實驗6補償法電勢差計測電池電動勢

1、實驗實驗6補償原理和電勢差計補償原理和電勢差計【目的與要求】1理解并掌握電勢差計測量電池電動勢的原理和方法。2學(xué)習(xí)箱式電勢差計的使用。3用箱式電勢差計標(biāo)定毫伏表?！驹怼?.電勢差計的補償原理電勢差計的補償原理電勢差計是一種利用電壓補償原理測量電源電動勢或精確測量電勢差的儀器。它的基本原理可由圖4—2所示電路說明。Ex是待測電動勢的電源，Eo是電壓可調(diào)電源，調(diào)節(jié)Eo使檢流計指針指零，此時，回路中兩個電源（Eo和Ex）的電動勢必然大小相等

2、，這說明待測電池的電動勢Ex已經(jīng)被可調(diào)電源的電動勢Eo所“補償”。若Eo可準(zhǔn)確知道，則Ex即可測出?？梢?，補償原理測電動勢需要有一個電源Eo，而且該電源應(yīng)滿足兩項要求：（1）它的大小便于調(diào)節(jié)，使Eo能夠“補償”Ex；（2）它的電壓很穩(wěn)定，并能準(zhǔn)確讀出。在實際使用中Eo常用分壓方式獲取。2滑線電勢差計測電動勢滑線電勢差計測電動勢如圖4—3所示，AB是一根均勻金屬電阻絲，E為工作電源，Ex和Es分別為待測電源和標(biāo)準(zhǔn)電源，K1為雙刀雙向開關(guān)，

3、G為檢流計。整個電路可分成兩部分：AB以上部分稱為工作回路，AB以下稱為補償回路。合上K，調(diào)節(jié)制流電阻Rp，使工作回路中有一定的工作電流Io，這樣在AB兩端就有一定均勻而穩(wěn)定的電勢差UAB=IAB。觸點C可在AB上任意移動，當(dāng)C處在AB上的不同位置時，由于RAC不同，則UAC也隨之改變。當(dāng)開關(guān)K1倒向Ex后，移動C到某一位置C′使檢流計G中無電流，此時被測電動勢Ex與UAC′相補償，有Ex=UEx=UACAC′=I=IACAC′=Io=

4、IoρlACAC′S=UolS=UolACAC′(4–1)Io校準(zhǔn)后，Rp不能再改變，立即將K1倒向Ex(或Ux)，調(diào)節(jié)Rx（即轉(zhuǎn)動圖44中的測量盤），使G中無電流，就直接可以測量盤所以在位置上讀出待測Ex(或Ux)值。（3）標(biāo)準(zhǔn)電池溫度補償）標(biāo)準(zhǔn)電池溫度補償校準(zhǔn)回路中的Es為儀器外接的標(biāo)準(zhǔn)電池，這的電動勢隨溫度有微小變化，而它標(biāo)出的數(shù)值是20℃時的電動勢，為修正溫度變化引入的誤差，在UJ31型電勢差計面板上專門有一個溫度補償旋Rs，對

5、應(yīng)于電路中的是一個可變的標(biāo)準(zhǔn)電阻Rs。使用時，按標(biāo)準(zhǔn)電池溫度修正公式，算出室溫下的Ets，將面板上Rs旋鈕轉(zhuǎn)至Ets值，然后調(diào)節(jié)Rp使G中無電流，這樣工作回路中的電流為測量讀數(shù)盤刻度時的標(biāo)準(zhǔn)電電流。UJ31型電勢差計上無此功能，所以相對而言，UJ31型精度比UJ36型高些。（4）電勢差計的量程）電勢差計的量程——分壓箱分壓箱一般箱式電勢差計的量程差不高，為毫伏數(shù)量級或最高不超過2V，當(dāng)需要測量比量程大的電勢差時，可用分壓箱來擴大其量程。

6、（見本實驗附錄41）（5）電勢差計的誤差及其表達(dá)式）電勢差計的誤差及其表達(dá)式由式（43）可知Ex=RxEsRs根據(jù)相對誤差關(guān)系可得ΔExEx=ΔRxRxΔRsRsΔEsEs一般標(biāo)準(zhǔn)電池極為準(zhǔn)確，不考慮其誤差時ΔExEx=ΔRxRxΔRsRs≤儀器的基本誤差≤儀器的基本誤差（4—5）即由測量電阻Rx和調(diào)定用的標(biāo)準(zhǔn)電阻相對誤差之和引起的被測電動勢的誤差，應(yīng)小于或等于儀器的基本誤差。電勢差計基本誤差∣Δ∣表達(dá)式為∣Δ∣∣Δ∣=Ux(S%)b=