《物理研究性實驗報告_自組電位差計及其應用.pdf》由會員分享，可在線閱讀大學物理實驗電位差計大學物理實驗電位差計，更多相關《物理研究性實驗報告_自組電位差計及其應用.pdf（11頁典藏版）》請在人人文庫網上搜索。
浙大化學研究性實驗報告1浙大化學研究性實驗報告自組電位差計及其應用班級第一作者學號第二作者學號浙大化學研究性實驗報告2目錄目錄摘要3一實驗目的3二實驗原理3補償原理3零示法3檢測原理4UJ25型電位差計4三實驗儀器5四實驗步驟5五數據記錄與整理6數據記錄6數據處理6對比對象7六討論9參考文獻10浙大化學研究性實驗報告3摘要摘要在本實驗中書本上列出了一個自組電位差計的實驗電路由此我們思索能夠對已知電路進行一些改動并用此電路進行檢測我們參考了UJ25型電位差計的電路設計了新的實驗電路并在實驗中應用此電路對未知電動勢進行了檢測與書本上的進行對比一實驗目的一實驗目的1學習補償原理和比較檢測法2牢靠把握基本熱學儀器的使用方式進一步規范實驗操作3培養熱學實驗的初步設計能力4學習儀器偏差限和不確定度的計算二實驗原理二實驗原理補償原理為了防止接入偏差可以采用如圖所示的補償電路假如cd可調EEX則總可以找到一個cd位置使EX所在回路中無電壓通過這是VcdEX上述原理稱為補償原理零示法回路EXGdcEX稱為補償回路ESABE構成的回路成為輔助回路為了確認補償回路中沒有電壓通過完全補償應該在補償回路中浙大化學研究性實驗報告4接入一個具有足夠靈敏度的檢流計G這些檢流計來判定電壓是否為零的方式稱為零示法檢測原理由補償原理可知可以通過測定Vcd來確定Ex接出來的問題便是怎樣精確測定Vcd再度采用比較檢測法如上圖所示把EX接入RAB的抽頭當抽頭滑至位置cd時G中無電壓通過則ExIRcd其中I是通過Rab的電壓再把一電動勢已知的標準電瓶EN接入RAB的抽頭當抽頭滑至位置ab時G再度為0則ENIRab于是這些方式是通過阻值的比較來獲得待測電流與標準電瓶電動勢的比值關系的因為RAB是精密內阻RcdRab可以精確度出EN是標準電瓶其電動勢也有很高的精確度因而只要在檢測過程中保持輔助電源E的穩定而且檢流計G有足夠的靈敏度EX就可以有很高的測量確切度根據上述原理制成的電流檢測儀器稱作電位差計應當強調上式創立的條件是輔助回路在兩次補償中的工作電壓I必須相等事實上為了易于讀數IENRab應該標準化比如取II01mA這樣就可由相應的內阻值直接讀出Vcd即EXI0Rcd在UJ25中的做法是在輔助回路中串接一個可調電阻RP按公式RabENI0預先設置好Rab調節RP但不改變Rab直到VabEN調節Rcd并保持工作電壓不變UJ25型電位差計UJ25型電位差計是一種高電勢電位差計檢測上限為1確切度為001級工作電壓I01mA使用方式如下A調處工作電壓將功能轉換開關置N氣溫補償內阻RAB旋至修正后的標準電瓶電動勢1018伏后兩位分別按下粗細按鍵調節RP至檢流計指零B檢測待測電流功能轉換開關置X1或X2分別按粗細按鍵調節RCD至檢流計指零則RCD的顯示值為待測電流浙大化學研究性實驗報告5三實驗儀器三實驗儀器ZX21內阻箱2個表針式檢流計標準電瓶穩壓電源待測干電瓶太刀雙擲開關四實驗步驟四實驗步驟1畫出電路圖如圖1注意正確使用開關安排好工作電壓標準化以及EX檢測的補償回路2按設計要求E3VEX1516VII01mAEN按氣溫修正公式算出設置各儀器或器件的終值或規定值標準電瓶溫度修正公式為ENE20399T0940T290T3式中E20為20時的電動勢可取E201Tt203為保證檢測的確切度每次檢測后應校準工作電壓有無改變4在補償調節中要采用躍接法5檢測自組電位差計的靈敏度圖1浙大化學研究性實驗報告6五數據記錄與整理五數據記錄與整理數據記錄數據處理1估算標準電瓶氣溫修正值ENE20399105t20094106t2029109t203E20為20下標準電動勢的值在本實驗中E201t2182靈敏度檢測SvdivVdiv933482914979114靈敏度偏差對Ex位置進行EXVS41014220U靈EX303待測電流估算EX1mA1497914979VR1