Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Электричество и магнетизм. Ч.2) - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

9
поддерживания равномерного распределения температуры он снабжен
мешалкой. Для измерения температуры воды , а, следовательно , и спаев
термопары в обоих сосудах имеются термометры.
В нашей установке измерение ЭДС термопары производится не
непосредственным подключением гальванометра к клеммам К (как показано на
рис.6), а методом компенсации на реохорде , исключающим величину падения
напряжения на внутреннем сопротивлении гальванометра. Этот метод
заключается в следующем. Рассмотрим цепь, изображенную на рис.8. Здесь ТП –
термопара, Б – батарея (аккумулятор), Г – гальванометр, mV – милливольтметр, К
– ключ, R – переменное сопротивление. АВ – реохорд, представляющий собой
укрепленную на линейке однородную проволоку, вдоль которой может
перемещаться скользящий контакт С. Если ЭДС термопары
ε
меньше , чем
батареи, то на проволоке всегда можно найти такую точку С, когда в ветви АГС
тока не окажется и стрелка гальванометра будет стоять на нуле . По второму
правилу Кирхгофа для контура АГСА имеем:
(
)
−
=
−
+
ACГТП
RJRRJ
12
ε ,
где R
ТП
– сопротивление термопары и подводящих проводов, R
Г
–сопротивление
гальванометра, R
AC
– сопротивление участка АС. Когда ток через гальванометр
J
2
=0, то
=
AC
RJ
1
ε (5)
и в этом случае падение напряжения на участке АС, создаваемое батареей Б,
равно ЭДС термопары, т.е . происходит компенсация. Так как тока в цепи АГС нет,
то ток на участке АВ будет равен току на участке АС. Падение напряжения на
участке АВ, измеряемое милливольтметром, будет равно
.
1
AB
AB
RJ
U
=
(6)
Из (5) и (6) находим
ε .
AB
AC
AB
R
R
U= (7)
J
J
2
J
1
a b
C
Г
mV
Б
K
R
ТП
Рис.8 
                                                       9
по дде р ж и вани я                 р авно м е р но го р ас пр е де ле ни я т е м пе р ат ур ы о н с набж е н
м е шалк о й. Д ля и зм е р е ни я т е м пе р ат ур ы во ды , а, с ле до ват е льно , и с пае в
т е р м о пар ы в о бо и х с о с удах и м е ют с ят е р м о м е т р ы .
          В наше й ус т ано вк е и зм е р е ни е Э Д С т е р м о пар ы пр о и зво ди т с я не
не по с р е дс т ве нны м по дк люче ни е м гальвано м е т р а к к ле м м ам К (к ак по к азано на
р и с .6), а м е т о до м к о м пе нс аци и на р е о х о р де , и с к лючающ и м ве ли чи ну паде ни я
напр яж е ни я на внут р е нне м с о пр о т и вле ни и гальвано м е т р а. Э т о т м е т о д
зак лючае т с я в с ле дующ е м . Рас с м о т р и м це пь, и зо бр аж е нную на р и с .8. З де с ь Т П –
т е р м о пар а, Б – бат ар е я(ак к ум улят о р ), Г – гальвано м е т р , mV – м и лли во льт м е т р , К


             J2                      ТП
                                                               Г
                                a           b
                        J1
                                             C
     J
                                                                              K
                                                                                                R
                                                                                  Б
                                               mV

                                                     Ри с .8
– к люч, R – пе р е м е нно е с о пр о т и вле ни е . А В – р е о х о р д, пр е дс т авляющ и й с о бо й
ук р е пле нную на ли не йк е о дно р о дную пр о во ло к у, вдо ль к о т о р о й м о ж е т
пе р е м е щ ат ьс я с к о льзящ и й к о нт ак т С . Ес ли Э Д С т е р м о пар ы ε м е ньше , че м
бат ар е и , т о на пр о во ло к е вс е гда м о ж но найт и т ак ую т о чк у С , к о гда в ве т ви А Г С
т о к а не о к аж е т с я и с т р е лк а гальвано м е т р а буде т с т о ят ь на нуле . По вт о р о м у
пр ави луК и р х го фа дляк о нт ур а А Г С А и м е е м :
                               J 2 ( RТ П + R Г ) − J 1 R AC = − ε ,
где RТ П – с о пр о т и вле ни е т е р м о пар ы и по дво дящ и х пр о во до в, RГ –с о пр о т и вле ни е
гальвано м е т р а, RAC – с о пр о т и вле ни е учас т к а А С . К о гда т о к че р е з гальвано м е т р
J2=0, т о

                                            J 1 R AC = ε                                                     (5)
и в эт о м с лучае паде ни е напр яж е ни я на учас т к е А С , с о здавае м о е бат ар е е й Б,
р авно Э Д С т е р м о пар ы , т .е . пр о и с х о ди т к о м пе нс аци я. Т ак к ак т о к а в це пи А Г С не т ,
т о т о к на учас т к е А В буде т р аве н т о к у на учас т к е А С . Паде ни е напр яж е ни я на
учас т к е А В , и зм е р яе м о е м и лли во льт м е т р о м , буде т р авно
                                            U AB = J 1 R AB .                                                (6)
И з (5) и (6) нах о ди м

                                            ε = U AB R AC .                                                  (7)
                                                            R AB

Страницы