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 элементаe_N, батареи питания e и источника с неизвестной ЭДС - e_х. Как правило,e_N 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 e_N). При компенсации e_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 I_Г= 0. При этом падение напряжения на участке R¢_ab будет равна e_N,т.е. I R¢_аb= e_{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 eи полного сопротивления контура, по которому течет ток I.

2. Определить e_х.Так как e_хдолжна быть меньше e,а у нас они одного порядка, то e_хнужно подключать не непосредственно к клеммам “X”, а через делитель напряжения. Составить схему такого подключения и внести ее в отчет. Зная, какая часть от e_хбудет измерена, легко подсчитать и все e_х.. При определении e_хнужно переключатель П поставить в положение “И” (измерение). При этом в цепь (см. рис. 5.2) вместо e_Nбудет включен e_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 I_r = 0.

Конструктивно потенциометр устроен так, что величина измеряемой ЭДС e_х определяется в mV показаниями шкал, которые расположены под рукоятками L₁ и L₂ (измеряемая ЭДС равна сумме показаний при I_г = 0). Измерять e_х 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; t_a(n) - коэффициент Стьюдента, выбирается в зависимости от надежности a (a£ 0,95) и числа измерений n; k_a- коэффициент Стьюдента при n ®¥, k_a º t_a(¥); d - максимальная погрешность прибора; D - цена деления шкалы прибора ( в данном случае при L₂);

б) найти относительную ошибку;

в) окончательный результат записать в виде

e_х = <e_х> ± De х при a = , e = %.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6