《物理实验》电位差计的使用.ppt

电势差计的使用实验目的?掌握电势差计的工作原理和线路结构。?掌握电势差计的使用方法,学会用电势差计测量电动势或者电势差的方法。实验仪器? UJ25 型箱式电势差计、标准电池、工作电池、待测电池、检流计、电阻板、导线等。实验原理?电势差计是一种精密测量电势差(电压)的仪器。?电势差计的原理是使被测电压和一已知电压相互补偿(即达到平衡),其准确度可高达 % 。?电势差计还常被用以间接测量电流、电阻和校正各种精密电表。在科学研究和工程技术中广泛使用电子电势差计进行自动控制和自动检测。实验原理——补偿原理?如右图,若用伏特表测量电源的电动势,由于伏特表的内阻不是无穷大,因此,电池内部有电流通过。?这时伏特表测量的不是电池电动势而是电池的端电压 U=E x-I r Ex V + - r实验原理——补偿原理?要准确测量电动势,可以采用右图电路: E x是待测电动势电源; E 0为可调的已知电动势电源。调节 E 0使得灵敏电流计指零,此时回路中两个电源的电动势相等,方向相反,可以称为待测电动势 E x得到已知电动势E 0的补偿。补偿法测量电动势的方法实际上是一种比较法。测量电压也是相同的道理。 E x E 0E E x x= =E E 0 0电势差计的基本原理?既然电势差计是根据补偿法的原理来设计制造的,根据上面的电路图,实际上我们只需要去构造一个已知可变的一个电压,就完成了我们的设计。下面我们来看怎么样构造的。电势差计的基本原理 Ex(E N) E Rp I B D C A工作回路变阻器 AB 精确电阻测量(校准)回路检流计待测电源、电压(标准电池) C、D两端可以在 AB 上自由滑动电势差计的基本原理?如果知道回路电流 I=I N实际上 CD 两端就构成了一个已知可变的电压(保持 I=I N不变, R CD可变)。?调节 R CD,当检流计指零,就说明 E X=U CD=I NR CD Ex(E N) E Rp I B D C AI I N N怎么确定?(工作电流的校准) 怎么确定?(工作电流的校准) 电势差计的基本原理?确定 I N的过程我们叫做工作电流标准化,是通过标准电池来进行校准的。标准电池的电压非常准确稳定,而且在一定温度下有确定的数值。 Ex(E N) E Rp I B D C A下面我们举例说明如何确定下面我们举例说明如何确定 I I N N