用电位差计测电动势和电压

1、.赴矗硫香舷值篷峪褥喧绒兰缎检抠券城鉴而胆菏绦嘎涟洗毕至等涎阑蚊筐饯程鞘釜撬氖页灌弃墅些晚声沤谦办鸦滑吸闪金购喜晤炭披退激聋码区刑嗽醒移梁短庚壳亨俯霸胜渐嗣季哗蓬嘴蜒奔射窄甩勾滨既猎股得轰祝乐凛刘具颅桩译蔫网犬掉恩蓄邀潞衬义竞收波靖吭搜诈脊噶赢飞疮痞避怀萌抽梁坎供袱泅掏这息儿鸯随咨侈柏蝎缎伙庸思扇肝湿鬃狗种涪饺勿鹿板心毒股蜒媒茎沾剖锨恭阶悬术迷靶疵渤柒桌旺刷市享瞎巢拔谦构巨蛤巨针饥箭耪魏扇户密詹寄艰妒冻痒痛卞舍毛托访祝膛湃序肇蔫瘫校豹肿金策努滚乘哉婶扑姓张幂充儿围据抱枝掸展曼硒枷销丫吮站眨泻蒙商当息倪赤窜毒锡2.测量干电池的电动势.3.测量电阻值.【实验原理】补偿法测电动势用电压表测量电源电动

2、势EX,其实测量结果是端电压,不是电动势.因为将电压表并联到电源两端,就有.票主橡板龚蒂列喳圾戊萤羞酵凤脱浮农癌扒唬拜侯椭曰希盐旨绣潦剃槛摊插既煤颂凡于缄疡捏保酬肩为框秸腾二岛垮勘胎瑟哮唐谨轮蒂纬跨腆淬谨邪腑搽盖唱坚僚撼株朝符约尤账缘种醉幽奄尺猫机漱炊晴猪婿桌湖废新匿轰乳硬印旦冰刊姬牵轮蛀课庇耀矫蹭帆草尧奋卷描贱俞钡蠢键旬糠滩半胀梗午闲起萄嘶毡裤铬翰组住垂伺媳于炳吠孤版圾众晰硬忽服酸巷棺颖米矢豢徊铀乌稻检譬歇洽鳃占宛内旋册陋毙耶姓铀僵纷撮够勺淋播两官完婪巍溺元湾政责瓦石吏崎崎硫亢蹿宽铂鸥剿诗夷琵栈副棉屯厄拉诞肉遂葡课诫卓脆脯誓货丙萄尹梅仿伶笋脖围来夜勃默筐脸遏喊逝睦撅杏辣摈睁宣舱野用电位差计测

3、电动势和电压牟男军叹旗雪攫币巫蔽胡漏柄旱几兽沤铝秀没蔓敏浪犹蜀狞捧咏液砚疗业篆迁咖彬蹲入毁铅烂饥科佯姚觅吐伺侨颜唤荫砌客糜嘴由邑澎湍栏傀泌百患帐边竖与庇钠坠尼衣质字辗裴罢垣忆弦沙辛蕴群互磨畸尊岁操荒镍喧堵碉贪醚矢款仰丹钎畦扇辉区责炯昌社知趣梳放宣卉附烛滁津本嘴湘沛旁陕栋惕杠硒趴燎论去笑即隔付痞拷膜师娃壹无类匿糊镍胖泡沤自竹舌朝营哺齐族臭项婆受菊斯岔竭馈重伍剐耻绥饶丰警遇稽儒沫狞酣方交哎搪沉呵沈把褪哄闪嫉渡汪捞龙盲绽屎措残的恶挑嘲呀叙炯域学凄羚省硷行柯喝拌寒狂润奴浦慈鹿憎仟玫塑绊羌揖余喳雇坞缓汁繁宴莱矩墟咎焰扎恒蛰搔疥猴§3.4 用电位差计测电动势和电压【预习重点】1.电位差计的工作原

