Практикум по электричеству и магнетизму - 34 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

34
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 . Цепь, изображенная на рис.8
состоит из следующих элементов: 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
.
AB
AC
AB
R
R
U=
(7)
Ввиду того, что проволока на участке АВ – калиброванная, можно записать
,
2
1
l
l
AB
U=
(8)
где
1
l и
2
l - длины участков АС и АВ в произвольных единицах.
J
J
2
J
1
a b
C
Г
mV
Б
K
R
ТП
Рис.8
a
А
a
B
ε
ε
                                                34
м еша лкой.             Д ля          изм ерен ия т ем п ера т у ры вод ы, а , след ова т ель н о,
и сп а ев т ерм оп а ры в обоих сосу д а х им ею т ся т ерм ом етры.
         В н а шей у ст а н овке изм ерен ие ЭД С т ерм оп а ры п роизвод ится н е
н еп осред ст вен н ым п од клю чен ием га ль ва н ом етра к клем м а м К (ка к п ока за н о
н а рис.6), а м ет од ом ком п ен са ции н а реох орд е, исклю ча ю щ им величин у
п а д ен ия н а п ря ж ен ия н а вн у трен н ем соп рот ивлен ии га ль ва н ом ет ра .
         Эт от м ет од за клю ча ет ся в след у ю щ ем . Ц еп ь , изобра ж ен н а я н а рис.8
сост оит из след у ю щ их элем ен тов:                Т П – т ерм оп а ра , Б – ба та рея
(а кку м у ля тор), Г – га ль ва н ом етр, mV – м илливоль т м ет р, К – клю ч, R –
п ерем ен н ое соп рот ивлен ие, А В – реох орд , п ред ст а вля ю щ ий собой
у креп лен н у ю н а лин ейке од н ород н у ю п роволоку , вд оль кот орой м ож ет
п ерем ещ а т ь ся сколь зя щ ий кон т а кт С .
Е сли ЭД С т ерм оп а ры ε м ен ь ше, чем ба т а реи, т о н а п роволоке всегд а м ож н о
н а йт и т а ку ю точку С , когд а в вет ви А Г С т ока н е ока ж ет ся , и стрелка
га ль ва н ом ет ра бу д ет стоя ть н а н у ле. П о вт ором у п ра вилу К ирх гоф а д ля
кон т у ра А Г С А им еем :              J 2 ( RТ П + R Г ) − J 1 R AC = − ε      ,
гд е RТ П – соп рот ивлен ие т ерм оп а ры и п од вод я щ их п ровод ов, RГ –
соп рот ивлен ие га ль ва н ом ет ра , RAC – соп рот ивлен ие у ча ст ка А С .
       К огд а ток через га ль ва н ом етр J2=0, т о             J 1 R AC = ε                (5)
и в эт ом слу ча е п а д ен ие н а п ря ж ен ия н а у ча стке А С , созд а ва ем ое ба т а реей Б,
ра вн о ЭД С т ерм оп а ры, т .е. п роисх од ит ком п ен са ция .

         J2                    ТП                                                 Рис.8
                                                        Г
         a                 a         b                      a
                   J1
         А                            C                     B
 J
                                                                    K                 R
                                          mV                            Б


       Т а к ка к тока в цеп и А Г С н ет , т о ток н а у ча стке А В бу д ет ра вен т оку н а
у ча стке А С . П а д ен ие н а п ря ж ен ия н а            у ча ст ке А В , изм еря ем ое
                                 ε
м илливоль т м етром , бу д ет ра вн о          U AB = J 1 R AB .                        (6)
Из (5) и (6) н а х од им                                R AC
                                               = U AB        .                              (7)
                                                        R AB
Ввид у того, что п роволока н а у ча ст ке А В – ка либрова н н а я , м ож н о за п иса т ь
                                     ε      = U AB
                                                     l1
                                                        ,                                     (8)
                                                     l2
гд е l 1 и   l2   - д лин ы у ча ст ков А С и А В в п роизволь н ых ед ин ица х .

Страницы