Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Электричество и магнетизм. Ч.2). Миловидова С.Д - 23 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

23
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 
                                               23
под д е рживан ия               равн оме рн ого распре д е ле н ия      т е мпе рат уры  он
сн абже н ме шалкой . Для изме ре н ия т е мперат уры вод ы , а, сле д оват е льн о, и
спае вт е рмопары вобоих сосуд ах име ю т сят е рмоме т ры .
        В н аше й уст ан овке изме ре н ие Э ДС т е рмопары производ ит ся н е
н е посре д ст ве н н ы м под клю ч е н ие м гальван оме т ра к кле ммам К (как показан он а
рис.6), а ме т од ом компе н сации н а ре охорд е , исклю ч аю щим ве лич ин у пад е н ия
н апряже н иян а вн ут ре н н е м сопрот ивле н ии гальван оме т ра.
Э т от ме т од заклю ч ае т ся в сле д ую ще м. Р ассмот рим це пь, изображе н н ую н а
рис.8: Зд е сь ТП – т е рмопара, Б – бат аре я(аккумулят ор), Г – гальван оме т р, mV –
милливольт ме т р, К – клю ч , R – пе ре ме н н ое сопрот ивле н ие , А В – ре охорд ,
пре д ст авляю щий собой укре пле н н ую н а лин е й ке од н ород н ую проволоку, вд оль
кот орой може т пе ре ме щат ьсяскользящий кон т акт С.
 Е сли Э ДС т е рмопары ε ме н ьше , ч е м бат аре и, т о н а проволоке все гд а можн о
н ай т и т акую т оч ку С, когд а вве т ви А ГС т ока н е окаже т ся, и ст ре лка

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

                                               Р ис.8
гальван оме т ра буд е т ст оят ь н а н уле . Повт орому правилу Кирхгоф а д лякон т ура
А ГСА име е м:

                           J 2 (RТП + R Г ) − J 1 R AC = − ε,
гд е RТП – сопрот ивле н ие т е рмопары и под вод ящих провод ов, RГ –
сопрот ивле н ие гальван оме т ра, RAC – сопрот ивле н ие уч аст ка АС. Когд а т ок
ч е ре з гальван оме т р J2=0, т о

                                     J 1 R AC =     ε                                         (5)
и в эт ом случ ае пад е н ие н апряже н ия н а уч аст ке АС, созд авае мое бат аре е й Б ,
равн оЭ ДС т е рмопары , т .е . происход ит компе н сация. Так как т ока в це пи А ГС
н е т , т от ок н а уч аст ке А В буд е т раве н т оку н а уч аст ке А С. Пад е н ие н апряжен ия
н а уч аст ке АВ , измеряе мое милливольт ме т ром, буд е т равн о
                                          U AB = J 1 R AB .                                   (6)
И з (5) и (6) н аход им

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

Страницы