實(shí)驗(yàn)十三電位計(jì)原理和應(yīng)用.ppt

,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?一 學(xué)習(xí)電位計(jì)的補(bǔ)償原理，了解電位計(jì)的結(jié)構(gòu)。 二 用電位計(jì)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻，測(cè)量毫安表 的內(nèi)阻并校正其量程。 實(shí)驗(yàn)原理 電位計(jì)適用于低電壓的測(cè)量。它利 用補(bǔ)償原理，可實(shí)現(xiàn)無分流測(cè)量，即測(cè) 量不影響待測(cè)電路的原來狀態(tài)。 圖一 由圖一，設(shè)E0為已知電壓，EX為待測(cè)電壓，當(dāng)檢流 計(jì)G示零（即回路電流I0=0）時(shí)，EX=E0，即E0和EX抵消 或平衡，稱為E0對(duì)EX補(bǔ)償。 E0必須準(zhǔn)確且可連續(xù)調(diào)節(jié)。為達(dá)此目的，通常采用 圖二的電路。將電源E加在電阻絲AB的兩端，取ab之間 的電壓作為E0，將標(biāo)準(zhǔn)電池ES接入M1M2，調(diào)節(jié)R1使 abM2M1回路電流為零，即Uab和ES補(bǔ)償，則電阻絲的壓降,實(shí)驗(yàn)十三 電位計(jì)原理和應(yīng)用,率=ES/Lab Uab=Lab，其中Lab為ab間電阻絲的長(zhǎng)度，可在AB范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)并可讀；標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)ES已知且很準(zhǔn)確，這樣便可實(shí)現(xiàn)E0準(zhǔn)確并可連續(xù)調(diào)節(jié)。 實(shí)際的測(cè)量是先根據(jù)待測(cè)電壓的 約值，確定電位計(jì)的量程（即UAB）， 確定的原則是UAB比待測(cè)電壓Ex稍大且 方便計(jì)算。由于AB長(zhǎng)度已知，實(shí)際上 確定UAB即是確定壓降率。然后由 Lab=ES/確定ES的補(bǔ)償長(zhǎng)度LS，在AB 上取Lab=LS，調(diào)節(jié)R1使回路abM2M1電 流為零，則=ES/LS即為確定的，這 一過程稱為校準(zhǔn)電位計(jì)。 圖二 測(cè)量電壓EX時(shí)，只需將EX接入M1M2取代ES，調(diào)節(jié)Lab使回路abM2M1電流為零，Lab的長(zhǎng)度即為EX的補(bǔ)償長(zhǎng)度LX，則EX=LX。,儀器結(jié)構(gòu)及測(cè)量方法 本實(shí)驗(yàn)采用11線電位計(jì)，其結(jié)構(gòu)和電路如圖三。電阻絲AB有11米長(zhǎng)，盤繞在木板上兩排各五個(gè)插孔和一個(gè)接線柱上，每段長(zhǎng)1米，最后1米下面安裝一把米尺，米尺上有可沿尺滑動(dòng)的扣鍵b，其刀口（按下即接觸電阻絲，松手即斷開。）和電阻絲的接觸處即為L(zhǎng)ab的b端，滑動(dòng)扣鍵可實(shí)現(xiàn)Lab小數(shù)部分的調(diào)節(jié)；插頭a可插入任何插孔中，該處即為L(zhǎng)ab的a端，選擇插孔可實(shí)現(xiàn)Lab的整數(shù)部分的調(diào)節(jié)。 一、校準(zhǔn)電位計(jì) 以本實(shí)驗(yàn)所測(cè)的最大電壓甲電池的電動(dòng) 勢(shì)EX確定電位計(jì)的量程。EX標(biāo)稱值為1.5V， 新電池最大可達(dá)1.65V。根據(jù)量程比待測(cè)電 壓稍大且方便計(jì)算的原則，確定電位計(jì)的量 程為2.2V，即=0.2000v/m。按圖三，將K2 倒向N1，即將ES接入M1M2，形成校準(zhǔn)回路。 取LS=ES/=1.0186v/0.2000v/m=5.0930m，調(diào) 節(jié)R1使G示零，則=0.2000v/m。 圖三,二、測(cè)量待測(cè)電壓 Ex 按圖三，將Ex 接入M1M2，將K2倒向N2，形成測(cè)量回路。