B 电位差计的使用

B 电位差计的使用 电位差计的使用 电位差计又名电位计，是精密测量电位差的重要仪器。由于它相当于一个内阻无限大的伏特 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf ，因此，可以用来测量电池电动势，还可以间接用来测量电流、电阻和校正各种精密仪表。 实验目的 1.熟悉电位差计的工作原理。 2.学会用电位差计测量电动势。 3.掌握箱式电位差计的使用方法。 实验原理及方法 1.补偿原理 如要测电池的电动势，直接将电压表并联到电池两端，如图1所示，回路中就有电流I。由于电池有内阻r，在电池内不可避免地存在电势降Ir，因而电压表 的示值只是电池的端电压U=E,Ir。显然当I越小，U越X 接近E，但I越小电压表指针偏转愈小，误差也相应增大。X 当I=0时端电压U才等于电势E，但此时电压表无法读数x 了。 设想若有一个可调电源与被测电池并联，若正向反向 电流相等，检流计指零，则E内的电压降被补偿，此时X图 1 补偿原理 E=E，E与E相互补偿，这种状态称为补偿，这种测量XSSX 方法称为补偿法。 2.电位差计原理 电位差计就是利用补偿原理设计的，可以直接测量电势差(电动势)，也可以间接测量电流、电阻和校准电表。基本原理如图4-2所示，接通K后，有电流I通过电阻丝AB，并1 在电阻丝上产生电压降，IR，如果K与 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 电池E接通，可能有三种情况: AB2S 当E,U时，G中有自A向B的电流(指针偏向一侧); ′′SCD 当E,U时，G中有自左向右流动的电流(指针偏向另一侧); ′′SCD 当E,U时，G中无电流，指针不偏转。此时电位差计处于补偿状态。 ′′SCD 在补偿状态时，E,IR设单位长度电阻丝的电阻为r，C′D′段电阻丝的长度为L，于′′SCD0S是: E= IrL (1) S 0S 将滑线变阻器R的滑动端固定，保持工作电n 流I不变，再将K断开，合上K使待测电池23 E接通。适当调节C，D位置，当检流计指零X 时，即达到补偿状态。设此时CD间电阻丝长 度为L，即C′D′长，则 X E= IrL X 0X (2) 图 2 基本原理图 由此可知，在同一工作电流下，标准电池E和待测电池E分别与电位差计相接，补偿时读SX 出L和L，即可得被测电动势。 SX ESE,L (3) XXLS 1.十一线板式电位差计 十一线板式电位差计结构简单、直观、原理易懂又有接线训练。其结构如图3所示，图中AB为11m长均电阻丝，往返地固定在木板两端的插座上，排成十一行，第一行电阻丝的旁边安有米尺。由电阻丝AB、变阻器R、电源E及开关K组成工作电流回路，而由标n1 准电池E(或待测电池E)及检流计组成测量回路。活动接头C可以插入0、1、2、3„„SX 10任一插孔内，接头D可以在第一行上滑动，于是CD接头间的电阻丝长度L可以从0,CD11m间连续变化。 实验内容 1.用十一线板式电位差计测干电池电动势 1.1 按图3接好线路。注意连接时 应断开所有开关。工作电源、标准电 池、干电池极性不可接错。 1.2 校准电位差计。首先预计每根 (1m)电阻丝上要产生多大的电压降 K(根据测量的电压范围而定)，调节 标准电压的方法是将标准电池E与电S 阻丝AB上某段长度的电压降相比较， 即将标准电池接入补偿回路中，如果 E与电阻丝长度L上的电压降相等，SS 此时检流计G中I=0，电路处于实偿状态，电阻丝单位长度压降由下式决定，即 ESK, (4) LS 若已知E=1.0186V，选取K=0.15000V/m或K=0.20000V/m，则L=6.7907m和()S20S5.0930m，此时将移动端C、D点定为L=L，调节滑线变阻器R，使电位差计逐步达到补CDSn 偿状态。直到保护电阻R′阻值为零时，完全达到补偿，则电阻丝AB上单位长度电压降就正好达到预定的K值，工作电路部分再不应变动，固定R。 