电位差计的使用[2]

电位差计的使用[2]电位差计的使用[2] 电位差计的使用 Applications of the Potentiometer 电位差计是利用补偿原理测量电位差的一种精密仪器。其突出优点是当用它来测量电学量时，不从被测量电路中吸取任何能量，也不影响原被测电路的状态。【一】实验目的 1(掌握补偿原理,学会用箱式电位差计测量电动势。(组装出一个用来测量电位差的仪器) 2(了解热电偶的测温原理和使用方法。【二】实验仪器箱式电位差计(主要部分,包括基本的电路部件等) 检流计(用来检测电路中有没有电流) 标准电池(用来做...

电位差计的使用[2] 电位差计的使用 Applications of the Potentiometer 电位差计是利用补偿原理测量电位差的一种精密仪器。其突出优点是当用它来测量电学量时，不从被测量电路中吸取任何能量，也不影响原被测电路的状态。【一】实验目的 1(掌握补偿原理,学会用箱式电位差计测量电动势。(组装出一个用来测量电位差的仪器) 2(了解热电偶的测温原理和使用方法。【二】实验仪器箱式电位差计(主要部分,包括基本的电路部件等) 检流计(用来检测电路中有没有电流) MATCH_ word _1714550812118_0电池(用来做参考电势差,可以由环境温度计算得出: 23,6,,E,E,39.94(t,20),0.929(t,20)，0.0090(t,0)，10) VN20 E(= 1.01859 ) V20 稳压电源(外接稳压直流电源) 以上四部分组成电位差计,本实验的主体。其它:热电偶、电热杯、温度计等。【三】实验原理 1. 电位差(电压)是电学实验中经常碰到的物理量，一般情况下可用伏特计或进行测量，但是，用伏特计测量电位差时，由于测量支路的分流作用(图 1)，所测得之电位差必小于未测量的真值(由于内阻的存在)，为了准确的测量电位差，必须使分流到测量支路上的电流等于零，直流电位差计就是为了满足这个要求而设计的。图 1 图 2 2(补偿原理: E电位差计以补偿原理作为设计基础，把持续可调的已知电动势与未知电动sE势同极相联，并和电流计串联成图 2所示的闭合回路。 Gx E,EE,EE,E时回路中的电流与时相反，只有时回路中才没有电流sxsxsx E(即)通过，这时称这两个电动势相互补偿了。反之，若调节使，则i,0i,0s E,EEE一定有,是已知的，所以也可求得。 sxsx 从上所述可知，根据补偿原理测电动势必需要一个大小可调，电压稳定，并 E能准确读数的电势差，和一个用来判断补偿与否的指示器(检流计)。 Gs 3. 热电偶原理把两种不同的金属或不同成份的合金二端彼此焊接成一闭合回路，若两接点 tE保持在不同温度和，则在断开处产生电势差为 t0x E,C(t,t) (1) x0 其中称为温差系数或电偶常数。 C 图 3 E本实验的任务是要测定不同温度差时的温差电动势，在坐标纸上作出温差x 电动势与温度差的关系曲线，即热电偶的定标曲线，此曲线的斜率即为公式(1)中温差系数的数值。 C 高温接触点相连的是“十”极，与低温接触点相连的是“一”极。 4. 实验装置箱式电位差计是利用补偿法原理作成的一个精密而使用方便的仪器，它虽有多种型号，但一般都包括三个部分(图4) 图4 图5 RR(1)工作回路由电源，工作电流调节电阻、，测定电动势或电压的En1 可变电阻， R K单向开关组成。 0 ER (2)校正回路由标准电池，标准电阻、检流计、单向开关、组KKGss12 成。 REV (3)测量回路由待测电动势，或电压，检流计、、K、K组成。 Gxxx12 0校准电位差计的工作电流:例如，若测量时的室温为，查得此时标准20CI RK电池的电动势为，则选取标准电阻为，然后接通开关、K，1.0186V1.0186,s01 RK将倒向，调节可变电阻以改变工作电流的大小，直至检流计指针不偏转ISn2 为止。