Определение технических характеристик химических источников тока: Методическое пособие к лабораторной работе № 6, страница 4

Если электродвижущая сила элемента  е  известна, например, если это эталонный элемент, имеющий э.д.с. e_N , то, зная  , мы можем из последнего равенства определить э.д.с. элемента  ξ_х.

Таким образом, сравнение э.д.с. двух элементов практически сводится к сравнению двух сопротивлений, использованных при компенсационных измерениях.

Метод компенсации для измерения электродвижущих сил об-ладает рядом существенных достоинств.

Во-первых, сила тока через элементы, э.д.с. которых сравниваются между собой, практически равна нулю. Поэтому падение напряжения внутри элемента, снижающего значение разности потенциалов на полюсах источника, практически также нет. В этом методе ток через элемент при использовании чувствительного гальванометра может быть уменьшен до  10^-9 – 10^-10  А . Соответственно, не играет роли падение напряжения в проводах, соединяющих элемент с измерительной схемой.

Во-вторых, при компенсационном методе измерений гальва-нометр работает как нулевой прибор и градуировка его шкалы в результат измерений не входит. Сопротивления, входящие в со-отношение  , могут быть в настоящее время измерены с точностью до сотых долей процента.

Наконец, величина электродвижущей силы вспомогательной батареи также не входит в окончательный результат. Необходимо лишь, чтобы значение её э.д.с. во время измерений было посто-янным и превышало э.д.с. сравниваемых элементов. Эту роль обычно выполняет батарея аккумуляторов.

Для измерения э.д.с. в различных гальванических цепях, а также при проверке и градуировке электроизмерительных приборов в качестве эталона применяется нормальный элемент Вестона как элемент с известной и постоянной э.д.с.

Э.д.с. нормального элемента Вестона при 20^оС равна

Она остаётся постоянной, если с элемента не брать ток свы-ше  10^-5 А .

Зависимость э.д.с. нормального элемента Вестона от темпе-ратуры выражается формулой

 

Лабораторная работа № 6

«Определение технических

характеристик химических

источников тока»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ  состоит в изучении ком-пенсационного метода измерения ЭДС хими-ческого источника тока и метода моста Томсона на постоянном токе для измерения его внутреннего сопротивления.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ :  1) три магазина сопротив-лений Р-33; 2) нормальный элемент Вестона (НЭ); 3) исследуемый эле-мент (ИЭ); 4) кнопочный ключ (Кн); 5) сдвоенный ключ (К); 6) галь-ванометр; 7) добавочное сопротивление; 8) регулируемый источник тока ИЭПП-2; 9) двойной переключатель с нулевым положением.

УПРАЖНЕНИЕ 1.  Измерение внутреннего сопротивле-ния химического источника тока.

·  На лабораторном столе при разомкнутом ключе К₁ собрать схему по РИС.7

·  Собранную схему покажите преподавателю.

·  Установите на магазинах  R₁ и R₂ одинаковые сопротивления 50 – 100 Ом , R=0.

·  Замкните ключ К₁ и устано-вите величину добавочного со-противления к гальванометру такой, чтобы отклонение его стрелки соответствовало поло-вине шкалы или более, но что-бы прибор не зашкаливал.

·  Подберите величину R такой, чтобы при нажатии на кнопку Кн  не отклонялась от своего по-ложения.

·  При полностью сбалансиро-ванном мосте рассчитайте величину неизвестного сопротивления по формуле

Описанным методом повторить измерения не менее трёх раз при различных значениях R₁ и R₂ , но так, чтобы их сумма оставалась постоянной. Оцените точность измерений.

УПРАЖНЕНИЕ 2.  Измерение э.д.с. химического источни-ка тока методом компенсации.

·  При разомкнутом двойном ключе К₁  и переключателе К₂ соберите измерительную схему по РИС.8.