《物理实验》实验八电势差计的使用.doc

《物理实验》实验八电势差计的使用.doc:..实验八电势差计的使用【实验目的】1、 掌握电势差计的工作原理和线路结构。2、 掌握电势差计的使用方法,学会用电势差计测量电动势或电势差。【实验仪器】箱式电势差计(UJ・25型)、标准电池、工作电池,检流计、变阻器、电阻箱、电阻板等。【实验原理】电势差计是一种精密测量电势差的仪器,它不仅可以精确测量电动势、电压、电流和电阻等,还可用來校准精密电表和直流电桥等直读式仪表,在非电量测量(如温度、压力、位移和速度等)的电测法中也占有重要地位。一、补偿原理1、若用伏特表并联到电池的两端,(如图8・1)所示,由于伏特表内阻不是无限大,因此,电池内部特有电流通过。这时,伏特表测得的不是电池的电动势而是电池的端电压V=EX-Ir(r为电池内阻)。E06Ex图8・1伏特表测电阻示意图Ex图8-2补偿法测电压示总图要准确测量电动势可采用图8・2所示的办法。&是待测电动势的电源;E。是可调的已知电动势电源。调节E(),使灵敏电流计指零。此时,回路屮两电源的电动势大小相等、方向相反。即Ex=Eg这种情况称为待测电动势瓦得到己知电动势民的补偿,这种互相抵消电势差的方法叫补偿法。用补偿法测量电势差的实质是将待测电势差与己知电势差进行比较从而求出待测电势差的值。二、电势差计的基本原理电势差计是根据补偿原理制成的一种精密测量仪器。它的基本线路如图8-3所示。图8・3电势差计的慕本原理图该线路由两部分电路组成。虚线上部叫工作回路,心为滑线变阻器作为制流器,起控制回路电流/的作用。力3是精密电阻作为分压器,C、D是它的输出端。C、D两个触点不但可以在/、B上移动,而且在任何位置上,C、D之间的电阻数值尺仞都可以准确知道。如果把工作冋路中的电流调到某一确定的数值人,则VcD=hRco就是已知的了。这样电势差计的工作回路就可以提供一个与图8-2中的民相当的电势差畑,并且是可知和可调的。虚线下部叫补偿回路,连接待测电动势瓦和检流计G。测量时,只要调节C、D的位置,使电势差计达到平衡(即检流计指零),这时的/cz>值就是所求的你。电势差计直接测量量是电势差,测量其它物理量吋,必须先把它转换成电压量进行测量,然后再转换成所求的物理量。把工作电流调到确定值人是使用电势差计的一项重要工作,叫做使工作电流标准化。这一步骤对以利用标准电池來校准。标准电池的电动势十分稳定、准确,而且在一定温度下有确定的数值。下面用一个实例来说明校准工作电流的方法:设在20°,要求厶=。,将标准电池接入补偿回路,然后调节工作回路中的制流器Rp,使电势差计平衡,这时KCP=£,v==(mA)所以从&Q可以得出VCD的值。【仪器介绍】一、UJ-25型箱式电势差计箱式电势差计有多种型号,现介绍本实验使用的UJ-25型电势差计。图8-4是它的内部电路结构不意图。图8-5是其板血75意图。E为工作电源。工作电流为10mA。R»、5、R»、心4为制流器,可对工作电流进行粗调、中调、细调和微调。心和皿、Rm、RmRw、Ry、RVI(仪器上分为六档)都是阻值己知的精密电阻,二者串联起来作