这时工作电流回路中电流的大小为 E1.0186VsI,,,1.00A (2) R101.86,s RE 测待测电动势:在精密电阻箱的电阻(可精密测出)上的电位差为xx I，RV,1.00，RV。实际的电位差计都根据标准工作电流的大小把精密电阻箱Ixx K的数值转换成电压刻度标在仪器上。将倒向未知档，调节电阻使电位差计RR2 处于补偿状态,即可直接从电阻的转盘上读出欲测的电动势。 R 【四】实验步骤 (1)计算标准电池的电动势。 K (2)按图6接好线路，应先将置于“断”的位置，并外接以标准电池、检2 流计、电源(晶体管稳压电源供应直流电压)以及被测电动势于相应的5.7~6.4V 接线柱上。图6 RK (3)调整标准工作电流。根据标准电池电动势值，将旋钮转至该值;可S1 K置于档(本实验测量值小于的电压，故用量程档);选择开关置，1，117.1mV2于“标准”端， R, 先按下按钮“粗”，旋动旋钮(按粗、中、细依次调节)，使检流计指n 示接近于零。 R, 然后按下按钮“细”，再仔细调节(调节“中”、“细”二旋钮)使检流n 计指示为零。完成第三步之后，方可加热电热杯～～～(以防长时间加热发生意外) K(4)工作电流调好后，就可进行测量。将“”选择开关置于“未知”端， 2 , 先按下按钮 “粗”，调节?、?、?使检流计指示接近于零，然后改按按钮“细”， , 再仔细调节?、?，使检流计指示为零，电位差计平衡后，被测电动势的数值为，，，，E, (?1+?0.1+?0.001)量程的比率值() mVx 测量热电偶电动势，从高温到低温按一定温度间隔测量热电动势(如下表所示)。 0t (C) 90 85 80 75 70 Ex(mV) 【五】注意事项 1(标准电池要轻拿轻放，不能倾斜，更不能翻倒 2(完成第三步之后，方可加热电热杯～～～(以防长时间加热发生意外)。 3(检流计上面的所有旋扭不要动，也不随便搬动，否则易坏仪器～(除白色的开关拨扭，开启后可看到标盘上有光斑，仪器正常，如没有光斑，则报告老师～)。 4(按动按钮“粗”、“细”的时间要求尽量短，以保护检流计和标准电池。【六】参考结果 (供数据处理时参考用，如发现有任何抄袭，其报告成绩则为0分) 记录的数据如下表: 一、 0(C) 90 85 80 75 70 t Ex(mV) 2.502 2.112 1.723 1.331 0.941 C,(t,t)/E由(1)式可知，温差系数或电偶常数: 0x 0如当天的温度为25C，则有: No 1 2 3 4 5 0t (C) 90 85 80 75 70 0t-t (C) 65 60 55 50 45 0 Ex(mV) 2.502 2.112 1.723 1.331 0.941 二、要得到C的值，按照课本绪论中介绍的方法 (作图法): 根据上述实验数据所作好t-t和Ex关系的图线，如下图所示。 0 experimental70 Linear Fit of Data_experimental 65 60 C)0 (0 o55C=12.80455 C/mVt-t 50 45 1.01.52.02.53.0 Ex (mV) c求斜率: 在坐标纸的适当空白的位置，由直线方程y,cx，b,写出斜率的计算公式 0 (C/mV) C,12.80455 计算的方法如下: 上述方法可由数据作图处理软件(origin)来完成，如要用手动 3y,y165,5560,5055,452i，i[]3C,,，， ,3x,x2.502,1.7232.112,1.3311.723,0.941i,0i，2i 0,,,12.7877，12.80409，12.836973,12.82185 (C/mV) 这计算出来的结果也与作图的结果相近。三、分析可能存在的误差(略)

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