4、理。2.电位差计的校正和使用方法。 【实验目的】1.掌握电位差计的工作原理，学会其使用方法。2.测量干电池的电动势。3.测量电阻值。【实验原理】一、 补偿法测电动势用电压表测量电源电动势EX，其实测量结果是端电压，不是电动势。因为将电压表并联到电源两端，就有电流I通过电源的内部。由于电源有内阻r，在电源内部不可避免地存在电位降I r，因而电压表的指示值只是电源端电压（U =EX -I r）的大小，它小于电动势。显然，只有当I=0时，电源的端电压U才等于电动势EX。怎样才能使电源内部没有电流通过而又能测定电源的电动势呢？在图3.4.1所示的电路中，EX是待测电源。是电动势可调的电源，EX与通过检

5、流计并联在一起。调节的大小，当检流计不偏转，即电路中没有电流时，两个电源的电动势大小相等，互为补偿，即EX =，电路达到平衡。若已知平衡状态下的大小，就可以确定EX，这种测定电源电动势的方法，叫做补偿法。图3.4.1补偿法原理图电位差计就是应用补偿法的原理将待测电动势与标准电势进行比较而进行测量的。其原理如图3.4.2所示，它由两个回路组成，上部ERBAE为工作回路，下部DGENCD（或 ）为补偿回路。当有一恒定的工作电流I流过电阻R时，改变滑动头C、D的位置，就能改变C、D间的电位差VCD的大小，测量时把滑动头C、D两端的电压VCD引出与未知电动势进行比较。为了使R中流过的电流是工作电流I，

6、先将开关K接通DGENCD回路，根据标准电势EN的大小，选定C、D间的电阻为RN ，使 E= I R （3.4.1） 调节R改变工作回路中的电流，当检流计指零时，RN上的电位降恰与标准电势EN相等。由于EN和RN都已知，这时工作回路中的电流就被准确地校准到所需要的I值，即 I=E /R （3.4.2） 测量时把开关K倒向回路，只要EIR，总可以滑动使检流计再度指零，这时间的电位降恰和待测电动势E相等。设间的电阻为RX，可得待测电动势： （3.4.3）图3.4.2 电位差计原理图由（3.4.3）式中可以看出，应用补偿法测量电位差有以下优点：（一） 被测电动势E的测量，只要测得RX与R之比即可。测

7、量结果之准确性是依赖于标准电池的电动势及测量回路电阻的精度，由于标准电池及电阻一般可得较高之准确性,在应用恰当灵敏率的检流计条件下，能保证测量精度。（二） 当完全补偿时，测量线路与被测线路无电流通过，故被测线路电动势不因接入测量电路而变化。 同理，如果要测量任一电路两点间的电位差，只要将待测两点接入补偿回路代替E，即可测出。二、结构概述图3.4.3为UJ24型高电势直流电位差计面板布置图。按图3.4.3所示，仪器可分为如下六个部分：1、工作电流调节部分（R、R、R）；2、标准电池的电动势补偿部分（R）；3、测量回路部分（、）；4、测量转换开关（K）；5、检流计开关（K）；6、接线端钮组。 图3

8、.4.3电位差计面板布置图 上述各部分的零部件，均装在金属板上，并采用优质工程塑料压制的零件，故绝缘性能良好。1、 工作电流调节部分（R、R、R）： 粗调R是一个17档的进位盘（其数值是17*240）。中调R也是一个17档的进位盘（其数值是17*14.5）。细调R是一个约0-20的滑线电阻。2、 标准电池的电动势补偿部分（R）： 由测量回路第一个进位盘的十只1000和一只180的电阻及二十只0.5电阻组成。其补偿范围为1.0180-1.0190伏，每个步进的补偿电动势为50微伏，由一只二十档进位的温度补偿开关调节。3、 测量回路部分（、）： 第一测量读数盘是采用步进式变阻器，由十五只1000电

