电位差计的应用

电位差计的应用 电位差计是利用补偿原理和比较法精确测量直流电位差或电源电动势的常用仪器，它准确度高、使用方便，测量结果稳定可靠，还常被用来精确地间接测量电流、电阻和校正各种精密电表。在现代工程技术中电子电位差计还广泛用于各种自动检测和自动控制系统。线式电位差计是一种教学型板式电位差计，通过它的解剖式结构，可以更好地学习和掌握电位差计的基本工作原理和操作方法。 【实验目的】 1. 了解电位差计的结构，正确使用电位差计； 2. 理解电位差计的工作原理－－补偿原理； 3. 培养电学试验的初步设计能力； 4. 熟悉指针式检流计的使用方法。 5. 熟悉仪器误差限和不确定度的计算。 【实验原理】 电源的电动势在数值上等于电源内部没有净电流通过时两极件的电压。如果直接用电压表测量电源电动势，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0r ，在电源内部不可避免地存在电位降0Ir ，因而电压表的指示值只是电源的端电压（0IrEU）的大小，它小于电动势。显然，为了能够准确的测量电源的电动势，必须使通过电源的电流I 为零。此时，电源的端电压U 才等于其电动势E 。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？ 1. 补偿原理 •• 如右图所示，把电动势分别为sE 、xE 和检流计G联成闭合回路。当sE < xE时，电流方向如图所示，检流计指针偏向一边。当sE > xE时，电流方向与图示方向相反，检流计指针偏向另一边。只有当xEEs 时，回路中才没有电流，此时 i＝0，检流计指针不偏转，我们称这两个电动势处于补偿状态。反过来说，若 i＝0，则xEEs 。 2. 电位差计的工作原理 如下图中的ab为电位差计的已知电阻。使某一电流I通过电阻 ab，由于在adE0a回路中 ad段的电位差与 E0的方向相反，只要工作电池的电动势E大于标准电池的电动势E0，滑动点就可以找到平衡点（G中无电流时对应的点）此时 ad段的电位即为E0，因而其它各段的电位差就为已知，然后再用这已知电位差与待测量相比较。设此时ad段电阻为r1，则有 10rIE （1－1） 再将E0换成待测电池EX，保持工作电流I不变，重新移动d点到d’，G仍为零。设此时ad’ 的电阻为r2，则有 2rIEX （1－2） 比较上两式得 012 ErIrIEX 即 012XErrE （1－3） 显见，只要 r2／r1和 E0为已知，即可求得 EX的值。同理，若要测任意电路两点间的...