Описание экспериментальной установки. создания хорошего электрического контакта

Электрическая схема установки приведена на рис. 32.4. Реохорд AB в схеме рис.32.4 состоит из длинной нейзильберовой проволоки, намотанной на изолированный цилиндр. Параллельно образующей цилиндра помещена ось, на которой находится контактное колесико. На ось действует пружина, прижимающая колесико к виткам проволоки реохорда для

создания хорошего электрического контакта. Около колесика имеется шкала, по которой можно определить целые обороты цилиндра. Указателем числа оборотов является само колесико. Десятые и сотые доли оборота определяют по шкале, имеющей 100 делений, и расположенной у края барабана реохорда. Поэтому в момент компенсации схемы записывается не длина реохорда , а число оборотов цилиндра реохорда. Поэтому формула (32.6) для измерений ЭДС будет иметь вид:

, (32.9)

где – ЭДС нормального элемента, n_х – число оборотов реохорда в момент компенсации неизвестной ЭДС, n_n – число оборотов реохорда при компенсации нормального элемента . Элемент Е служит для питания реохорда, – нормальный элемент, Е_х – элемент с неизвестной ЭДС, которую необходимо определить, – охранное сопротивление ( Ом), К₁ – кнопка включения гальванометра, Г – гальванометр, и – ключ и сопротивление для определения внутреннего сопротивления измеряемого элемента.

Нормальный элемент Вестона

Насыщенный нормальный элемент представляет собой запаянный стеклянный сосуд Н-образной формы (рис. 32.5) с впаянными в дно каждой из его ветвей платиновыми электродами, которые служат выводами ЭДС элемента. Положительным электродом служит чистая ртуть 1, заполняющая нижнюю часть одной из ветви сосуда. Отрицательным электродом 2 служит амальгама кадмия, заполняющая нижнюю часть второй ветви.

Над ртутью находится слой пасты – деполяризатора 3. Электролитом служит насыщенный раствор сернокислого кадмия Сd SO₄ 4, чтобы раствор был всегда насыщен, над пастой и отрицательным электродом помещаются кристаллы Cd SO₄ 5. Весь стеклянный сосуд заключен в защитный кожух.

При температуре t⁰C (в градусах Цельсия) ЭДС элемента Вестона определяется по формуле

B, (32.10)

От элемента Вестона нельзя потреблять сильный ток, так как он легко поляризуется и после этого ему надо дать восстановиться. Если в течение минуты протекает ток от 0,5 до 10 мкА, то элементу для восстановления требуется отдых от 10 минут до 24 часов, чтобы элемент Вестона имел стандартную ЭДС.

Порядок выполнения работы

Определение ЭДС элементов

1. Собрать схему рис. 32.4.

2. Включить ключ К₂, а ключ К₃ поставить в положение 1.

3. Произвести компенсацию нормального элемента пять раз и найти пять значений n_n показаний барабана реохорда. Определить среднее значение .

4. Переключить К₃ в положение 2, произвести пять раз компенсацию исследуемого элемента Е_х и найти – среднее значение показаний оборотов барабана.

5. Вычислить ЭДС нормального элемента при комнатной температуре по формуле (32.10). Значение измеряемой ЭДС элемента Е_х найти по формуле (32.9) подставляя туда средние значения и .

Определение внутреннего сопротивления элемента Е_х

Внутреннее сопротивление элемента определяется следующим образом:

1. На магазине сопротивлений установить определенное сопротивление (по рекомендации преподавателя).

2. Включить ключ К₂, ключ К₃ поставить в положение 2.

3. Включить ключ и, компенсируя схему пять раз, найти среднее значение показаний барабана реохорда .

4. Внутреннее сопротивление элемента определить по формуле (32.8), которая, учитывая устройство реохорда, приобретает следующий вид:

, (32.11)

где n_х , n_U - обороты реохорда при компенсации ЭДС Е_х и U .

5. Повторить действия, указанные в пунктах 2 – 4 установив на магазине сопротивлений другие значения сопротивлений.