜盘的质量。
2、调节支架上的三个螺丝使它往下降一部份，将散热铜盘放在它的上面，再往上放样品盘，然后将加热器放在样品盘上面，使三个盘紧密接触，然后把加热器固定，再用三个螺丝往上拧，使整个系统固定不动。
3、将热电偶的插头分别插入两对孔中，并打开毫伏计（要调零）判断热端冷端，将热端分别插入加热铜盘和散热铜盘，冷端插入杜瓦瓶中。
4、用220v 电压加热15分钟，再用110v 加热同时打开风扇，大约半小时后每隔壁5分钟观察θ1、θ2的值各一次，直到观察到连续两组的数值不变即可认为系统达到稳态，记录这组数据。
5、重新用220v 电压加热同时关掉风扇，观察θ2的变化，当达到 θ2+0.2mv 时停止加热并移开加热器同时打开风扇。
观察θ2的变化当温度回落到θ2+0.2mv 时开始每隔壁30秒读一次数据直到θ2-0.2mv ，关掉风扇即完成此次操作。
导热系数测量实验报告
导热系数测量实验报告篇一：导热系数实验报告实验用稳态平板法测定不良导体的导热系数实验报告一、实验目的.（1）用稳态平板法测定不良导体的导热系数. （2）利用物体的散热速率求传热速率. 二、实验器材.实验装置、红外灯、调压器、杜瓦瓶、数字式电压表. 三、实验原理.导热是物体相互接触时，由高温部分向低温部分传播热量的过程.当温度的变化只是沿着一个方向（设z方向）进行时，热传导的基本公式可写为dTdQ=?λ ?????????---------------------------------------------（）它表示在dt时间内通过dS面积的热量dQλ为导热系数，它的大小由物体????dT本身的物理性质决定，单位为W????1????1，它是表征物质导热性能大小的物理量，式中符号表示热量传递向着温度降低的方向进行.在图中，B为待测物，它的上下表面分别和上下铜、铝盘接触，热量由高温铝盘通过待测物B向低温铜盘传递.若B很薄，则通过B侧面向周围环境的散热量可以忽略不计，视热量只沿着垂直待测板B的方向传递.那么在稳定导热（即温度场中各点的温度不随时间而变）的情况下，在?t时间内，通过面积为S、厚度为L的匀质圆板的热量为????????? ---------------------------------------------（）式中，???为匀质圆板两板面的恒定温差，若把（）式写成?Q=?λ??????=?λ?? ---------------------------------------------（）的形式，那么???便为待测物的导热速率，只要知道了导热速率，由（）式即可求出λ. 实验中，使上铝盘A和下铜盘P分别达到恒定温度??1、??2，并设??1>??2，即热量由上而下传递，通过下铜盘P向周围散热.因为??1和??2不变，所以，通过B的热量就等于C向周围散发的热量，即B的导热速率等于C 的散热速率.因此，只要求出了C在温度??2时的散热速率，就求出了B的导热速率???.因为P的上表面和B的下表面接触，所以C的散热面积只有下表面面积和侧面积之和，设为????，而实验中冷却曲线是C全部裸露于空气中测出来的，即在P的上下表面和侧面积都散热的情况下记录的.设其全部表面积为??全，根据散热速率与散热面积成正比的关系可得??? ????????????部全=??部全---------------------------------------------（）式中，???为??部面积的散热速率，???为??全面积的散热速率.而散热速率???就部全部?????????等于（）式中的导热速率，这样（）式便可写作????????? =?λ?? 部---------------------------------------------（）设下铜盘直径为D，厚度为δ，那么有??部??全??2=?? +????????2=2?? +??????---------------------------------------------（）???由比热容的基本定义c=Δ????Δ??‘，得ΔQ=cmΔ??’，故???cmΔ??’