实验八 箱式电位差计 【实验目的】 1．了解箱式电位差计的结构和补偿原理。 2．学会用箱式电位差计测电动势。 【实验原理】 一般用伏特表测电位差或电动势时，由于伏特表自身的内阻在电路中有分流作用，往往产生较大的测量误差。而用电位差计测电位差或电动势时，却不存在这个问题。 箱式电位差计是用来精确测量电池电动势或电位差的专门仪器。它采用电位比较方法依据补偿原理进行测量，由于与之配合使用的标准电池电动势非常稳定，用做检测电流的灵敏电流计灵敏度很高，加上箱式电位差计的电压比较电路精确度较高，因此，它能精确地测量待测的电位差和电池的电动势。同时，因为箱式电位差计精度很高，常用来校正电压表和电流表。 图8-1 电压补偿原理图 图8-2 电位差计原理简图 1．电压补偿原理 图 8-1 为电压补偿原理图。在图 8-1 中，Ex 为被测未知电动势，E0 为可以调节的已知电源，G 为检流计。在此回路中，若 E0≠Ex，则回路中一定有电流，检流计指针偏转。调整E0值，总可以使检流计 G 指示零值，这就说明此时回路中两电源的电动势必然是大小相等，方向相反，数值上有 Ex=E0，因而相互补偿（平衡）。这种测电压或电动势的方法称为补偿法。电位差计就是应用这种补偿原理设计而成的测量电动势或电位差的仪器。 由上可见，构成电位差计需要有一个特定的可调电源 E0，而且要求它满足两个条件：①它的大小便于调节，使 E0能够和 Ex 补偿；②它的电压很稳定，并能读出精确的伏特值。 2．电位差计原理 图 8-2 为电位差计原理图。电位差计应用的补偿原理，是用可调的已知电压 E0=IR0与被测电动势 Ex 相比较，当检流计指示零时，两者相等从而获得测量结果，如图 8-2 所示。由欧姆定律U=IR 可知，要想得到可调的已知电压 E0，可先使电流 I 确定为一恒定的已知标准电流 I0，然后使 I0 流过电阻 R，如果Ra的大小可调并可知（Ra是 R 在补偿回路 ExKGRa中的部分），则 Ra两端的电压降U 即为可调已知，有 U=I0 Ra，将Ra两端的电压 U 引出，并与未知电动势 Ex 进行比较，组成补偿回路，则 U 相当于上面所要求的“E0”。 在图 8-2 中，ERRsRp 组成辅助回路，ExKGRa和 EsRsGK 各组成一个补偿回路。 ⑴ 校准工作电流 辅助回路中的电流叫工作电流。为使 Ra 中通过的电流是已知的标准电流 I0，在图 8-2中，使开关 K 倒向右端 1，调节 Rp改变辅助回路中的电流，当检流计指示零时，Rs上...
