用线式电位差计测电动势.doc

用线式电位差计测电动势
,并理解用电势差计测电动势的基本方法和特点;
教学目的 ;
。
重难点 ;
。
教学方法讲授、讨论、实验演示相结合。
学时 3个学时
一、前言
电势差计是一种精密的电学测量仪器,在精密测量中,电势差计是应用最广的仪器之一,它主要用来测量电动势、电势差和校准电表,还可用于间接地测量电阻、电流和一些非电量(如温度、压力)等,%~0. 03%。
用电势差计测电动势,就是将未知电压与电势计上的已知电压相比较。测量中由于电势差不从被测对象中取用电流,并且应用了标准电池、标准电阻及高灵敏度检流计,因而测量精度高,测量结果可靠。
二、实验仪器
直流稳压电源,万用表,线式电势差计,指针式检流计,标准电池,待测电磁,滑线变阻器,电位器,双掷双刀开关,单掷单刀开关,带保护电阻单刀开关,导线。
三、实验原理
关键讲清两点:1、补偿法 2、补偿法的实现
(一)直接用电压表测量电动势时,得到的是电池两
端的路端电压,由于电池有内阻,只要有电流通过,它就
会有电压降,所以电压表的示值(端电压)总是小于电源
电动势。
U?Ex?Ir
(二)补偿法:要消除电池内阻产生的电压降,就必须使流过电池的电流为零,因此要测量未知电动势,-1所示电路进行,电势差计就是利用补偿法测电池的电动势。
(三)电势差计工作原理
实际使用中,精度高而连续可调的电动势是没有的。为了实现上述测量,通常采用分压的方法。电势差计就是根据补偿原理制成的高精度分压装置。电势差计有多种类型,本实验使用的是线式电势差计,-2所示。电势差计主要由工作回路、校准回路和待测回路三个部分组成。
,有电流I通过电阻丝AB。
:把K2拨向标准电池Es,检流计G上有可能有电流流过,适当调整C、D两点位置,找到合适的C、D长度,使G的指针零偏转,即Es?UCD,此时,电路
处于平衡状态,电阻RCD上的电压降与标准电池的电动势互为补偿。
如果单位长度电阻丝电阻为R0,CD长度为Ls,则有
CD端的电势差:Es?IR0Ls
,即工作电流I保持不变,把K2合向待测电池Ex,重新找C'、D'位置,使检流计G再次指零,达到补偿状态。
C'D'长度为Lx,则Ex?IR0Lx
则有:Ex?Lx?Es Ls
当Es,Ls,Lx都已知时,电源电动势Ex可求出。
四、实验内容与步骤
(一)仪器介绍
板式电势差计、标准电池(讲解注意事项以及Es不同温度对应值)、工作电源(稳
压电源,调节电压值不得超过5V)、待测电池()、滑线变阻器,电位器、检流计(讲解如何使用以及保护)、单刀开关(两个)、双刀双掷开关(讲解如何接线)。
(二)合理布置仪器
-3正确连接
线路,首先连接工作回路,
再接待测回路,最后接校
准回路。
(三)校准电势差计
首先测出始温t,由表
格查出此温下标准电池的电动势值,记