Лабораторная работа № 2-6
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2-6
ИЗМЕРЕНИЕ ЭДС ЭЛЕМЕНТА МЕТОДОМ КОМПЕНСАЦИИ
Приборы и принадлежности: нуль-гальванометр, нормальный элемент, аккумулятор, источник тока, ЭДС которого необходимо измерить, реохорд,
сопротивления, переключатель, два ключа.
Цель работы: определение ЭДС элемента.
1. Краткая теория
Рассмотрим схему, рис.19. Используя закон Ома для участка цепи с ЭДС, получим
Отсюда видно, что когда в замкнутой цепи течет электрический ток, напряжение на полюсах источника тока всегда отличается от ЭДС на
величину Ir. Это происходит из-за падения напряжения на внутреннем сопротивления источника тока.
Наиболее просто измерить ЭДС батареи с помощью вольтметра (рис. 19). Однако такой метод измерения не является точным.
После включения вольтметра в цепь для измерения через него начинает течь ток и значит в соответствии с формулой (6-1) разность потенциалов,
которую он должен замерить, не будет равна ЭДС батареи. Чтобы обойти эту трудность, применяют вольтметры с большим внутренним сопротивлением,
например, катодные (ламповые вольтметры, либо, как в этой работе, используют метод компенсации.
V – вольтметр, измеряющий напряжение U на источнике тока; r – внутреннее сопротивление источника тока, I – сила тока.
2. Метод измерений
Для измерения ЭДС по методу компенсации используется схема, рис.20.
G – нуль гальванометр; АВ – реохорд; D – его подвижный контакт; П – двухполюсный переключатель; К – ключ; ИП – источник питания;
εN – эталонный элемент; εx – Элемент или аккумулятор, ЭДС которого надо определить.
При отсутствии тока в цепи гальванометра, по второму правилу Кирхгофа для контура АДЕ получим
где R1 – сопротивление левого плеча реохорда (участок АД) при включенном εx. Для контура АДЕ аналогично получим
где R2 – сопротивление левого плеча реохорда при включенном εN.
Сопротивление проводника цилиндрической формы R ~ l, где l – длина проводника, поэтому отношение сопротивлений
R1/R2 = l1/l2. Учитывая это, из формул (6-2) и (6-3) получим
Таким образом, для определения искомой ЭДС необходимо знать ЭДС нормального элемента и длины плеч реохорда l1 и l2,
при которых ток через гальванометр не идет (соответственно при включенных εx и εN).
Наша кнопка: