电位差计校准电表实验报告记录(完整版)

电位差计校准电表实验报告记录(完整版)

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电位差计校准电流表

一、实验目的

1.理解电位差计的工作原理,掌握电位差计的使用方法。

2.掌握使用电位差计校准电表的方法。

3.学习简单电路的设计方法,培养独立工作的能力。

三实验仪器:

学生式电位差计,标准电池,稳压电源,可变电阻器箱两台,待校准电流表(20mA),标准电阻Rs。

四、实验原理: 1、电位补偿原理

如图是将被测电动势的电源Ex 与一已知电动势的电源E O “+”端对“+”端,“-”端对“-”端地联成一回路,在电路中串联检流计“G ”,若两电源电动势不相等,即Ex≠E O 回路中必有电流,检流计指针偏转;如果电动势E O 可调并已知,那么改变E O 的大小,使电路满足E X =E 0,则回路中没有电流,检流计指示为零,这时待测电动势E X 得到己知电动势E O 的完全补偿。可以根据已知电动势值E O 定出E X ,这种方法叫补偿法。我们知道,用电压表测量电压时,总要从被测电路上分出一部分电流,从而改变了被测电路的状态,用补偿法测电压时,补偿电路中没有电流,所以不影响被测电路的状态。这是补偿测量法最大的优点和特点。 2、电位差计

按电压补偿原理构成的测量电动势的仪器称为电位差计。由上述补偿原理可知,采用补偿法测量电动势对E O 应有两点要求:(1)可调。能使E O 和E X 补偿。(2)精确。能方便而准确地读出补偿电压E O 大小,数值要稳定。

E E

R

a b

c

d

Eo Ex

Io

是实现补偿法测电动势的原理线路,即电位差计的原理图。采用精密电阻R ab组成分压器,再用电压稳定的电源E和限流电阻R串联后向它供电。只要R cd和I O数值精确,则图中虚线内cd之间的电压即为精确的可调补偿电压E O,E O和E X组成的回路cdGE X称为补偿回路。

学生式电位差计内部结构:

学生式电位差计实物图: G

100

Ω

Ω

Ω

Ω

ΩΩ

3、电位差计的标准

要想使回路的工作电流等于设计时规定的标准值I O ,必须对电位差计进行校准。方法如图所示。E S 是已知的标准电动势,根据它的大小,取cd 间电阻为R cd ,使R cd =E S /I O ,将开关K 倒向E S ,调节R 使检流计指针无偏转,电路达到补偿,这时I O 满足关系I O = E S /R cd ,由于已知的E S 、R cd 都相当准确,所以I O 就被精确地校准到标准值,要注意测量时R 不可再调,否则工作电流不再等于I O 。 4﹑电流表的校准

校正电流表的电路如图5-20-4所示,图中毫安表为被校准电流表,R 为限流器,s R 为标准电阻,有4个接头,上面两个是电流接头,接电流表,下面两个是电压接头,接电位差计。电位差计可测出s R 上的电压s U ,则流过s

R E

R

a

b

c

d

Es

Ex

K

图5-20-4 电位差计校正电流表电路

中电流的实际值为s s R U I /0=

在毫安表上读出电流指示值I ,与0I 进行比较,其差值0I I I -=∆称为电流表指示值的绝对误差。找出所测值中的最大绝对误差m I ∆,按式(0-0-1)确定电流表级别。

%100⨯∆=

量限

m

I a (0-0-1) 电路实物图:

五、实验内容及步骤 1、校准学生式电位差计

使用电位差计之前,先要进行校准,使电流达到规定值。先放好R A 、R B 和R C ,使其电压刻度等于标准电池电动势,取掉检流计上短路线,用所附导线将K 1、K 2、K 3、G 、R 、R b 和电位差计等各相应端钮间按原理线路图进行连接,经反复检查无误后,接入工作电源E ,标准电池E S 和待测电动势E X ,R b 先取电阻箱的最大值,(使用时如果检流计不稳定,可将其值调小,直到检流计稳定为止),合上K 1、K 3,将K 2推向E S (间歇使用),并同时调节R ,使检流计无偏转(指零),为了增加检流计灵敏度,应逐步减少R b ,如此反复开、合K 2 ,确认检流计中无电流流过时,则I O 已达到规定值。

2、校准20mA 电流表制修正曲线

按照线路图连接好电路,并将标准电阻两旁的导线接到电位差计的“未知”接线柱,就可进行微安表校准。所谓“校准”就是在每个电表电流读数下,测定电阻两端的准确电压,从而算出准确电流,再与电表读数电流进行比较。调节R 阻值使得A 的读数I 由0逐步增加至满偏,中间取10个数据点,在每个I 值读出相应的Us ,用s s R U I /0=算得相应真值(客观值)。再得出0I I I -=∆即可。之后,以I 为横坐标,-I ∆为纵坐标,在坐标纸上作出I I -∆校准曲线;作出待校准表的修正曲线。 3 计算电流表的等级:

