Измерение электродвижущих сил гальванических элементов методом компенсации. Лукьянов Г.Д. - 1 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

БГТУ им. Шухова | Белгород

Составители: 

Рубрика: 

1
доц., к.т.н. Лукьянов Г.Д.
ЛАБОРОТОРНАЯ РАБОТА № 3-7: ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИХ СИЛ
ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТОДОМ КОМПЕНСАЦИИ
Студент группы __________________________________________________________________________________
Допуск _________________________ Выполнение __________________________ Защита ____________________
Цель работы: ознакомление с методами компенсации и применение этого метода для измерения
электродвижущей силы гальванического элемента в электрической цепи.
Приборы и принадлежности: реохорд, чувствительный гальванометр с нулем по середине, два гальванических
элемента: один эталонный с известной ЭДС (например, элемент Вестона), а второй - с неизвестной
ЭДС, источник
постоянного тока 2 - 4 вольта, ключ, соединительные провода.
Законы и закономерности постоянного тока
Электродвижущая сила численно равна работе, совершаемая сторонними силами при перемещении по замкнутой
цепи проводника единичного положительного заряда.
Электродвижущая сила гальванических элементов не зависит от размеров электродов и количества электролита,
а определяется лишь их химическим составом и при
данных условиях постоянна. Каждый тип элементов дает
определенную ЭДС.
Закон Ома для однородного участка (рис. 1)
(1)
Закон Ома для неоднородного участка цепи (рис. 2)
(2)
где (φ
1
-φ
2
) – разность потенциалов. Е>0, если ток J направлен от (−) к (+).
Закон Ома для замкнутой цепи (рис. 3)
(3)
где E – электродвижущая сила; J – сила тока; R – сопротивление внешней цепи; r – внутреннее сопротивление
Напряжения на внешнем участке цепи
RJU
⋅
=
.
Напряжение на участке цепи измеряется работой, которую совершают электрические и сторонние силы при
перемещении единичного заряда по данному участку цепи.
Из уравнения (3) следует, что
rJEU
⋅
−
=
.
Таким образом, напряжение на внешней цепи равно разности между электродвижущей силой и падением
напряжения на внутреннем сопротивлении батареи. Измерение ЭДС, нельзя произвести обычным вольтметром, так
R
U
J =
21
U
ϕ
ϕ
−=
,
rR
E)(
J
21
+
+−
=
ϕ
ϕ
,
rR
E
J
+
=
J
U
R
1
2
1
ϕ
2
ϕ
Рис. 1
R
r
+
−
J
1
ϕ
2
ϕ
1
2
Ри
с.
2
R
r
E
Рис. 3 
      доц., к.т.н. Лукьянов Г.Д.

              ЛАБОРОТОРНАЯ РАБОТА № 3-7: ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИХ СИЛ
                 ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТОДОМ КОМПЕНСАЦИИ

     Студент группы __________________________________________________________________________________

     Допуск _________________________ Выполнение __________________________ Защита ____________________


     Цель работы: ознакомление с методами компенсации и применение этого метода для измерения
электродвижущей силы гальванического элемента в электрической цепи.
     Приборы и принадлежности: реохорд, чувствительный гальванометр с нулем по середине, два гальванических
элемента: один эталонный с известной ЭДС (например, элемент Вестона), а второй - с неизвестной ЭДС, источник
постоянного тока 2 - 4 вольта, ключ, соединительные провода.
     Законы и закономерности постоянного тока
     Электродвижущая сила численно равна работе, совершаемая сторонними силами при перемещении по замкнутой
цепи проводника единичного положительного заряда.
     Электродвижущая сила гальванических элементов не зависит от размеров электродов и количества электролита,
а определяется лишь их химическим составом и при данных условиях постоянна. Каждый тип элементов дает
определенную ЭДС.
     Закон Ома для однородного участка (рис. 1)
                                                                                        U
          1
                            R
                                   J             2
                                                     ϕ2                               J=                   (1)
    ϕ1                                                                                   R
                           U
                                                                                   U = ϕ1 − ϕ 2
                         Рис. 1

    Закон Ома для неоднородного участка цепи (рис. 2)


         1                         Е                      2                       ( ϕ1 − ϕ 2 ) + E
     ϕ1              R                           r        ϕ2              J=                       ,       (2)
                                       − +
                                                                                       R+r
                                             J
                               Рис. 2


    где (φ1-φ2) – разность потенциалов. Е>0, если ток J направлен от (−) к (+).
    Закон Ома для замкнутой цепи (рис. 3)


                            R
                                                                                      E                    (3)
                          r E                                                 J=         ,
                                                                                     R+r
                          Рис. 3
    где E – электродвижущая сила; J – сила тока; R – сопротивление внешней цепи; r – внутреннее сопротивление
    Напряжения на внешнем участке цепи
                                                       U = J ⋅R.
    Напряжение на участке цепи измеряется работой, которую совершают электрические и сторонние силы при
перемещении единичного заряда по данному участку цепи.
    Из уравнения (3) следует, что
                                                     U = E − J ⋅r .
    Таким образом, напряжение на внешней цепи равно разности между электродвижущей силой и падением
напряжения на внутреннем сопротивлении батареи. Измерение ЭДС, нельзя произвести обычным вольтметром, так
                                                              1

Страницы