实验6 电位差计的原理和使用.doc

袀Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse膆蒆蚀螂实验6电位差计的原理和使用聿薆薈电位差计是测量电动势和电位差的主要仪器之一。用电位差计测量未知电动势,就是将未知电压与电位差计上的已知电压相比较。由于应用了补偿原理和比较测量实验方法,测量的结果仅仅依赖于准确度极高的标准电池、标准电阻以及高灵敏度的检流计,%。它不仅被用来精确地测量电动势、电压、电流和电阻,而且还用来测量电量,如温度、压力、位移和速度等。在校准电表和直流电桥等直读式仪表上也有重要作用。膇螂肈电位差计的优点很多,但也有一些缺点,如测量过程比较烦琐,工作时间比较长,工作电流容易变化,易影响测量结果,因此每次使用都采用校准和测量两个步骤。莁艿薄【实验目的】、结构、特点和操作方法;。莃薀蒈【预习检测题】?并与电压表的测量进行比较并说明。?它有何优点?,必须先对电位差计进行校准,为什么?袄蚃蚅【实验仪器】聿羆蚄十一线电位差计;标准电池;1#电池;检流计;箱式电位差计;稳压电源。蚄蒁节【实验原理】蒁莆螈一、补偿原理莅薂肆用电压表无法测量电源的电动势。(a)所示的电路中,(,r为电源的内阻,I为流过电源的电流)。仅在I=0时,端电压u才等于电动势Ex,但只要电压表与电源一并联接,I就不可能为零,故欲测电源电动势,应采用其它的方法。袆蒁蒇电位差计是将待测电动势与标准电动势进行比较测量的仪器。(b)所示。设为一连续可调的标准电源电动势,而为待测电动势。若调节,使流过检流计G中电流为零(即回路中电流I=0),则=。上述过程的实质是,不断地用已知的标准电动势与比较,直到检流计指示电路中电流为零时,说明二者已相等。电路呈这种状态,称为补偿状态。这种方法称为补偿法。肀羈袄二、电位差计的工作原理薆蒂袀怎样才能获得连续可调的标准电动势,并如何与未知电动势进行比较呢?电位差计就是为达此目的而设计的一种测量仪器。(a)(线式电位差计原理图)(b)(箱式电位差计原理图),电位差计型号不同,但它们基本都由三个回路组成。(b)做详细分析。薁螇薆肇莁袃虿膆肇薃莂羅螈蚅肄芃蒄蚂膀荿膇肄芁莆芈螈螆(a)线式电位差计原理图(b)(1)工作电流调节回路蝿薇芃它由高稳定度的电源E、限流电阻、标准电阻以及开关组成。芅膁蒄(2)校准回路膂肆薁由标准电池、检流计G、标准电阻以及开关和组成。肅节膇(3)测量回路芀蒆羅由待测电源(或待测电位差),标准电阻,检流计G,开关和组成。螆芄节分析图,平衡补偿在电位差计中是这样来实现的:利用工作电流回路上的压降与待测电动势(或)进行比较,当改变的大小时,也随之变化,直到G指零时,即达到平衡补偿。这时=,为了便于测量,要求仪器工作电流I恒等于某一定值,则在不同的处,可直接标出它相应的值。这样在测量时一达到平衡补偿即可直接读出待测电动势。因此,要使用电位差计,必须让工作电流调节到仪器所规定的数值,这步骤称为工作电流的校准(或标定)。(1)(b),利用标准电池(已知电动势为)校准仪器的工作电流:调节使,合上及,并将倒向S一边,则标准电池与工作回路并联。调节使检流计G示零(即校准回路电流为零),此时电位差计达到平衡补偿,两端的电位差。工作电流I校准完毕,它数值上等于/。芆膃羁(2)比较测量衿羈螁保持工作电流I不变(即保持、、不变),把倒向X一边,调节Rx直至检流计G指零,此时测量回路达到平衡补偿状态。可从仪器上直接读出被测的(或)的值。螃膄蚅【实验内容】芁蒇肅一、利用线式电位差计测量干电池的电动势蒃羁螀线式电位差计结构简单,电阻丝长1l米,往复绕在木板的十一个接线插孔0、1、2、…、10上,每两个插孔横向相邻间电阻丝长为1米。插头C可插入0~10中任一位置。电阻丝BO旁附有最小分度为毫米的米尺,接头D可在其上滑动,使得CD间的电阻丝长度可在0~11米间连续变化。为可变电阻,用来调节工作电流。双刀转换开关用来选择接通标准电池还是待测电池。电阻除用来保护标准电池和检流计外,还用来以提高测量的精度。。接线时须断开所有开关,尤其要注意几个电源的正负极性,不可错接,调到最大值。。首先选定电阻丝单位长度上的电压降A伏/