稳态平板法测量良导体实验方法

㈠ 不良导体导热系数的测定

本实验的目的是了解热传导现象的物理过程，学习用稳态平板法测量不良导体的导热系数并用作图法求冷却速率。

1、开始实验后，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。

㈡ 稳态法测量导热系数是否适用测量热的良导体为什么

稳态导热法测量热的良导体可以，但是由于良导体散热快，所以测量结果误差大，成为一个无用的实效结果。

如果用稳态法测量导热系数测量热的良导体，对实验样品的要求是：

1、实验样品必须是不良导体。（散热不会太快）

2、稳态法是利用热源在待测样品内形成一稳定的温度分布，然后进行测量。

3、动态法中待测样品中的温度分布是随时间变化的，例如呈周期性的变化等。

(2)稳态平板法测量良导体实验方法扩展阅读

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；当适当控制实验条件和实验参数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。

㈢ 应用稳态法如何是否可以测量导体的导热系数，如果可以对实验样品有什么要求实验方法与测不良导体有什么

稳态法误差主要是在物体直接的热流量无法计算，而且热量在空气中有损失，使物体两表面的温度测量不准确。
热研科技刘老师测试稳态法导热系数实验条件：
1.实验样品必须是不良导体。（散热不会太快）
2.稳态法是利用热源在待测样品内形成一稳定的温度分布；然后进行测量。
动态法中待测样品中的温度分布是随时间变化的，例如呈周期性的变化等。

㈣ 应用稳态法如何是否可以测量良导体的导热系数

稳态法实验中，将待测样品样品制成平板状，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。测出温度稳定后上下两个面的温度，然后再测出散热体散热速率，就可以求出材料的导热系数。

㈤ 什么是稳态平板法

导热系数是表征材料导热能力的物理量。对于不同的材料，导热系数是各不相同的，对同一材料，导热系数还会随着温度、压力、湿度、物质的结构和重度等因素而变异。各种材料的导热系数都用实验方法来测定，如果要分别考虑不同因素的影响，就需要针对各种因素加以试验，往往不能只在一种实验设备上进行。稳态平板法是一种应用一维稳态导热过程的基本原理来测定材料导热系数的方法，可以用来进行导热系数的测定实验，测定材料的导热系数及其和温度的关系。 实验设备是根据在一维稳态情况下通过平板的导热量Q和平板两面的温差Δt成正比，和平板的厚度δ成反比，以及和导热系数λ成正比的关系来设计的。

㈥ .用稳态平板法测不良导体导热系数 ，如果样品盘B分别为金属和橡胶（即良导体和不良导体）测量其导热系

为什么搜不到，不会是我大黑科技出的题吧😂

㈦ 大学物理实验:用稳态平板法测不良导体的导热系数的实验中，实验原理使用了哪些近似条件

一，待测材料的侧面近似绝热。
二，待测材料上下表面的温度保持恒定。
三，其他外界无关因素基本保持恒定。
基本也就这么多啦！

㈧ 稳态法和动态法测量不良导体热导率的基本原理及方法有何不同

稳态法和动态法测量不良导体热导率的基本原理及方法：

稳态法热导率测量原理是在被测试样所关心的热导率方向上形成一个稳定的温度差，然后测量这两个温度点之间的距离、温度差和热流密度，最终计算出这此平均温度（两个温度值取平均）下的等效热导率。

动态热导率测量原理是在被测试样整体达到温度均匀和恒定后，在试样加载一个微小的温度扰动，通过检测此温度扰动波形，可以直接计算出被测试样在此恒定温度下的热导率。

不同点如下：

原理的不同点：稳态法时试样内有稳定的一维热流场，所以稳态法测量的热导率具有明显的方向性，热导率方向与热流方向相同。而动态法则是则没有方向性，测量的是整个试样整体的平均热导率，所以动态法适合测量均质材料。

方法的不同点：稳态法测试设备比较庞大，不太适合小尺寸试样测试。动态法则相反，测试模型对边界条件没有太多的要求，只要试样尺寸足够大，试样测试前的温度恒定就可以，所以动态法热导率测试设备一般都相对比较简单。

(8)稳态平板法测量良导体实验方法扩展阅读：

稳态导热的基本公式为：Q = A * k * dT/dx

其中Q为试样导热速率（W）；A为试样正面面积（m2)； k为要测定的导热系数(W/m.K)；dT为沿着试样厚度方向两个热电偶之间的温差（C）；dx为沿着偶读方向两个热电偶之间的距离(m)。dT/dx称为温度梯度。

待测试样的导热系数为：k = (Q / A) / (dT/dx) （2）

稳态法通常要求试样质地均匀、干燥（含湿会影响测定精度）、平直、表面光滑。如果采用电加热，Q就是指电加热装置的瓦数（W）。但是，用于散热补偿的另一个小加热功率不应算在Q内，因为这一部分热流并未穿过试样正面传导到另一侧。