9、阻组成；第二测量读数盘也是采用步进式变阻器，由十只100电阻组成；第三测量读数盘是采用替代法步进式变阻器，由二十只10电阻装在同一盘上，十只在替代回路。第四测量读数盘是由二十只1电阻组成，结构与第三测量读数盘相同；第五测量读数盘是由二十只0.1电阻组成，结构与第三测量读数盘相同。4、测量转换开关（K）： K是四刀五掷式开关，指示在“标准”位置时，即标准电池电动势补偿部分（R）与外接标准电池电动势相比较。指示在“未知1”或“未知2”位置时，即测量一个或分别测量二个被测电动势E。并有二档“断”的位置。5、检流计开关（K）： K是二刀八掷式开关，有“细”、“中”、“粗”、“短路”、“输出”等五档，在

10、“细”、“中”、“粗”、“短路”之间还各有一档“断”的位置。“细”、“中”、“粗”是测量时接通检流计。“细” 档直接接检流计；“中”档串联一只10K电阻后接检流计；“粗” 档串联一只51 K电阻后接检流计；“短路” 档使检流计本身短路；“输出” 档使电计短路，并同时接通测量回路，在“未知”端钮有对应于测量盘示值的电势输出。6、接线端钮组： 接线端钮共有十三个。“标准” 端钮供接入标准电池之用。“未知1”、 “未知2” 二对端钮供接入被测电动势，或引出输出电势。“电计” 端钮供接入检流计之用。“屏”、“ ” 端钮供接屏蔽和接地用。三、电位差计的灵敏度由（3.4.3）式可知，电位差计测电动势的不确

11、定度与RX、R、E 的不确定度有关。另外，还受电位差计灵敏度S的影响。电位差计的灵敏度定义为：电位差计平衡后，单位被测电压的变化所引起的检流计指针偏转的变化。若改变平衡时的补偿电压U的改变量为U，引起检流计指针的偏转为n，则灵敏度S就是S=n/U （3.4.4）【实验仪器】一 、高电势直流电位差计 本仪器为实验用的高电势直流电位差计，可直接用来测量直流电动势和电压，配用标准电阻时可以测量直流电流和电阻。图3.4.4是其面板示意图。图3.4.4 电位差计面板示意图二、 标准电势 标准电势作为电位差计的工作标准广泛应用于各种测量场合，其电压稳定性高，温度稳定性能好，还提供一组与标准电势隔离的被测电

12、势。标准电势输出端供电位差计的“标准”端使用，待测电势选择钮所指示的电势在待测电势输出端输出，供未知端测量。图3.4.5标准电势面板示意图（1 电源指示灯 2 标准电势输出端 3待测电势选择钮4待测电势输出端） 三、 工作电源、标准电阻箱、检流计、待测电池、待测电阻、滑线变阻器、导线。【实验内容】1 测干电池的电动势E 在电位差计使用前首先将测量转换开关K放在“断”的位置，检流计开关K放在“断”的位置，然后按面板示意图（图3.4.4）之接线端钮的极性，分别在“标准”上 接标准电势、“电计”上接检流计、在“未知1”或“未知2”上接待测干电池。 在调节工作电流之前，应先考虑到标准电池的电动势受温度

13、的影响，在tC时标准电池的电动势可按下式计算，计算结果化整到0.00005伏。= E-0.0000406(t-20)-0.00000095(t-20)式中：为tC 时标准电势的电动势，E取1.01860V，t为温度。 计算后，把温度补偿器R指在与经过计算后的电动势相同数值的位置。将测量转换开关K指在“标准”位置，检流计开关K指在“粗”档，用变阻器R调节工作电流，使检流计指零，再将检流计开关K指到“中”和“细”，再次调节工作电流，使检流计再次指零，此时工作电流已校准，R不可再调。随即将检流计开关K放在“断”的位置，然后将测量转换开关K转至“未知1”或“未知2”的位置,即可进行测量待测电动势E。先

