Измерение ЭДС гальванических элементов

11. В схему (рис. 33.4) в качестве конденсатора C опять включить магазин емкости C₀.

12. Установить фиксированное значение емкости, например C₀ = 0,5 мкФ.

13. Заряжая емкость от нормального элемента не менее 5 раз, измерить l_m0 (по аналогии с ранее проведенными измерениями).

14. Заменить в схеме элемент Вестона на исследуемый элемент и аналогично не менее 5 раз измерить значение l_m1, каждый раз заряжая емкость от этого элемента.

15. Аналогичные измерения произвести и для второго элемента.

16. Записать характеристики использовавшихся приборов – эти данные понадобятся при обработке результатов измерений и оформлении отчета.

Обработка результатов измерений

1. По полученным в предыдущем разделе данным построить график зависимости l_m = f(С₀) (Рис. 33.5). В зависимости от устройства конкретного гальванометра максимальный отброс может измеряться либо в делениях, либо в единицах длины.

Рис. 33.5. График зависимости l_m = f(С₀) (градуировочный график).

2. Зависимость l_m от величины С₀ является линейной (см. (33.10)). Поэтому коэффициент угла наклона (численно равный tgφ на рис. 33.5) и доверительные границы его погрешности следует рассчитывать по методу наименьших квадратов[2].

3. Значение коэффициента угла наклона графика будет равно , что позволяет рассчитать значение постоянной гальванометра по формуле K_Г = Е₀/tgφ.

Расчет емкостей конденсаторов

4. По алгоритму прямых измерений найти среднее значение и доверительные границы его погрешности.

5. Найти значение неизвестной емкости C₁ по градуировочному графику и по формуле

.

(33.11)

6. Доверительные границы ΔC₁, пренебрегая погрешностью E₀, найти по формуле

.

(33.12)

7. Аналогично найти значение неизвестной емкости C₂, а также C_ПОСЛ и C_ПАР, и доверительные границы их погрешности.

8. Сравнить измеренные значения C_ПОСЛ и C_ПАР с рассчитанными по формулам (33.7) и (33.8).

Расчет ЭДС гальванических элементов

9. Найти среднее значение и его доверительные границы .

10. Найти среднее значение и его доверительные границы .

11. Рассчитать неизвестную ЭДС по формуле

.

(33.13)

12. Доверительные границы найти по формуле

.

(33.14)

При оценке D необходимо учитывать погрешности приборов.

13. Аналогичные вычисления произвести и для второго элемента.

Содержание отчета

1. Электрические схемы установок и характеристики использовавшихся приборов.

2. Таблица данных зависимости l_m от С₀ и график этой зависимости (градуировочный график).

3. Расчет и полученное значение постоянной гальванометра K_Г и доверительных границ его погрешности.

4. Значения C₁ и C₂, и их доверительные границы.

5. Значения C_ПОСЛ и C_ПАР (измеренные и рассчитанные по формулам (33.7) и (33.8)), и их доверительные границы.

6. Значения E₁ и E₂, и их доверительные границы.

Контрольные вопросы

s Что такое электрическая емкость?

s Как рассчитать емкость при параллельном и последовательном соединениях конденсаторов?

s Почему зависимость l_m от С₀ будет линейной?

s Почему при вычислении доверительных границ ΔC₁ можно пренебречь погрешностью Ε₀?

Лабораторная работа 34