%100⨯∆=

量限

m

I a 此处Io=20mA 为电流表量程。当a ≦为0.5级,0.5

六、数据记录及处理

1 数据记录

Rs=70Ω

校刻度值I (mA)

校准值

△I=I-I(mA)上行下行平均值

V1

(mv)

V2

(mv)

V=V1+V2/

2(mv)

I=V/Rs

(mA)

2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00

2 校准曲线

3 计算电流表的级数

%100⨯∆=

量限

m

I a =

七 实验注意事项

1、 为了使被校准电流表校准后有较高的准确度,电位差计与标准电阻的准确度等级必须比被校电表的级别高得多。

2、不使用检流计本仪器时,一定要将其短路,否则检流计处于开路状态。使用电位差计必须先接通其他电路,然后再接补偿回路,断电时须先断开补偿回路,再断开其他电路。

3、 标准电池只能短时间通过1μA 左右的电流,否则将影响标准电池的精度直到造成永久性电动势衰落。所以,校准中要注意选用“R b ”,使用K 2要短促,以保护标准电池,不能用伏特计测它的电动势,要防止标准电池震动。

4 校准电表前必须先进行检流计调零,并校准工作电流。

5 校准时要随时注意微安表读数是否稳定,如不稳定,应先将电流表稳定,再进行读数。

八实验误差分析

1 系统误差:电表的不准确性(包括标准电池,电位差计,电阻箱等); 导线电阻引起的电流减小的误差等

2 随机误差:电源的波动;地磁场的影响;估读数据的读书误差;做修正曲线时描点等的误差等

九该实验的优缺点

优点:

该实验用电位差计,“内阻”高,不影响待测电路,用电压表测量未知电压时总要从被测电路上分出一部分电流,这就改变被测电路的工作状态,电压表内阻越小,这种影响越显著,用电位差计测量时,补偿回路中电流为零,可测出电路被测两端的真正电压。由于电阻R ab可以做得很精密,标准电池的电动势精确且稳定,检流计足够灵敏,所以在补偿的条件下能提供相当准确的补偿电压,在计量工作中常用电位差计来校准电表。

缺点:

电位差计在测量的过程中,其工作条件会发生变化(如回路电源E不稳定,限流电阻R不稳定等),为保证电流保持规定的数值,每次测量都必须经过校准和测量两个基本步骤,两个基本步骤的间隔时间不能过长,而且每次要达到补偿都要细致的调节,因此操作繁杂,费时。

电位差计的原理和使用实验报告

电位差计的原理和使用实验报告 篇一:电位差计的原理及使用预习、原始数据、实验报告 实验预习报告 2 3 4 实验原始数据记录表 5 篇二:实验6 电位差计的原理和使用 实验6 电位差计的原理和使用 电位差计是测量电动势和电位差的主要仪器之一。用电位差计测量未知电动势,就是将未知电压与电位差计上的已知电压相比较。由于应用了补偿原理和比较测量实验方法,测量的结果仅仅依赖于准确度极高的标准电池、标准电阻以及高灵敏度的检流计,测量精度可

高达0.05%。它不仅被用来精确地测量电动势、电压、电流和电阻,而且还用来测量电量,如温度、压力、位移和速度等。在校准电表和直流电桥等直读式仪表上也有重要作用。 电位差计的优点很多,但也有一些缺点,如测量过程比较烦琐,工作时间比较长,工作电流容易变化,易影响测量结果,因此每次使用都采用校准和测量两个步骤。 实验目的 1. 掌握电位差计的工作原理、结构、特点和操作方法; 2. 掌握用箱式电位差计测量电动势或电压的基本方法。预习检测题 1. 用电位差计测量电动势有何优缺点?并与电压表的测量进行比较并说明。 2. 什么叫补偿法?它有何优点? 3. 在使用电位差计进行测量前,必须先对电位差计进行校准,为什么?实验仪器 十一线电位差计;标准电池;1#电