n 1.3 测量未知干电池的电动势E X 将双向开关掷向干电池E，将E接入补偿回路重新加入保护电阻R′，调节接点C、XX D，先使D点在标尺最在端0处，按下接头D，同时移动接点C，找出使检流计指针偏转方向改变的两相邻插孔，将插头C的插在数字较小的插孔上，然后向右移动D接点，使检流计逐步偏转很小，并同时减小R′，直至R′=0时检流计指针指零，即达到补偿，此时CD间电阻丝长度为L，则可知 X E= KL (5) X X 1.4 测电位差计灵敏度S 在测量过程中，当完全达到补偿，调节D点，使CD间长度为L时，使检流计左偏d左 格，再调D点，CD间电阻丝长度为L时，指针向右偏d格，则灵敏度为 右 2d (6) S,L,LK左右 2. 测电池内阻 2.1用十一线电位差计测电池内阻 按图4的线路连线，即在图3 的基础上给测量电路并联一 电阻R ，再次补偿时CD间 的电阻丝长度为L2，由公式 L,Ls2r,R (7) L2 计算电池内阻。(此式可由学生自己推 导得出) 2.2用板式电位差计测电池内阻 按图5的线路连线，闭合K，将E接入电路，调节1X 达到补偿状态，CD间电阻丝长度记为L，将K闭合，12 给电池并一电阻R，再次补偿时，CD′间电阻丝长度记 为L，由公式 2 L,L12r,R (8) L2 计算电池内阻。 3.用UJ31型箱式电位差计校验毫伏表UJ31型箱式电位差计面板图及其用法如下: UJ31型电位差计的面板如下图所示，它是一种测量低电位差的仪器，量程为17mV(最小分度1μV，倍率开关P旋至×1)和170mV(最小分度10μV，倍率开关P旋至×10)两档。面板示意图上方的五对接线端钮从左到右依次接入标准电池、检流计、5.7,6.3V直流电源、待测电压“未知1”和“未知2”。面板上各旋钮、开关、调节盘的名称、作用及操作注意事项见下表。 标准5.7-6.4未知1检流计未知2 1 中细粗××未知2未知1 ??断断??标准 ××粗细短路× 35型电位差计的面板 表 UJ31型电位差计的使用说明 图中标记及名称 标记符号 作用、特点及操作注意事项 “标准”步骤中应旋至“标准”位置，“测量”步骤 KK:操作步骤选择开关 应旋至“未知1”或“未知2”位置，不使时旋至“断”11 位置 ，再将R盘旋至使用前根据室温求出标准电动势ENN RR:温度补偿盘 对应位置，该盘已直接按电动势值标后分度R=ENNNN /0.010000 R、R、R电流R、R、“标准”时旋三个粗、中细调节盘，使检流计指零，12312 R 调节盘 这时I=10.000mA 30 “测量”前预先选定，未知电压=测量读数×倍率(1 P P:倍率选择开关 或10) ?、?、?测量测量未知电压用的粗、中、细调节盘，已按×1时的 R X盘 电压值标定分度，可直接读数 操作时应先按“粗”按钮，这时电流计串有10kΩ电粗、细、短路:电流按粗、细、阻，待其几乎指零后再按下“细”按钮调节。按下钮开关 短路 “短路”时电流计被短路，光标(或指针)能很快 停止，短路按钮一般不用 3.1 按图6接好电路，图中mV为待校毫伏表。 3.2 检定毫伏表。本检定是测量加在毫伏表上的电 压，第一次使被测量由小逐渐增大(上升);第二次 由大变小(下降)。同时对毫伏表上每个数字分度线UJ35型上的示值U用电位差计测出它所对应的实际值电位U′，算出两者间的差值，以U′为横坐标，以修差,U正值为纵坐标。相邻两校准点用直线连接，作计 出校正曲线。由此曲线可反映出毫伏表相对于电位 差计的偏离情况。在使用毫伏表时，据此校正曲线图6 31型箱式电位差计校正毫伏表来修正毫伏表的读数。就能得到校为准确的测量值。 3.3 校验毫伏表。在上述电表的校正曲线中，找出峰值最大的一个值。算出被测电表的最大基本误差。U是电表量程。根据是否不大于电表的基本误差限(准确度等级)，确定被检电m 表是否“合格”。 注意事项 切记开启电源开关时接入负载。 1. 2.严禁标准电池倾斜或振动。 3.不能将“粗”“细”按钮长时间锁住。 4.注意保护检流计不能通过大电流。 讨论题 1.电位差计的设计思想是什么,包括哪几个回路, 2.为什么电位差计在使用前要校准,如何校准, 3.电位差计得到补偿的标志是什么,如果发现无论怎样调节检流计总偏向一侧，可能有哪几种原因,如何排除,