茂名学院物理实验表头参数的测定.docVIP

表头参数的测定 实验目的： 1. 掌握补偿法测量电压的原理； 2. 掌握电位差计的工作原理和使用方法； 3．表头内阻、量程和等级三个重要参数的测定； 实验仪器： UJ36箱式电位差计、标准电池、稳压电源、电阻箱、标准电阻、待测表头、连接导线 实验原理： 电流表、电压表和欧姆表等在电学测量中被广泛使用。它们都有一个共同部件“表头”，表头实际上就是“灵敏的直流电流表”。表头内阻、量程和等级是描述表头的三个重要参数。学习表头参数测定对生产和应用都有重要的意义。用箱式电位差计测量表头的参数。 采用普通电压表直接测量电压时，测量误差主要来源于两个方面，即电压表本身的基本误差和电表内阻造成的测量方法误差。如果用比较法代替上述的直接测量法，即将待测电压与标准电动势进行比较以确定待测量，可以减小测量误差。直流电位差计测量电压就是属于这种方法，它的特点是测量精度高，但操作过程较繁琐 电位差计原理 图4-8-1 图4-8-2 电位差计原理 电位差计测量电压或电动势的原理是补偿法。在图4-8-1所示的电路中，移动滑线变阻器上滑动头的位置，可以找到一处使检流计中的电流为零，此时间的电压，即与互相补偿。若滑线变阻器间的电压分布事先加以标定(标度)，则可求出。这种测量电压或电动势的方法称为补偿法。可见，要精确测量，必须要求上的电压标度稳定而且准确。为此，实用的电位差计在电源回路中接入一个可变电阻，如图4-8-2，称为工作电流调节电阻，E和串联后向分压器供电，若E值发生变化，则可调节，使加在分压器AB两端的电压保持不变，从而保证AB间的电压标度不变(稳定)。那么如何对AB间的电压进行标度呢? 这就需借用一个精度更高、数值已知的标准电动势，将转换开关K推向，然后将分压器的滑动头调到标度值等于时的位置，此时若检流计有电流，应调节使电流为零。若检流计中没有电流，则说明电压与互相补偿，分压器上电压标度值未变。经这样校准后，电位差计就能按原定标度值进行测量了，这个过程称为电位差计的标准化(简称定标)。 1．表头的主要参数的测定 是标准电阻，是待测电压表内阻，先把电位差计的分辩率开关旋向所需要的位置上，同时也接通电位差计工作电源和检流计放大器电源，3分钟以后，调节检流计指零。 将扳键开关，扳向“标准”，调节多圈变阻器，使检流计指零。再将扳键开关，扳向“未知”，调节步进盘和滑线读数盘使检流计再次指零，则Rs的电压：Us =（步进盘读数+滑线盘读数）*倍率。按照这样方法，用电位差计分别测出电压与，则由串联电路中同一支路的电流Us/Rs=Ug/Rg,可求=*/。 2．表头量程的测量 如图2电路所示，调节R1 ，使得表头电压为最大(即所标电压)，得出的电压U，所以求出I ，因为I =I，所以求出R的电压U，所以表头量程为U= U+ U。 3．用电位差计校准表头 用箱式电位差计校正电压表，由 图2所示．由于电位差计量程很小，一般不能直接与待校表测量同一电压值，而是将两个相差较大的标准 图2 电阻和R串联起来，电位差计只测量较小电阻上两端电压。就可以计算出电压表两端电压。例如，若= R，电位差计平衡时，读数为，则电压表两端电压的电压为。对应的电压表读数作为的，这样就可以校正电压表了。 实验内容和步骤 用电位差计测表头内阻 (1).如图1电路所示，是标准电阻，是待测电流表内阻，先把电位差计的分辩率开关旋向所需要的位置上，同时也接通电位差计工作电源和检流计放大器电源，3分钟以后，调节检流计指零。 （2）将扳键开关，扳向“标准”，调节多圈变阻器，使检流计指零。 （3）再将扳键开关，扳向“未知”，调节步进盘和滑线读数盘使检流计再次指零，则Rs的电压：Us =（步进盘读数+滑线盘读数）*倍率。按照这样方法，用电位差计分别测出电压U与U，将数据记录入表1中。 2．表头量程的测量 如图电路所示，调节R1 ，使得表头电压为最大(即所标电压)，得出的电压U，所以求出I ，因为I =I，所以求出R的电压U，所以表头量程为U= U+ U。 用电位差计校正表头 用箱式电位差计校正电压表，由 2图所示．由于电位差计量程很小，一般不能直接与待校表测量同一电压值，而是将两个相差较大的标准电阻和R串联起来，电位差计只测量较小电阻R上两端电压。就可以计算出电压表两端电压。例如，若R=，电位差计平衡时，读数为，则电压表两端电压的电压为。对应的电压表读数作为的，这样就可以校正电压表了。 数据处理 整理并建立实验数据列表。 用坐标纸作出改装电表的校准曲线图，并定出改装后电表的等级度。 原始数据 用电位差计测表头内阻 ：表头的内阻R= U. / U