池;检流计;箱式电位差计;稳压电源。 实验原理一、补偿原理 用电压表无法测量电源的电动势。如图所示的电路中,电压表所测的是电源的端 图 电压u。仅在I=0时,端电压u才等于电动势Ex,但只要电压表与电源一并联接,I就不可能为零,故欲测电源电动势,应采用其它的方法。 电位差计是将待测电动势与标准电动势进行比较测量的仪器。它的基本原理如图所示。设E0为一连续可调的标准电源电动势,而EX为待测电动势。若调节E0,使流过检流计G中电流为零(即回路中电流I=0),则E0=EX。上述过程的实质是,不断地用已知的标准电动势E0与EX比较,直到检流计指示电路中电流为零时,说明二者已相等。电路呈这种状态,称为补偿状态。这种方法称为补偿法。 二、电位差计的工作原理

电位差计校准电表实验报告记录(完整版)

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电位差计校准电流表 一、实验目的 1.理解电位差计的工作原理,掌握电位差计的使用方法。 2.掌握使用电位差计校准电表的方法。 3.学习简单电路的设计方法,培养独立工作的能力。 三实验仪器: 学生式电位差计,标准电池,稳压电源,可变电阻器箱两台,待校准电流表(20mA),标准电阻Rs。

四、实验原理: 1、电位补偿原理 。 如图是将被测电动势的电源Ex 与一已知电动势的电源E O “+”端对“+”端,“-”端对“-”端地联成一回路,在电路中串联检流计“G ”,若两电源电动势不相等,即Ex≠E O 回路中必有电流,检流计指针偏转;如果电动势E O 可调并已知,那么改变E O 的大小,使电路满足E X =E 0,则回路中没有电流,检流计指示为零,这时待测电动势E X 得到己知电动势E O 的完全补偿。可以根据已知电动势值E O 定出E X ,这种方法叫补偿法。我们知道,用电压表测量电压时,总要从被测电路上分出一部分电流,从而改变了被测电路的状态,用补偿法测电压时,补偿电路中没有电流,所以不影响被测电路的状态。这是补偿测量法最大的优点和特点。 2、电位差计 按电压补偿原理构成的测量电动势的仪器称为电位差计。由上述补偿原理可知,采用补偿法测量电动势对E O 应有两点要求:(1)可调。能使E O 和E X 补偿。(2)精确。能方便而准确地读出补偿电压E O 大小,数值要稳定。 E E R a b c d Eo Ex Io

电位差计实验报告

课程名称:大学物理实验(一) 实验名称:电位差计 二、实验原理 1.平衡补偿原理: 图1 平衡补偿示意图 如上图所示,设E x是待测电动势或未知电压,E s是电压可调的电源,电表G是高灵敏度的检流计,E x和E s通过检流计并联在一起。接通电路后调节E s的大小,当E x=E s时,检流计将不偏转,即电路中没有电流,两个电源的电动势大小相等,称为“补偿”,若已知补偿状态下E s的大小,就可以确定E x。

2.电位差计原理 图2 电位差计工作原理图图3 电位差计 1)机械调零。 2)校准工作电流10mA。K2接到“标准”,调节工作电流,使检流计无电流通过。此时:U AB=E N, I F=E N / R N=10.0000mA。 3)测量标准电阻上面的电压。K2接到“未知”,调节“补偿电压调节”,使检流计无电流通过, E X = U BC = I F R BC 。 4)算标准电阻上电流,用来测试电流表的精度。 3.电位差计接线图: 图4 实验接线图 4.测试电流表的精度: 电位差计校准后相当于伏特表,测量出标准电阻的电压后,配合标准电阻的电阻值测出电流,与电流表示数比较,从而测试电流表的精度。

三、实验仪器 1.一个UJ33a型电位差计 图1 UJ33a型电位差计 使用方法: a)接线:先确认电位差计的“K2”处于断开状态(垂直向上),然后将待测电压或电动势高的高电位 接到电位差计“未知”端的“+”接线柱,低电位接到“-”接线柱。 b)开机:将“K3”选择到“输出”端,然后开启电位差计电源,电源开启后再将“K3”选择到“测量”端。 c)选择倍率:将“K1”从断的位置旋到所需的倍率(不同的倍率对应不同的量程)。 d)调零:用“调零”旋钮,令检流计回零。 e)校准工作电流:将“K2”扳到“标准”端,调节“工作电流调节”旋钮,令检流计回零,校准工作电流 的步骤就完成了。 f)测量:电位差计的灵敏度很高,为了保护检流计,必须估算或用万用表粗测未知电动势或电压的 大小,然后调节测量读数盘(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)到相应位置,确认输出和接入的电压相差不大,然后将 “K2”扳到“未知”端,调节测量读数盘Ⅲ,令检流计回零,读出测量值(如果需要调节读数盘Ⅲ、Ⅲ,必须将“K2”断开防止损坏电位差计)。 g)收尾:断开“K2”,将“K3”选择到“输出”端,关机,将仪器摆放整齐。 2.一个标准电阻 3.一个直流稳压电源 4.一个限流电阻箱 5.一个待测电流表 6.导线若干

用电位差计校正电表

152 实验5-20 直流电位差计的使用 电位差计是利用电压补偿原理精确测量直流电压和电动势的仪器。如果配用标准电阻,还可以精确测量电流和电阻,它也常用于非电学参量(如压力、温度、位移等)的电测量中,是电磁测量中常用仪器之一。本实验用电位差计测量电表内阻和校准电表。 【实验目的】 1.了解电位差计的工作原理和结构特点,掌握其使用方法。 2.用电位差计测电流表的内阻。 3.用电位差计校准电流表。 【实验器材】 UJ36型携带式直流电位差计、毫安表、微安表、工作电源、滑线变阻器、标准电阻2个(10Ω,100Ω)、双刀双掷开关等。 【实验原理】 一、电位差计的工作原理 如果要测未知电动势x E ,原则上可按图5-20-1安排电路。其中0E 是可调电压的电源。调节0E 使检流计指零,则表示在这个回路中电动势x E 和0E 必然大小相等,即 0E E x = (5-20-1) 这时,我们称电路达到补偿。在补偿条件下,如果0E 的数值已知,则x E 即可求出。根据此原理制成的测量电动势或电位差的仪器称为电位差计。 我们可以用分压电路来获得可调的电压,如图5-20-2所示,其中电源E 、限流电阻P R ,分压电阻R 和标准电阻N R 联成一个回路,称为辅助回路。分压电阻的滑动端c 和固定端b 与待测电源x E 、电流计连成另一回路,称为补偿回路。 调节滑动端c ,当电流计中无电流通过时,设辅助回路中的电流强度为0I ,cb 段的电阻值为x R ,则cb 段的电压0cb x U I R =与x E 相等,即 x x R I E 0= (5-20-2) 在实际的电位差计中,0I 是一个规定值,为了使辅助回路中的电流正好等于该规定值,采用了标准电池,其电动势N E 是已知的(由实验室给出),电路如图5-20-3所示。 使用电位差计测量电动势(或电位差),要分两步进行: 1.校准:为了使R 中流过的电流是标准电流0I ,将图5-20-3中2S 倒向N E 端。调节P R ,改变辅助回路中的电流,使检流计指零,则N N R I E 0=。由于N E 和N R 都很准确地已知, 这时辅助回路中的电流就被精确地校准到 图5-20-1 电位差计的补偿原理 图5-20-2 电位差计的基本电路 图5-20-3 电位差计电路图

电位差实验报告

电位差实验报告 篇一:大学物理实验报告----电位差计的使用 大学物理实验报告——电位差计的使用 篇二:电位差计校准电表实验报告(完整版) 电位差计校准电流表 1 2 3 4 5 篇三:物理实验报告9_电位差计 实验名称:电位差计 实验目的: a.了解电位差计改装的原理,掌握一般使用的方法 b.学习使用电位差计校准电流表 实验仪器: UJ33a型电位差计等。 实验原理和方法: 一、“UJ33a型电位差计”使用方法 倍率开关K1平时处于“断”位置,使用时旋转到所需位置(本实验

为“?1”位置),开关K3旋转至“测量”位置。接通电源后,旋动“调零”旋钮使检流计指零;将K2键扳向“标准”,旋动“工作电流调节”旋钮,使检流计指针指零,这时工作电流达到额定值10.0000ma,仪器准备就绪。 测量时,将调节补偿电压的三个盘或旋钮调到与待测电压差不多大小后,将K2键扳向“未知” 位置,调节读数盘(一般调最右边的大盘即可),使检流计指针返零,松开K2键,即可读数。测量完毕,K1扳回“断”位置。二、电位差计工作原理和测量线路电位差计采用比较法(补偿法)测量电压,测量时无须从待测电路取出电流,不会干扰待测电路的工作状态,因而可以进行精密的测量。由于在结构上采用了高精度的电阻元件、标准电池和灵敏的检流计,因而测量结果具有很高的精度。使用时将K2键扳向“标准”,使标准电阻两端的电压()与标准电池电动势比较,调节“工作电流调节”旋钮使检流计指零,则工作电流为10.000ma,再将待测电压与某一段电阻上的电压进行比较,从而确定待测电压。 三、校准微安表按照线路图连接好电路,并将标准电阻两旁的导线接到电位差计的“未知”接线柱,就可进行微安表校准。所谓“校准”就是在每个电表电流读数下,测定电阻两端的准确电压,从而算出准确电流,再与电表读数电流进行比较。所谓“上行”是指电流表读数由小到大逐点测定相应的电压值(读至小数点后3位);“下行”则由大到小逐点进行测定。校准电流数据填入到数据记录表中。注意:1.校准电表前必须先进行检流计调零,并校准工作电流;2.校准时要随