ENR2ExI520304Ex接入1551014979檢流計偏轉014829浙大化學研究性實驗報告74不確定度的估算RAB100010310210385103055102000201105同理可求出RCD2100RAB1625RCD1680由URR3可求出URAB0638URCD1212URAB0938URCD09702222221111DCBABADCABCDExRRRURURRRRRRURURRRExU將所得數據代入上式所得結果為410355UEX1497953510400008V故EX1497900008V5相對偏差用UJ25型電位差計測出電動勢為1相對偏差t000001470100AAN對比對象電路圖電路圖浙大化學研究性實驗報告81數據記錄類別R2儀器偏差限Ri111214159162示值6199441449915531靈敏度檢測無無14284157462數據處理1靈敏度檢測SVdivVdiv2414289144914靈敏度偏差對EX位置進行EXVS41007320U靈Ex302不確定度的估算UR1641031RUR223613R2UR1918031RUR2935032R422121222112212122211103871111RRRURURRRRRRURURRREEUXXUEXVEEUEXXX001070XXX00108022靈總EX14500001V3相對偏差用UJ25型電位差計測出電動勢為1相對偏差t000033100AAN浙大化學研究性實驗報告9六討論六討論關于本設計實驗電路異同點的剖析在應用此電路圖設計自組電位差計的優點是易于理解由于與UJ25型電位差計的電路相像毋須在對電路進行剖析理解相應的原理也很簡單但同時該電路也有不足在調整兩個變阻箱的電阻使檢流計表針不偏轉的過程中因為同時還要保證兩個阻值之和不發生改變這就為調節工作降低了一定難度據悉在通過兩組實驗數據處理的結果對比可以看出按仿UJ25型電位差計的電路圖所測出的結果不論是靈敏度還是相對偏差都相對而言比較小這對實驗無疑是有用處的其實限于條件并沒有多次反復實驗結果具有一定碰巧性對實驗儀器的改進a兩個內阻箱才能設計成一個帶有步進功能的雙重內阻箱設定好內阻之和后在調節一個內阻值時另一個內阻的電阻將會同步變化保持兩個內阻的電阻之和不變保證了支路電壓不發生變化這樣實驗的確切度和復雜度就會大大增加b能夠將實驗儀器的殼體換成有機玻璃等透明材料這樣可以使朋友更好地理解各個儀器的內部構造和工作原理對實驗能有更深刻的理解或則可以在現場放置一臺拆開的受損的實驗儀器讓朋友才能在拆裝中更好地了解儀器的工作原理同時也提高了動手能力關于該系列實驗的經驗教訓a在組裝電路時要根據電路圖從電路的一端出發先連好支路再分別逐次聯接各大道不能由于某條大道簡單就主觀覺得可以同時連好否則很容易造成導線的聯接錯誤或使多組導線糾纏在一起為下一步的電路查線降低了難度b在使用檢流計的過程中用剎車按鍵使檢流計快速止動要選定其在大約的平衡位置附近否則在握緊剎車按鍵后因浙大化學研究性實驗報告10表針要偏向到當前的平衡位置可能會使表針因擺動角渡過大從而導致儀器損毀c在這個實驗中要注意不能在理論上主觀覺得實驗電路的正確與否諸如在測電壓表電阻的實驗中按照在預習中設計的電路聯接了檢測電路但卻沒有能測出數據由于對電壓的理解不夠深刻所以設計的電路圖有致命的錯誤平衡時是沒有電壓的這個問題提醒我們在設計實驗電路時要與實際聯系不能憑著主觀臆測看法化學實驗將我從泛泛而談的理論中提煉下來讓我擁有更大的空間和自由度來驗證書學校過的數學原理或則是將所學的知識付諸于實踐而且在實驗中也漸漸培養了嚴謹的實驗心態對每一個實驗步驟對每一個實驗數據都不掉以輕心同時在實驗過程中戒驕戒躁要有耐心在課后的數據處理環節要確切理解不確定度中每一項的來源分清A類和B類份量在估算過程中適當多保留數據林林總總須要注意的細節問題確實不少總而言之化學實驗給我很大的用處讓我獲益一生參考文獻參考文獻12李朝榮徐平唐芳王慕冰基礎化學實驗修訂版北京上海民航航天學院出版社20103邱關源羅先覺電路第5版成都高等教育出版社2006浙大化學研究性實驗報告11
