實驗十三電位計原理和應(yīng)用.ppt

,實驗?zāi)康?一 學習電位計的補償原理，了解電位計的結(jié)構(gòu)。 二 用電位計測量電池的電動勢、內(nèi)阻，測量毫安表 的內(nèi)阻并校正其量程。 實驗原理 電位計適用于低電壓的測量。它利 用補償原理，可實現(xiàn)無分流測量，即測 量不影響待測電路的原來狀態(tài)。 圖一 由圖一，設(shè)E0為已知電壓，EX為待測電壓，當檢流 計G示零（即回路電流I0=0）時，EX=E0，即E0和EX抵消 或平衡，稱為E0對EX補償。 E0必須準確且可連續(xù)調(diào)節(jié)。為達此目的，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，將標準電池ES接入M1M2，調(diào)節(jié)R1使 abM2M1回路電流為零，即Uab和ES補償，則電阻絲的壓降,實驗十三 電位計原理和應(yīng)用,率=ES/Lab Uab=Lab，其中Lab為ab間電阻絲的長度，可在AB范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)并可讀；標準電池電動勢ES已知且很準確，這樣便可實現(xiàn)E0準確并可連續(xù)調(diào)節(jié)。 實際的測量是先根據(jù)待測電壓的 約值，確定電位計的量程（即UAB）， 確定的原則是UAB比待測電壓Ex稍大且 方便計算。由于AB長度已知，實際上 確定UAB即是確定壓降率。然后由 Lab=ES/確定ES的補償長度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 一過程稱為校準電位計。 圖二 測量電壓EX時，只需將EX接入M1M2取代ES，調(diào)節(jié)Lab使回路abM2M1電流為零，Lab的長度即為EX的補償長度LX，則EX=LX。,儀器結(jié)構(gòu)及測量方法 本實驗采用11線電位計，其結(jié)構(gòu)和電路如圖三。電阻絲AB有11米長，盤繞在木板上兩排各五個插孔和一個接線柱上，每段長1米，最后1米下面安裝一把米尺，米尺上有可沿尺滑動的扣鍵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Lab的b端，滑動扣鍵可實現(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Lab的a端，選擇插孔可實現(xiàn)Lab的整數(shù)部分的調(diào)節(jié)。 一、校準電位計 以本實驗所測的最大電壓甲電池的電動 勢EX確定電位計的量程。EX標稱值為1.5V， 新電池最大可達1.65V。根據(jù)量程比待測電 壓稍大且方便計算的原則，確定電位計的量 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、測量待測電壓 Ex 按圖三，將Ex 接入M1M2，將K2倒向N2，形成測量回路。調(diào)節(jié)ab的位置使G示零，則 Ex= Lx 。 實驗內(nèi)容與要求 一、校準電位計 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、測量甲電池電動勢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的補償長度LX，則EX=LX 。測3次平均。 三、測甲電池內(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)，用電位計測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)表格及測量結(jié)果 LX（m) LAB（m） LCB（m） R3（） 甲電池電動勢 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：在補償情況不明時，置保護電阻R2最大，待接近補償時，置R2為零。,實驗十三：電位計原理和應(yīng)用,1. 學習電位計的補償原理，了解電位計的結(jié)構(gòu),2. 用電位計測量電池的電動勢、內(nèi)阻，測量毫安表 的內(nèi)阻,1） 用標準電池校準電位計,( 是壓降率，即電阻絲每單位長度上的電壓降； 是電阻絲的補償長度 ),2）各種測量,(a) 測量電池的電動勢,實驗十三：電位計原理和應(yīng)用,(b) 測量A,B兩點間的電壓,(d) 測量回路中的電流,(c) 測量C,B兩點間的電壓,2）各種測量,(e) 測量電池的內(nèi)阻,實驗十三：電位計原理和應(yīng)用,(f) 測量電流計的內(nèi)阻,1）用標準電池校準電位差計，確定降壓率 .,3）測量A,B兩點間的電勢差 (即測定其補償 長度 ),4）測量C,B兩點間的電勢差 (即測定其補償 長度 ) .,2）測量干電池電動勢 (即測定其補償長度 ),1.0186,5.093,0.2000,(要求代入數(shù)據(jù)寫出中間計算步驟),甲電池電動勢,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)表格及測量結(jié)果 LX（m) LAB（m） LCB（m） R3（） 甲電池電動勢 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的相對誤差 EX/EX=/+LX/LX=ES/ES+LS/LS+LX/LX= （EX=0.0001 LS=