电位差计研究性实验报告

北京航空航天大学物理实验研究性报告 实验专题电位差计及其应用 第一作者李萌 第二作者凌勇 院(系)名称自动化科学与电气工程学院 2014年12月15日

目录 北京航空航天大学物理实验研究性报告.......................................................................... - 1 - 目录...................................................................................................................................... - 2 - 1.摘要................................................................................................................................... - 3 - 关键字:...................................................................................................................... - 3 - 2.实验原理........................................................................................................................... - 3 - 图一.............................................................................................................................. - 3 - 2.1 补偿原理............................................................................................................... - 3 - 2.2零示法.................................................................................................................... - 3 - 2.3测量原理................................................................................................................ - 4 - 2.4 UJ25型电位差计 .................................................................................................. - 4 - 3. 实验仪器......................................................................................................................... - 6 - 4. 实验步骤......................................................................................................................... - 6 - 4.1 自组电位差计....................................................................................................... - 6 - 4.2 UJ25型箱式电位差计 ....................................................................................... - 6 - 5.实验数据处理................................................................................................................... - 7 - 5.1自组式电位差计测电动势.................................................................................... - 7 - 5.2 UJ25型电位差计测电动势 .................................................................................. - 8 - 5.3 UJ25型电位差计测电阻 ...................................................................................... - 9 - 6. 误差分析......................................................................................................................... - 9 - 6.1电位差计工作电源电压不稳:............................................................................ - 9 - 6.2检流计灵敏度误差.............................................................................................. - 10 - 6.3调平检流计时人眼与检流计未保持平衡.......................................................... - 10 - 6.4标准电源的电动势变化...................................................................................... - 10 - 7. 实验改进....................................................................................................................... - 10 - 7.1 测出电压随时间的变化情况............................................................................. - 10 - 7.2 保持水平视线读数............................................................................................. - 10 - 7.3 选择适宜灵敏度................................................................................................. - 10 - 8. 感想与总结................................................................................................................... - 11 - 【参考文献】.................................................................................................................... - 11 - 附件:原始数据........................................................................................................ - 12 -

电位差计实验报告数据

电位差计实验报告数据 电位差计实验报告数据 引言: 电位差计是一种用于测量电压和电势差的仪器,广泛应用于物理、电子学和工 程领域。本实验旨在通过使用电位差计来测量不同电路中的电压和电势差,并 分析实验数据,以便更好地理解电路中电势差的概念和测量方法。 实验一:串联电路中的电势差测量 在这个实验中,我们使用了一个简单的串联电路,包括一个电源和两个电阻。 首先,我们将电位差计的正极连接到电源的正极,负极连接到电源的负极,以 测量整个电路的电压。然后,我们将电位差计的正极连接到电源的正极,负极 连接到第一个电阻的一端,以测量电源正极和第一个电阻之间的电势差。最后,我们将电位差计的正极连接到第一个电阻的另一端,负极连接到第二个电阻的 一端,以测量第一个电阻和第二个电阻之间的电势差。 实验数据: 1. 整个电路的电压:5V 2. 电源正极和第一个电阻之间的电势差:3V 3. 第一个电阻和第二个电阻之间的电势差:2V 实验分析: 根据实验数据,我们可以得出以下结论: 1. 串联电路中的电压等于各个元件上的电压之和。在这个实验中,整个电路的 电压为5V,而电源正极和第一个电阻之间的电势差为3V,第一个电阻和第二 个电阻之间的电势差为2V,两者之和正好等于整个电路的电压。

2. 电势差是指电场中两点之间的电势差异。在这个实验中,电源正极和第一个 电阻之间的电势差为3V,表示第一个电阻相对于电源正极的电势较低。同样地,第一个电阻和第二个电阻之间的电势差为2V,表示第二个电阻相对于第一个电 阻的电势较低。 实验二:并联电路中的电势差测量 在这个实验中,我们使用了一个并联电路,包括一个电源和两个电阻。首先, 我们将电位差计的正极连接到电源的正极,负极连接到电源的负极,以测量整 个电路的电压。然后,我们将电位差计的正极连接到第一个电阻的一端,负极 连接到第二个电阻的一端,以测量第一个电阻和第二个电阻之间的电势差。最后,我们将电位差计的正极连接到第一个电阻的另一端,负极连接到第二个电 阻的另一端,以测量第一个电阻和第二个电阻之间的电势差。 实验数据: 1. 整个电路的电压:10V 2. 第一个电阻和第二个电阻之间的电势差:6V 实验分析: 根据实验数据,我们可以得出以下结论: 1. 并联电路中的电压相同。在这个实验中,整个电路的电压为10V,而第一个 电阻和第二个电阻之间的电势差也为6V,说明并联电路中各个元件之间的电势 差相同。 2. 并联电路中的电势差是由于电流分流引起的。在这个实验中,第一个电阻和 第二个电阻之间的电势差为6V,表示第一个电阻和第二个电阻之间的电势差异。这是因为在并联电路中,电流会分流通过不同的电阻,导致不同电阻之间的电