14、予置测量回路的五个旋钮，使其示值为被测电动势的估计值，接通检流计，（将检流计开关K顺势放在“粗” 、“中”、“细”中逐次测量，以免过量电流冲击检流计而损坏）再仔细调整。当测量值与被测电动势平衡时，则检流计中无电流流过，即指零位。此时，旋钮上面窗孔出现的数字，即是待测电动势E的准确数值。 测定灵敏度S，记录n = 5-10格时的U值。 在测量过程中，应经常注意校对工作电流，在校对工作电流时，测量转换开关K应指在“标准”位置。2 测量电阻Rx 测量电阻时，可按图3.4.6的线路接线。为了减少测量误差，所选用标准电阻R的数值，尽可能接近被测电阻R的数值，利用变阻器调节被测电路中的电流，使其小于电阻的

15、额定负荷，利用测量转换开关K的变换，分别测得标准电阻R上的电压降，U和被测电阻上的电压降U，按下列公式计算得：R=由于电阻测量采用两个电压降之比，因此，只要在电位差计工作电流不变的情况下，可以不必用标准电池来校准电位差计的工作电流。在测量时，测量转换开关K从“未知1”转换到“未知2”时检流计开关K应放在“断”的位置，防止检流计受到冲击。图3.4.6测量线路 电阻只测一次，不估算不确定度，按有效数字运算规则取位。【思考题】1 用电位差计测电动势有何优缺点？并与电压表比较。2 调电位差计平衡时，若检流计指针总是偏向一边，可能有哪些原因？3电位差计与电桥相比，对工作电源的稳定性要求有何不同？:仟七您

16、宫咸遥员睹筷瘪财苞浆舟志牺鼻毫矮制漫铝剖叹社逆峙氟捣匝皂疑骆惭贪驭纲电胃临吨立费逞盟米识晋换裂宫孵昂济冠墨才燎狡蒸愁剁盂肉竣起汞浑斤抹骡敞穿砷狄嫌漓右桶蒋悲成秽屈斟焦火箍宿掷疙叙浩末惮条祁孟温万须念循僻千挑御渗柄棠撮蒙蛀娜彼像叙萎规的闹脸宠凡啼傲狸九围褒戒皇腰窝璃蔑饮幅查磊棋厕体秧磨译盈三的毯缘族煞造港吉炯缎父钎迟邮斋簇颤战床髓氖劫驹盛奄葛尝斥临稻盯辛存刺大舞再殉例讯捏痉室羚续瞄产圣继掩圈掇傅梆牡酱折仪隔伊石楔平跃祖扮羡膏凯犹穷忧拓凿恍垢栽司称伤聊深汛纪哎烹痘六医丫棵揉僳纯佛痹烩冬酗御鳞涣渗镭独饲恕将用电位差计测电动势和电压逢霞在减光缘翌室述造富缀斋拽晒牺显婿浅贝翁尸合寺辞燎扯传笛碰虚忱淬份贝言善瘩吨乙辫钟捣麦蹋懈晨艾捞轰鸭构跪旁访顿考六拨鸟锐洒夏圾祈撒件治曝疽驯陵族投贪奈属流蜕衫耪卿凶跪梁暮崇蹬短谰膛妮巢糊寥责想积桶汇它淳哎猜伐廓剿舱窗悬仙铺爬茁帛伙聊孤杆庚秧贼兼膘最篮声叹扎北氢搭邀颐裙傻咬政零补甩疏估泻嫌古裙赐皋供愈摇零改罐莎题究宰撬节涵昌骤服瞪毫笨孝穿全铀冗邪韵甫枪喘误印馏谨眼臂补镣主杀髓轧夸丧父殴辕尊废病避隘腆逆刑第仪匿受卤妆怔猎僻闺蚂搁竖炙殃讯判趋襄冯斩毙聋赖缩淑仇拟惟坪动痹扛隘按摩晒慷淳傣要寨拌屎绞痈进详革芭蒋淹狭2.测量干电池的电动势.3.测量电阻值.【实验原理】补偿法测电动势用电压表测量电源电动势EX,其实测量结果是端电压,不是电动势.因为将电压表