= 全---------------------------------------------（）将（）式、（）式代入（）式得?????+4?? =?????? 部---------------------------------------------（）将（）式代入（）式得λ=?????????????/2---------------------------------------------（）式中，m为下铜盘的质量，c为下铜盘的比热容. 四、实验内容.（1）用游标卡尺多次测量下铜盘的直径D、厚度δ和待测物厚度L，然后取其平均值.下铜盘质量m由天平测出，其比热容c=×102??? kg?℃ ?1.（2）实验时，先将待测样品放在散热盘P上面，然后将发热铝盘A放在样品盘P上方，再调节三个螺栓，使样品盘的上下两个表面与发热铝盘A和散热铜盘P紧密接触.（3）将集成温度传感器插入散热盘P侧面的小孔中，并将集成温度传感器接线连接到仪器面板的传感器插座.用专用导线将仪器机箱后部插座与加热组件圆铝盘上的插座加以连接.为了保证温度测量的准确性，采用同一个温度传感器测温，在需要测量发热盘A和散热盘P 温度时，采用手动操作，变换温度传感器的测温对象.（4）接通电源，在“温度控制”仪表上设置加温的上限温度.按加热开关，如果仪器上限温度设置为100℃，那么当传感器的温度达到100℃，大约加热40分钟后，发热铝盘A、散热铜盘P的温度不再上升时，说明系统已达到稳态，这时每间隔5分钟测量并记录??1和??2的值.（5）测量散热盘在稳态值??2附近的散热速率.移开发热铝盘A，取下待测盘，并将发热铝盘A的底面和铜盘P直接接触，当P盘的温度上升到高于稳态值??2值若干度（例如5℃左右）后，再将发热铝盘A移开，让散热铜盘P自然冷却.这时候，每隔30s记录此时的??2值并记录.五、实验数据记录与处理.表一下铜盘直径、厚度，待测物厚度实验结果记录表下铜盘质量为m=655 g.取平均值，稳态时，??1=℃、??2=℃.表三测下铜盘散热速率实验结果记录表利用作图法求下铜盘的散热速率得下铜盘散热速率为K=????1. 由（2.。
不良导体导热系数的测量实验报告
不良导体导热系数的测量实验报告
实验目的：
1.了解不良导体的特性；
2.测量不良导体的导热系数。
实验原理：
不良导体是指导热性能较差的物质，如木材、塑料等。
导热系数是描述不良导体导热性能的一个物理量，它反映了单位面积、单位厚度、单位温度梯度下热量通过材料传导的能力。
导热系数越小，说明该材料导热性能越差。
实验仪器：
1.不良导体样品；
2.热绝缘材料；
3.热源；
4.温度计；
5.测量仪器。
实验步骤：
1.将热绝缘材料平铺在工作台上，摆放不良导体样品；
2.将热源放置在样品的一侧，使其与材料保持良好的接触；
3.在样品的另一侧放置温度计，用以测量温度变化；
4.开始记录温度的变化，记录一定时间内温度的变化曲线；
5.使用测量仪器测量材料的厚度和面积。
实验数据和结果：
根据记录到的温度数据，可以得到温度随时间的变化曲线。
根据这些数据，可以计算出材料的导热系数。
实验讨论：
在讨论中，可以对不良导体的导热性能进行评估，并分析不同因素对导热系数的影响。
实验总结：
通过本次实验，我们了解了不良导体的特性和导热系数的测量方法。
同时，我们也明白了导热系数与材料导热性能之间的关系。
这对于我们选择材料、设计热工设备等方面都具有重要意义。
物理实验报告 测量不良导体的导热系数
物理实验报告测量不良导体的导热系数摘要：本实验通过测量来确定不良导体的导热系数。
实验使用的样品是一只塑料杯，将水倒入塑料杯中，并在杯子的底部固定一块加热器，通过测量上部和下部温度的差异来计算导热系数。
实验结果表明，该杯的导热系数为0.14 W/(m·K)，属于低导热材料。
引言：导热是一种物质从高温区域向低温区域传递热量的能力。
导体的导热系数是衡量导热能力的量。
不良导体在电学上电阻较大，而在导热方面具有低导热系数。
利用导热系数可以确定材料是否适合用于绝缘或隔热材料。
实验步骤：1.将约500毫升的水倒入小塑料杯中，然后固定一块加热器在杯底。
2.将导热计的探头插入杯底离加热器最近的位置，并在杯顶外侧的相同位置插入第二个探头。
3.等待一段时间，直到温度稳定后，读取两个探头的温度并记录下来。
4.重复以上步骤，在杯的不同位置多次测量温度。
5.根据测量结果和相应的方程计算出不良导体的导热系数。
实验结果：本实验测量了不良导体（即小塑料杯）的导热系数。
在测量过程中，使用了加热器和导热计两个重要的工具。
通过将温度探头置于加热器底部和杯顶部两个不同位置，得出了该杯的不同位置的温度分布。
通过分析温度差异，测量出不良导体的导热系数。
本实验得出的测量结果如下，小塑料杯的导热系数为0.14 W/(m·K)。
讨论：根据实验结果，可以看出不良导体在导热方面表现略差。
但是，在一些实际应用中，低导热的物质也具有一定的优势，例如用作绝缘材料、隔热材料等。
在这些应用场合中，导热系数较低的物质是非常重要的。
实验中还需要注意一些问题。
例如，在测量进行中，需要等待一定的时间使温度稳定，并且要确保温度探头与测试杯的接触良好。
此外，在实验前还需要对仪器进行了解，以保证实验过程的准确性和安全性。
稳态法测定导热系数实验报告
稳态法测定导热系数实验报告实验名称：稳态法测量不良导体的导热系数实验目的：1.掌握用稳态法测量不良导体(橡皮样品)的导热系数；2.学习用物体散热速率求传导速率的实验方法。
实验仪器：FD－TC－B导热系数测定仪，游标卡尺实验原理：使用平板法测量不良导体的导热系数，这是一种稳态法，实验中，样品制成平板状，其上端面与一个稳定的均匀发热体充分接触，下端面与一均匀散热体相接触。
由于平板样品的侧面积比平板平面小很多，可以认为热量只沿着上下方向垂直传递，横向由侧面散去的热量可以忽略不计，即可以认为，样品内只有在垂直样品平面的方向上有温度梯度，在同一平面内，各处的温度相同。
设稳态时，样品的上下平面温度分别为根据傅立叶传导方程，在时间内通过样品的热量满足下式：（1）式中为样品的导热系数。
为样品的厚度，S为样品的平面面积，实验中样品为圆盘状。
设圆盘样品的直径为则由（1)式得：（2）当传热达到稳定状态时，样品上下表面的温度和不变，这时可以认为加热盘C通过样品传递的热流量与散热盘P向周围环境散热量相等，因此可以通过散热盘P在稳定温度时的散热速率来求出热流量实验时，当测得稳态时的样品上下表面温度和后，将样品B抽去，让加热盘C与散热盘P接触，当散热盘的温度上升到高于稳态时的值20℃或者20℃以上后，移开加热盘，让散热盘在电扇作用下冷却，记录散热盘温度随时间t的下降情况，求出散热盘在时的冷却速率则散热盘P在时的散热速率为：（3）其中m为散热盘P的质量，c为其比热容。
在达到稳态的过程中，P盘的上表面并未暴露在空气中，而物体的冷却速率与它的散热表面积成正比，为此，稳态时铜盘P的散热速率的表达式应作面积修正：（4）其中为散热盘P的半径。
为其厚度。
由(2)式和(4)式可得：（5）所以样品的导热系数为：（6）实验仪器实验内容(1)取下固定螺丝，将橡皮样品放在加热盘与散热盘中间，橡皮样品要求与加热盘散热盘完全对准；要求上下绝热薄板对准加热和散热盘。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
非金属固体材料导热系数的测量
2004/04
用热线法测量不良导体导热系数是一种广泛使
用的方法，国家对此制定了标准——“非金属固体材
料导热系数的测定——热线法”（GB/T 10297-1998）。
基本原理如图1所示，在匀质均温的物体内部放置一
电阻丝，即热线，对其以恒定功率加热时，热线及其
附近试样的温度将随时间变化。
根据时间与温度的变化关系，可以确定该试样的导热系数。
[1] [原理简述]
由热传导理论[2]可知，恒定功率的热线对匀质物体进行热传导时，可以用一维柱坐标系的
热传导方程对物体的温度场进行描述：r r r
t ∂∂+∂∂=∂∂θθθα1122 （1） 边界条件为：
00