調(diào)節(jié)ab的位置使G示零，則 Ex= Lx 。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求 一、校準(zhǔn)電位計(jì) 按圖三，將K2倒向N1，取LS=5.0930m，調(diào)節(jié)R1使G示零，則=0.2000v/m。 二、測(cè)量甲電池電動(dòng)勢(shì)EX 按圖三，將甲電池接入M1M2，將K2倒向N2，調(diào)節(jié)ab的位置使G示零，讀取EX的補(bǔ)償長(zhǎng)度LX，則EX=LX 。測(cè)3次平均。 三、測(cè)甲電池內(nèi)阻r、毫安表內(nèi)阻Rg及滿度電流I 由圖四，調(diào)節(jié)R3(電阻箱)使mA表指滿刻度（10mA)，用電位計(jì)測(cè)UAB、UCB 則 UAB=LAB UCB =LCB 回路電流 I=LCB/R3 甲電池內(nèi)阻 r =(EX-UAB）/I=（LX-LAB）R3/LCB 圖四,mA表內(nèi)阻 Rg=（UAB-UCB）/I=（LAB-LCB）R3/LCB 數(shù)據(jù)表格及測(cè)量結(jié)果 LX（m) LAB（m） LCB（m） R3（） 甲電池電動(dòng)勢(shì) EX=LX= mA表滿度電流 I =LCB /R3= 甲電池內(nèi)阻 r =(LX-LAB）R3/LCB= mA表內(nèi)阻 Rg=（LAB-LCB）R3/LCB= 注：在補(bǔ)償情況不明時(shí)，置保護(hù)電阻R2最大，待接近補(bǔ)償時(shí)，置R2為零。,實(shí)驗(yàn)十三：電位計(jì)原理和應(yīng)用,1. 學(xué)習(xí)電位計(jì)的補(bǔ)償原理，了解電位計(jì)的結(jié)構(gòu),2. 用電位計(jì)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻，測(cè)量毫安表 的內(nèi)阻,1） 用標(biāo)準(zhǔn)電池校準(zhǔn)電位計(jì),( 是壓降率，即電阻絲每單位長(zhǎng)度上的電壓降； 是電阻絲的補(bǔ)償長(zhǎng)度 ),2）各種測(cè)量,(a) 測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì),實(shí)驗(yàn)十三：電位計(jì)原理和應(yīng)用,(b) 測(cè)量A,B兩點(diǎn)間的電壓,(d) 測(cè)量回路中的電流,(c) 測(cè)量C,B兩點(diǎn)間的電壓,2）各種測(cè)量,(e) 測(cè)量電池的內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)十三：電位計(jì)原理和應(yīng)用,(f) 測(cè)量電流計(jì)的內(nèi)阻,1）用標(biāo)準(zhǔn)電池校準(zhǔn)電位差計(jì)，確定降壓率 .,3）測(cè)量A,B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 (即測(cè)定其補(bǔ)償 長(zhǎng)度 ),4）測(cè)量C,B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 (即測(cè)定其補(bǔ)償 長(zhǎng)度 ) .,2）測(cè)量干電池電動(dòng)勢(shì) (即測(cè)定其補(bǔ)償長(zhǎng)度 ),1.0186,5.093,0.2000,(要求代入數(shù)據(jù)寫出中間計(jì)算步驟),甲電池電動(dòng)勢(shì),mA表滿度電流,甲電池內(nèi)阻,mA表內(nèi)阻,mA表內(nèi)阻 Rg=（UAB-UCB）/I=（LAB-LCB）R3/LCB 數(shù)據(jù)表格及測(cè)量結(jié)果 LX（m) LAB（m） LCB（m） R3（） 甲電池電動(dòng)勢(shì) EX=LX= mA表滿度電流 I=LCB /R3= 甲電池內(nèi)阻 r=(LX-LAB）R3/LCB= mA表內(nèi)阻 Rg=（LAB-LCB）R3/LCB= EX的相對(duì)誤差 EX/EX=/+LX/LX=ES/ES+LS/LS+LX/LX= （EX=0.0001 LS=