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 элементаeN, батареи питания e и источника с неизвестной ЭДС - eх. Как правило,eN и eуже 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 eN). При компенсации eN 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 R¢ab будет равна eN,т.е. I R¢аb= eN .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 eи полного сопротивления контура, по которому течет ток I.

2. Определить eх.Так как eхдолжна быть меньше e,а у нас они одного порядка, то eхнужно подключать не непосредственно к клеммам “X”, а через делитель напряжения. Составить схему такого подключения и внести ее в отчет. Зная, какая часть от eхбудет измерена, легко подсчитать и все eх.. При определении eхнужно переключатель П поставить в положение “И” (измерение). При этом в цепь (см. рис. 5.2) вместо eNбудет включен eх.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 eх определяется в mV показаниями шкал, которые расположены под рукоятками L1 и L2 (измеряемая ЭДС равна сумме показаний при Iг = 0). Измерять eх нужно не менее шести раз.

После каждого измерения рукоятками L1 и L2 сбиваются показания. Результаты занести в таблицу.

№ изм ex,i ex,i – <ex > (ex,i – <ex >)2
  . .      
S=     S=
<ex >   ta,n= d= D=

 

3. Обработать результаты измерений:

а) найти полуширину доверительного интервала по формуле

,

где DS - среднеквадратичное отклонение; ta(n) - коэффициент Стьюдента, выбирается в зависимости от надежности a (a£ 0,95) и числа измерений n; ka- коэффициент Стьюдента при n ®¥, ka º ta(¥); d - максимальная погрешность прибора; D - цена деления шкалы прибора ( в данном случае при L2);

б) найти относительную ошибку;

в) окончательный результат записать в виде

eх = <eх> ± De х при a = , e = %.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6