=r θ(t =0，r ≥0)，0=∞r θ(t >0，r =∞)，const.π0
=∂∂-==r r q θ
λ(t >0，r =0)[3] （2）
根据热传导方程和边界条件得到解为：t t
e
q
t
t
r r t d π40
42⎰
-
=
αλ
θ
（3）
其中各物理量含义为，t ：热线的加热时间，单位为s ；r ：距热线的距离，单位为m ；q ：热线单位长度的加热功率，单位为W/m ；t r θ：加热时间t ，距离热线距离r 处的温升，单位为K ；α：试样的热扩散率，单位为m 2/s ；λ：试样的导热系数，单位为W/（m ·K ），对于非金属固体材料，该系数一般小于2 W/（m ·K ）。
假设t r α42
→0，即r →0或αt →∞，利用Euler 公式，忽略展开后二次项以后的各项。
如果
在不同时间t 1、t 2，测的同一点r 处的温升为1t r θ、2
t r θ，则：12ln π41
2
t t q
t t r r λ
θθ=
- （4） 根据（4）可以得到试样的导热系数
()()1
2
1
2
1212ln πL 4ln π4t
t t t r r r r t t IU t t q θθθθλ-=-=
[4]
（5）
（5）式中，I 、U 分别热线的通电电流（单位为A ）和电压（单位为V ），L 为有效加热长度（单位为m ）。
因此，当等时间间隔测量试样的温升时，ln(t 2/t 1)和1
2
t t r r θθ-呈线性关系，据此计算试
样的导热系数。
[实验设计]
实验装置如图2所示。
试样为环氧树脂，有效长度220mm ，直径28mm 。
加热丝为钨杆，直径1mm ，R Wu =0.01650Ω，加热电流3~5A 。
温度测量利用电阻——温度系数（αR =0.00393℃
图1、热线法测定非金属固体材料导热系数
的原理示意图
试样
热线
-1
）线性比较好的铜丝进行，关系式为：
R Cu =R 0(1+αR t ) （6）
R 0为0℃时的电阻值。
铜丝直径0.21mm ，为保证基本不产生热效应，宜选择小工作电流（<2mA ），当试样温度变化时，铜丝电压也随之变化。
增加铜丝绕制匝数或减小直径，可以获得较大变化的电压值。
[实验步骤]
1． 由于热丝加热和铜丝电阻测量均采用恒流供电，因此要
确定工作电流大小。
特别注意：调节电流时，恒流源不
能开路调节（否则P out ，电源会烧毁）。
2． 将加热丝和采样小电阻串入大电流恒流源，120mV 电压
表检测大恒流源输出和加热丝工作状态（实验要求加热功率变化小于±1%）。
将测温铜电阻和采样大电阻串入小电流电路，120mV 电压表检测小恒流源输出和铜丝电阻变化。
3． 确定各连线没有问题后，先接通测温电路，再接通加热电路，稳定10分钟左右后开始记录
数据，时间间隔自定，电流稳定性观测间隔约5~10分钟，铜丝电阻测量一般取2~5分钟记录一点，工作过程1~1.5小时。
尽可能保持环境稳定。
[数据处理] 1．数据记录
初始温度t =___℃；单位时间间隔的加热电流、电压，铜丝电流、电压；结束温度t =___℃ 2．实验报告要求：
1) 记录实验仪器规格。
2) 根据初始时环境温度，铜丝的电阻——温度系数、电流和电压值确定的铜丝的R 0。
3) 写出求解环氧树脂导热系数的过程（包括公式推导、数据代入过程等），可以用坐标纸或计
算机处理数据。
4) 分析加热功率是否满足波动小于±1%。
5) 分析改变实验条件，如加热电流、测温电流等，对实验数据的影响。
6) 总结实验的特点及可能产生误差的原因，解决设想。
7) 你是否愿意将此实验该为计算机采集？请与老师联系E-mail: gpl@
参考文献
1． 国家质量技术监督局，“非金属固体材料导热系数的测定——热线法”（GB/T 10297—1998）。
2． 奥齐西克编著，俞昌铭译，《热传导》，高等教育出版社，1983。
3． 朱鹤年编著，《物理实验研究》，清华大学出版社，1994。
4． 杨述武主编，《普通物理实验（四、综合及设计部分）》，高等教育出版社，2000。
图2、实验装置图。