电位差计的原理和使用实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除电位差计的原理和使用实验报告 篇一:电位差计的原理及使用预习、原始数据、实验报告 实验预习报告 2 3 4 实验原始数据记录表 5 篇二:实验6电位差计的原理和使用 实验6电位差计的原理和使用 电位差计是测量电动势和电位差的主要仪器之一。用电位差计测量未知电动势,就是将未知电压与电位差计上的已知电压相比较。由于应用了补偿原理和比较测量实验方法,测量的结果仅仅依赖于准确度极高的标准电池、标准电阻以

及高灵敏度的检流计,测量精度可高达0.05%。它不仅被用来精确地测量电动势、电压、电流和电阻,而且还用来测量电量,如温度、压力、位移和速度等。在校准电表和直流电桥等直读式仪表上也有重要作用。 电位差计的优点很多,但也有一些缺点,如测量过程比较烦琐,工作时间比较长,工作电流容易变化,易影响测量结果,因此每次使用都采用校准和测量两个步骤。 【实验目的】 1.掌握电位差计的工作原理、结构、特点和操作方法; 2.掌握用箱式电位差计测量电动势或电压的基本方法。【预习检测题】 1.用电位差计测量电动势有何优缺点?并与电压表的 测量进行比较并说明。2.什么叫补偿法?它有何优点? 3.在使用电位差计进行测量前,必须先对电位差计进行校准,为什么?【实验仪器】 十一线电位差计;标准电池;1#电池;检流计;箱式电位差计;稳压电源。 【实验原理】一、补偿原理 用电压表无法测量电源的电动势。如图4.19.1(a)所示的电路中,电压表所测的是电源的端 图4.19.1 电压u(u?ex?I?r,r为电源的内阻,I为流过电源的电

流)。仅在I=0时,端电压u才等于电动势ex,但只要电压表与电源一并联接,I就不可能为零,故欲测电源电动势,应采用其它的方法。 电位差计是将待测电动势与标准电动势进行比较测量 的仪器。它的基本原理如图4.19.1(b)所示。设e0为一连续可调的标准电源电动势,而ex为待测电动势。若调节e0,使流过检流计g中电流为零(即回路中电流I=0),则e0=ex。上述过程的实质是,不断地用已知的标准电动势e0与ex比较,直到检流计指示电路中电流为零时,说明二者已相等。电路呈这种状态,称为补偿状态。这种方法称为补偿法。 二、电位差计的工作原理 怎样才能获得连续可调的标准电动势e0,并如何与未知电动势进行比较呢?电位差计就是为达此目的而设计的一 种测量仪器。 1.基本结构 电位差计的基本线路如图4.19.2(a)(线式电位差计原 理图)和4.19.2(b)(箱式电位差计原理图),电位差计型号不同,但它们基本都由三个回路组成。下面就图4.19.2(b)做详细分析。 (a)线式电位差计原理图(b)箱式电位差计原理图 图4.19.2 (1)工作电流调节回路

电位差计测电阻率设计实验报告

大学物理实验设计性实验 电位差计校准电表和测金 属丝电阻率 姓名:雷有明 班级:建电1042 学号: 1003431232 指导教师:曹艳玲 实验地点:大学物理实验中心 成绩:

物理设计实验 一、【实验目的】 1. 初步了解电位差计的结构,并学会正确使用; 2了解并掌握电位差的工作原理—补偿原理。 3能用电位差计进行电阻率的测定。 4了解设计性实验的工作方法,培养独立工作的能力。 5培养对物理实验的兴趣,为以后在物理上的发展打下基础。 二、【实验原理】 利用电位差计,通过补偿原理,来测定未知电阻和已知电阻两端的电压,利用分压原理,算出未知电阻的阻值,利用螺旋测微器和刻度尺测出电阻丝的长度和横截面积的直径,通过电阻率公式即可计算出电阻率。 补偿原理 在图1的电路中,设E0是电动势可调的标准电源,Ex 是待测电池的电动势(或待测电压Ux),它们的正负极相对并接,在回路串联上一只检流计G,用来检测回路中有无电流通过。设E0的内阻为r0;Ex的内阻为rx。根据欧姆定律,回路的总电流为:

