用电位差计测量电动势38827

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1、4.11用电位差计测量电动势实脸简介用电位差计测电压，是将未知电压与电位差计上的一直流电压相比较。它不象伏特计那样需要从待测电路中分流，因而不干扰待测电路，测量结果仅仅依赖准确度极高的标准电池、标准电阻和高灵敏度的检流计。它的准确度可以达到0.01%或更高，是精密测量中应用最广泛的仪器之一。它不但可以精确地测定电压、电动势、电流和电阻等，还可以用来校准电表和直流电桥等直读式仪表，在非电参量（如温度、压力、位移和速度等）的测量中也占有重要的地位。卖殓目的1.了解电位差计的结构、工作原理及操作方法;2.学会测量电动势的一•种方法。卖脸原理Eo一.电位差计的线路原理。如果要测未知

2、电动势耳，原则上可按图4.11-1连接电路，其屮E（）是可调电压的电源。调节Eo,使检流计指零，这就表示在回路中两电源（E。、Ex）的电动势必然是方向相反，大小相等，故数值上有E°=Ex这时称电路达到补偿，如果仇的数值已知，则耳即町求出。据此原理构成的测量电动势或电位差的仪器称为电位差计。可见，构成电位差计需要一个仇,而且它要满足两个耍求：（1）它的大小易于调节，使垃能够和氏补偿;（2）它的电压很稳定，并能读出准确的伏特数。

3、C图4.11-2在实际的电位差计中，仇是通过下面的方法（图4.11-2）得到的：电源£、限流电阻R和精密电阻心，串联成一闭合回路，称为辅助回路，当有一

4、恒定的标准电流/（）流过电阻心时，改变心上两滑动头C、D的位置，就能改变C、D间的电位差匕孑的大小，匕正比于电阻心b中C、DZ间那部分的电阻值，由于测量时必须保证人恒定不变，所以实际电位差计都根据厶的大小把阻值转换成电压刻度标在仪器上。匕孑相当于上面所要求的“仇”。测量时把滑动头C、D两端的电压V,引出与未知电动势Ex进行比较，ExCDGEx或（ECDGEJ称为补偿冋路。请注意：在电路小E和耳（或巴）必须接成同极性相对抗，也即&的止极要接在ab线上电位较高的一点，而耳的负极经检流计接在电位较低的一点二.电位表计的使川步骤。1・校准：为了使心，中流过的电流是标准电流/(),可

5、根据标准电池电动势&的大小,选定C、D间的电阳.为K，使ERR(4.11-1)调节R改变辅助回路中的电流，当检流计指零时，&上的电压降恰•补偿回路中标准电池的电动势他相等。山于&和人都很准确地已知，这吋辅助回路中的电流就被粕确地校准到所需要的厶值。2.测量:把开关倒向乞一边(如虚线所示),只要Ev

6、生式电位差计内部电路如图4.11-3虚线内所示。EsEx^5©Rh图4.11-3两个排成圆形的电阻心、心相应于图4.11-2中的电阻/显然矿和XI两个接头相应于b、a两点，而E和E+两个接头则相应于C、D两点。心全电阻是150GQ,分为15段,每段为100。心全电阻为10G,仪器规定标准工作电流为0.01A,所以心上每段电阻的电压降为0.1V,而心全段电压降也是0.1V。学生式电位差计的板面如图4.11-3所示。左边大旋钮上刻有()到1.5共15个读数，每转动一个读数电压就改变0.1V,它不能连续调节，故用做粗调。右边小旋钮转动一周时，读数指示线共经过100小格，每格代表0

7、.001V,加上估计一位，因此可读到lO^V,因其变化连续，故用作细调。例如心(C点)的读数是1.0,叽（D点）的读数为0.016&则CD二点电位差是1.0168Vo使用学牛式电位差计时，必须加接外电路，如图4.11-3所示，其中梢密电阻心、心（由a到b）和外电路的限流电阻/?、电源E组成辅助回路。而电阻心、心（由C到D）和外电路的检流计G、保护电阻&、待测电池&组成补偿冋路。&作电源开关，心可保证&•和氏相互迅速替换，心作检流计的开关。他是可变高电阻，用以保护检流计和标准电池。卖殓内家一•测量一节干电池的电动势。1.按图4.11-3接线，R用电阻箱，注意电池正负极的连接。

8、2.调节辅助回路中的电流，使其“标准化”。3.将心、©打开，按待测电池电动势的近似值（1.4〜1.6V）放好心、R*将他调到最大，心倒向合上K「调电位差计旋钮直到检流计无偏转（这时R应不动，而他由最人逐渐减小到零）。记下结果4.重复步骤②、③共测3次列表记录3次的R和&的数值，取平均值即为测量结果。5.观察电位差计的灵敏度。二.测量干电池的内阻。线路如图4.11-4,设电源内阻为厂，开关闭合后，a、b间的电压V=E-Ir=IRRIF-Vr=^—R（4.11-3）Vc/

9、hE、V均可用电位差计测出，若R为已知，厂即可