Принцип работы потенциометра
Потенциометры - приборы для измерения ЭДС источников тока, термо-ЭДС и для некоторых других целей. Принцип их работы основан на компенсационном методе. В данной работе используется потенциометр ПП- 63.
Лицевая панель прибора изображена на рис. 5.3, где зажимы НЭ, БП, Х служат для подключения нормального элемента N, батареи питания и источника с неизвестной ЭДС - х. Как правило, N и уже подключены и находятся внутри потенциометра, поэтому переключатели должны быть в положении “В” ( внутреннее). Ключ ”Питание” соответствует ключу К1 (см. рис. 5.2), ключ “K” и “И” - переключателю П, Г – нуль-гальванометр.
Рис. 5.3
Порядок выполнения работы
1. Установить рабочий ток I (скомпенсировать N). При компенсации N ключ К 1 замыкают, переключатель П ставят в положение “К” (контроль). Во всех участках цепи (рис. 5.2) будет течь ток. Рукоятками Р1 (грубая настройка) и Р2 (доводка) устанавливают ток в гальванометре IГ = 0. При этом падение напряжения на участке Rab будет равна N , т.е. I Rаb = N . После этого рукоятки Р1 и Р2 трогать нельзя.
Ток I , который течет через резистор R (рис. 5.2) , при отсутствии тока в гальванометре будет постоянным и называется рабочим током. Величина его зависит только от и полного сопротивления контура, по которому течет ток I.
2. Определить х . Так как х должна быть меньше , а у нас они одного порядка, то х нужно подключать не непосредственно к клеммам “X”, а через делитель напряжения. Составить схему такого подключения и внести ее в отчет. Зная, какая часть от х будет измерена, легко подсчитать и все х.. При определении х нужно переключатель П поставить в положение “И” (измерение). При этом в цепь (см. рис. 5.2) вместо N будет включен х. Нажав кнопку “Грубо”, замкнем цепь гальванометра и по ней будет течь ток.
Рукоятками L1 и L2 (они связаны с сопротивлением R) установим ток в гальванометре, равный нулю. Затем вместо кнопки “Грубо” нужно нажать кнопку “Точно” и рукояткой L2 установить Ir = 0.
Конструктивно потенциометр устроен так, что величина измеряемой ЭДС х определяется в mV показаниями шкал, которые расположены под рукоятками L1 и L2 (измеряемая ЭДС равна сумме показаний при Iг = 0). Измерять х нужно не менее шести раз.
После каждого измерения рукоятками L1 и L2 сбиваются показания. Результаты занести в таблицу.
|
№ изм |
x,i |
x,i – x |
(x,i – x )2 |
|
1
2 . . 7 |
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
x |
|
t,n= |
= = |
=
3. Обработать результаты измерений:
а) найти полуширину доверительного интервала по формуле
,
где S - среднеквадратичное отклонение; t(n) - коэффициент Стьюдента, выбирается в зависимости от надежности ( 0,95) и числа измерений n; k- коэффициент Стьюдента при n , k t(); - максимальная погрешность прибора; - цена деления шкалы прибора ( в данном случае при L2);
б) найти относительную ошибку;
в) окончательный результат записать в виде
х = <х> х при = , = %.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6