物理设计实验 电位差原理 如果我们调节E 0使E 0和Ex 相等,由(1)式可知,此时I =0,回路无电流通过,即检流计指针不发生偏转。此时称电路的电位达到补偿。在电位补偿的情况下,若已知E 0的大小,就可确定Ex 的大小。这种测定电动势或电压的方法就叫做补偿法。 显然,用补偿法测定Ex ,必须要求E 0可调,而且E 0的最大值E 0max >Ex ,此外E 0还要在整个测量过程中保持稳定,又能准确读数。在电位差计中,E 0是用一个稳定性好的电池(E )加上精密电阻接成的分压器来代替的,如图2所示。 R R r r E E I g x x +++-=00 图1 补偿原理 x 图2 电位差计原理图 x

基础物理实验报告电位差计

实验报告电位差计 一、实验目的 1、了解电位差计的工作原理 2、正确使用电位差计测量未知电动势的大小 二、实验原理 1、电位补偿原理 由于电源自身内阻的原因,电压表测得的只是电路的端电压,不能准确测量,于是想到了用电位补偿法。原理如上图:若两电源电动势不相等,即Ex≠E0时,回路中必有电流,检流计指针偏转;如果电动势E0可调并已知,那么改变E0的大小,使电路满足Ex=E0,此时回路中没有电流,检流计指示为零,这时待测电动势Ex得到己知电动势E0的完全补偿。于是可以根据已知电动势值E0测出Ex。用补偿法测电压时,补偿电路中没有电流,所以不影响被测电路的状态。这是补偿测量法最大的优点和特点。 2、电位差计

按电压补偿原理构成的测量电动势的仪器称为电位差计。原理图如下 主要由三部分组成: (1)、工作回路:(E0->R->Rab->E0)采用精密电阻Rab组成分压器,再用电压稳定的电源E和限流电阻R串联后向它供电。只要Red 和I0数值精确,则图中虚线内cd之间的电压即为精确的可调补偿电压E0。 (2)、校准回路:(E0->R->G->Es->E0)要想使回路的工作电流等于设计时规定的标准值Io,必须用Es 标准电动势对电位差计进行校准。,取cd间电阻为Red,使Red=Es/I0,a2.将开关K倒向Es,调节R使检流计指针无偏转,电路达到补偿,在这时I0满足关系I0= Es/Red, 由于已知的Es、Red 都相当准确,所以I0就被精确地校准到标准值。 (3)、测量回路:(E0->R->G->Ex->E0)在校准完毕后,接入Ex调节c、 d 使检流计再次无偏转,设这时c、d间的电阻为Rx,那么电压为Ex = I0*Rx。 三、实验步骤 1、校准学生式电位差计 在使用电位差计之前,先要进行校准,使电流达到规定值。首先放好RA、RB 和Rc,使其电压刻度等于标准电池电动势,然后按电路图连接电路,接入工作电源E,标准电池Es和待测电动势Ex。Rb 取大约5000欧姆,合上K、

电表改装及校准实验报告

电表改装及校准实验报告 一、实验目的 本实验的目的是通过电表改装及校准,了解电表的工作原理与构造,理解各种电表的主要参数,掌握电表的读数方法,以及能够进行电表的校准并验证测量误差是否在规定范围内。 二、实验仪器与设备 1. 实验电表:万用电表、电动脉冲表。 2. 实验电源:数字稳压电源、直流电源。 3. 改装实验装置:金属杆、焊接设备、细铜线、桥臂、电流表等。 4. 校准实验装置:电阻箱、数字电压表、接线板、开关、电位器等。 5. 电线、电缆等连接线。 三、实验原理 1. 电表的工作原理与构造 电表是测量电量和电能的仪表。根据其工作原理和构造,电表主要分为磁动力式电表、电磁式电表、静电式电表、电容式电表、感应电能表等几种类型。

其中,磁动力式电表通过电路内的线圈内通电产生的磁场,推动电流表的指针运动,从而完成电流的测量以及电量的计算;电磁式电表则是利用磁场互作用力来引导其工作,其内部通过磁极定向、弹簧连接以及线圈直接参与电路等构成一个简单的电磁系统。 2. 电表的主要参数 电表的主要参数包括电流量程、电压量程、电动力学误差、精度等,其中电流量程和电压量程也是电表产品配置时的一大关键要素。 3. 电表的读数方法 电表的读数方法主要是根据电流表的刻度读数,量程的倍数和小数位数并加以计算,从而得出电流、电压或者电量值等。 4. 电表的校准方法 对于电表日常维护来说,常需要进行电表的校准。电表校准的方法有很多种,常见的校准方法是通过电路中加入标准电源,分别记录标准电源所测量出的电量和电表所测量出的电量,并计算误差,在误差范围之内即可确认电表的准确度。 四、实验内容 1. 由于实验电表测量值的准确度不高,需要对电表进行改装。

用电位差计校正电表

实验四 用电位差计校正电表 【实验目的】 1.了解箱式电势差计的工作原理。 2.比较熟练地正确掌握箱式电势差计的使用。 3.运用箱式电势差计校正电表。 【实验仪器】 箱式电势差计、标准电池、直流电源、检流计、滑线变阻器、待校电表、开关和导线。 【实验原理】 磁电式电表在电学测量中得到广泛应用,使用和携带都很方便,但电表在经常使用或长期保存后,它的各个元件参数及性能都会发生变化。如电阻老化、磁性减弱、转动部件的磨损等。这样,电表的准确度等级就可能降低。因此电表是需要定期进行检定或校准。如果栓定结果说明它的误差已经超过原来预定的数值,则该电表只能降低级别,或用校准所得的校准曲线加以修正。 电表校准的基本方法就是用一个标准表来校准被校表,也就是在同一电路和条件下比较标准表和被校表的指示值的差异。在校准中要求标准表的准确度等级应该比被校表至少高二个级别。如被校表为2.5级或1.5级表,标准表可以用0.5级表。但如果要校准的是一个0.5级电表,那么标准表就应该是0.1级以上, 0.05级的电势差计(如UJ —I 型、UJ —31型等),几乎所有的实验室都可能具备。因此我们可以采用电势差计来校准电表。 1、电势差计校准电压表 电势差计能精确地测量电势差,因此就可以用它来校准电压表。但是电压表本身并不能产生电势差,必须通过一个辅助电源及一套调节装置,才能使电压表有示值并发生变化。在电压表不同示值情况下,用电势差计进行精确测量,比较 二者结果,进行校准。校准电压电路如图26-1所示。图中V 为被校电压表,E 为 电压表供电的辅助电源。被校电压表两端接至电势差计的待测端,用电势差计直 接测出电压表两端的准确电压。设被校电压表示值为U ,实际电压降为U 0,电势差计读数为U S ,则U 0 = U S 。这样电压表的指示值U 与实际值U 0之间的绝对误差为 ∆U = U - U 0 (26-1) 用电势差计对被校电压表在不同示值下进行校准,可得一组∆U 。用∆U 作、纵轴,U 作横轴作图线∆U -U (注意用折线联结相邻两点),这一图线称为校准曲线或修正曲线。利用修正曲线可以对该被校表的测量值进行修正。如果用被校表测量某一电压所得示值为U x ,可在修正曲线上找出对应于 U x 的误差∆U x ,则经修正而得测量结果为 U 0x = U x - ∆U x (26-2) 另外根据修正曲线可以确定被校表的最大引用误差。找出各校准点中误 差的绝对值最大的数值∆U m ,根据被校表的量程U m ,则被校表的最大引用误差为 图26-1 图26-2

电位差计校准电表和测电阻率

大学物理实验报告 专业班级:_______________ 姓名:___________________ 学号:___________________ 机电学院

【实验目的】 1. 理解电位差计的工作原理,掌握电位差计的使用方法。2•能用电位差计测定电阻率。 3. 学习简单电路的设计方法,培养独立工作的能力。 4. 掌握使用电位差计校准电表的方法。 5. 掌握电位差计的工作原理及使用方法。 【试验仪器】 UJ-31型直流低电势电位差计、A219型直流检流计、BC9 a型饱和标准电池、游标卡尺、螺旋测微器、干电池盒(带干电池)、导线、带测电阻丝、电阻实验板等。毫伏表,滑线变阻器,电阻箱,直流稳压电源等。 【实验原理】 1•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1=0时,电源的端电压U才等于电动势EX。

在图1所示的电路中,EX是待测电源。0E是电动势可调的电源,EX与0E 通过检流计并联在一起。调节0E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 =0E,电路达到平衡。若已 知平衡状态下0E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。 2. 电位差计原理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2.7.2所示,它由两个回路组成,上部ERBAE 为工作回路,下部为补偿回路。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,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 N=I X R”⑴ 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: 1=手(2) 测量时把开关K倒向xDGECD ii 回路,只要EX< IRXmax,(RXmaxCD'' 间的电阻最大值)为总可以滑动CD '''使检流计再度指零,这时CD '‘间的电位差恰和待测电动势EX相等。设CD ''间的电阻为RX,可得待测电动势:

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