㈨ 稳态法测固体导热系数在什么情况下

稳态
法测
固
体的
导热
系数

热传导是热量传递的三种基本形式之一，
是指物体各部分之间不发生相对宏观位移情
况下由于温差引起的热量的传递过程，其微观机制是热量的传递依靠原子、分子围绕平衡
位置的振动以及自由电子的迁移。在金属中自由电子起支配作用，在绝缘体和大部分半导
体中则以晶格振动起主导作用。

法国科学家傅里叶（
J.B.J.Fourier 1786
——
1830
）根据实验得到热传导基本关系，
1822
年在其着作
《热的解析理论》
中详细的提出了热传导基本定律，
指出导热热流密度
（单
位时间通过单位面积的热量）和温度梯度成正比关系。数学表达式为：

T
grad
q




此即傅里叶热传导定律，
其中
q
为热流密度矢量
（表示沿温度降低方向单位时间通过
单位面积的热量）
，

是导热系数又称热导率，是表征物体传导热能力的物理量，


在数
值上等于每单位长度温度降低
1
个单位时，单位时间内通过单位面积的热量，其单位是
1
1
K
m
W





。
一般说来，
金属的导热系数比非金属的要大；
固体的导热系数比液体的
要大；气体的导热系数最小。因此，某种物体的导热系数不仅与构成物体的物质种类密切
相关，而且还与它的微观结构、温度、压力、湿度及杂质含量相联系。在科学实验和工程
设计中，需要了解所用物体的一些热物理性质，导热系数就是重要指标之一，常常需要用
实验的方法来精确测定。

测量导热系数的方法很多，
没有哪一种测量方法适用于所有的情形，
对于特定的应用
场合，也并非所有方法都能适用。要得到准确的测量值，必须基于物体的导热系数范围和
样品特征，选择正确的测量方法。测量方法可以分为稳态法和非稳态法两大类。稳态法是
在加热和散热达到平衡状态、样品内部形成稳定温度分布的条件下进行测量的方法。非稳
态法则是在测量过程中样品内部的温度分布随时间是变化的，测出这种变化，得到热扩散
率再利用物体已知的密度和比热，求得导热系数。本实验采用稳态平板法测量物体的导热
系数，该法设计思路清晰、简捷，具有典型性和实用性。

【
实验目的
】

1
．了解热传导现象的物理过程。

2
．了解物体散热速率和传热速率的关系。

3
．学会用铂电阻型传感器测定温度。

4
．学习一种测量材料导热系数的实验方法。

【
实验原理
】

稳态平板法测量物体的导热系数原理示意图如图
1
，发热盘
A
将热量传到待测物体样
品盘
B
，再传到散热盘
C
，由于
A
、
C
盘是用热的良导体做的，与待测样品盘
B
紧密接触，

1
其温度可以代表
B
盘上、下表面的温度
2
1
T

,
T
，
（
2
1
T
T

）
，在样品盘
B
内，若热传导方
向垂直于上、下表面，两表面彼此间相距为
B
h
、面积均为
S
，当热传导达到稳定状态时，
即
1
T
和
2
T
的值不变，
根据傅立叶热传导定律，则在
t

时间内通过
B
盘的热量
Q

满足下
述表达式：

B
B
h
T
T
S
t
Q
)
(
2
1







稳态

( 1 )
式中
t
Q


为热流量，

即为该物质的导热系数（又称作热导
率）
，

若样品盘
B
做成圆盘，其半径为
B
R
，由式（
1
）可以知

道，单位时间内通过待测样品
B
任一圆截面的热流量为：

2
2
1
)
(
B
B
B
R
h
T
T
t
Q









稳态

( 2 )
当热传导达到稳定状态时，
此时通过
B
盘上表面的热流量与由散热盘
C
向周围环境散
热的速率相等，即

散热
稳态
C
t
Q
t
Q

















B

（
3
）

因此可通过
C
盘在稳定温度
2
T

时的散热速率来求出热流量
t
Q



。
实验中，
在读得稳态时
的
1
T
和
2
T
后，
即可将
B
盘移去，
而使发热盘
A
的底面与散热盘
C
直接接触。
当盘
C
的温
度上升到高于稳态时的
2
T
值若干摄氏度后，再将发热盘
A
移开，让散热盘
C
自然冷却。
观察它的温度
T
随时间
t
变化情况，然后由此求出
C
盘在
2
T
的冷却速率
2
T
T
t
T



,
散热盘
C
的散热速率与其冷却速率的关系为

2
T
T
C
t
T
mc
t
Q


















散热

（
4
）

式
(4)
中
m
是散热盘的质量，
c
是散热盘的比热。

但要注意，
这样求出的
t
T


是
C
盘的全部表面暴露于空气中的冷却速率，
其散热表面
积为
C
C
C
h
R
R






2
2
2
（其中
C
C
h
R
与
分别为
C
盘的半径与厚度）
。然而，在观察
测试样品的稳态传热时，
C
盘的上表面（面积为
2
C
R

）是被样品覆盖着的，根据物体的冷