电势差计的使用原理(电势差计的原理和使用数据

1. 电势差计的原理和使用数据处理

静电计又叫电势差计或指针验电器，它是中学静电实验中常用的半定量测量仪器。

当A带电时，电荷主要分布在a、b、c和d四个尖端部位,其中c和d两部分所带电荷以斥力相作用，指针受到一个使它张开的电力矩L1的作用。由于指针的重心略在旋转轴O点之下，当L1使指针张开后，指针的重力便产生一个使指针复位的重力矩L2.随着指针的偏转，L1渐小（因为c与d的距离增加，库仑力变小，力臂也变小）而L2渐大（因为重力力臂增加）。当L1与L2相等时,指针停在某一位置（是稳定平衡），指针的张角为α°。当A所带电量q较大时，c和d所带电量也较大，L1就大,所以α也就大。由于q决定α,所以α的大小能表示q的大小。这就是静电计可以当作验电器使用的道理。电压（voltage），也称作电势差或电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所做的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特（V，简称伏），常用的单位还有毫伏（mV）、微伏（μV）、千伏（kV）等。此概念与水位高低所造成的“水压”相似。需要指出的是，“电压”一词一般只用于电路当中，“电势差”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中。

2. 电势差计的原理和使用实验报告误差分析

实验误差一般来自两个方面，一是实验前对铜锌电极表面氧化层处理不彻底，导致测电极电动势时误差；

二是用电位差计测电动势时误差。

在原电池电动势的测定实验中，原电池电动势的用途是：

1、原电池电动势用来在外电路使电子发生定向移动，形成电流。

2、原电池电动势用来形成稳定电压。

3、原电池电动势用来提供测定实验中需要的电能。

3. 电势差计的基本原理

1.补偿原理：

        电位差计的测量原理实质：用它自己的输出电压和待测电压比较大小，故称为“电位差计”。如下图所示，设Ex是待测电动势或未知电压，E0是电压可调的电源，电表G是高灵敏度的检流计，Ex和E0通过检流计并联在一起。接通电路后调节E0的大小，当Ex=E0时，检流计将不偏转，即电路中没有电流，两个电源的电动势大小相等，称为“补偿”，若已知补偿状态下E0的大小，就可以确定Ex。这种测定电源电动势的方法叫做补偿法。电位差计就是应用补偿法原理设计的精密仪器。

2.UJ33a型直流携带式电位差计的工作原理：

        如下图所示，UJ33a型直流携带式电位差计的内部电路主要由三个电路组成。

（1）工作电路：工作电路是由内置电压E、工作电流调节电阻Rp、内置标准电阻RN、补偿电阻Rk组成的串联回路，它实际上就是一个限流回路，作用是提供工作电流Ip。

（2）电流校准回路：由内置标准电池EN、标准电阻RN和检流计G组成，作用是校准工作电流，使其保持一个固定的值。当K2开关接通“标准”端时，调节Rp使检流计回零，此时满足RNIp=EN，亦即工作电流为

（3）测量回路：由补偿电阻Rk、待测电动势或电压Ex和检流计G组成，它实际上是分压电路，作用是输出一个电压去补偿未知电压或电动势。

     当Ex接入未知端时，将K2接通“未知”端，调节补偿电阻Rk的滑动端C，使检流计指零，此时满足Ex=RkIp，由于工作电流IP是一定的，可将补偿电阻Rk的不同取值标定成相应的输出电压值。UJ33a型直流电位差计就是按Ip=10mA标定的，所以我们可以从电位差计读取到它输出的电压。在测量档位达到补偿状态时，这个电压值就是Ex。

4. 电势差计是什么

电位差和电势差没有区别，是一个概念，都是指电压。是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所做的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电压的国际单位制为伏特（V，简称伏），常用的单位还有毫伏（mV）、微伏（μV）、千伏（kV）等。此概念与水位高低所造成的“水压”相似。需要指出的是，“电压”一词一般只用于电路当中，“电势差”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中。扩展资料：一、电压规律电压是推动电荷定向移动形成电流的原因。电流之所以能够在导线中流动，也是因为在电流中有着高电势和低电势之间的差别。这种差别叫电势差，也叫电压。换句话说。在电路中，任意两点之间的电位差称为这两点的电压。通常用字母V代表电压。电源是给用电器两端提供电压的装置。电压的大小可以用电压表（符号：V）测量。串联电路电压规律：串联电路两端总电压等于各部分电路两端电压和。公式：ΣU=U1+U2并联电路电压规律：并联电路各支路两端电压相等，且等于电源电压。公式：ΣU=U1=U2欧姆定律：U=IR（I为电流，R是电阻）但是这个公式只适用于纯电阻电路串联电压之关系，总压等于分压和，U=U1+U2并联电压之特点，支压都等电源压，U=U1=U2二、电位差计电位差计是电磁学测量中用来直接精密测量电动势或电位差的主要仪器之一。补偿法是电磁测量的一种基本方法。电位差计就是利用补偿原理来精确测量电动势或电位差的一种精密仪器，补偿法的测量准确度高。这种方法是将被测电压与仪器的标准电压进行比较而实现电压测量。电路在补偿状态时，被测电压回路无电流，测量结果准确度仅取决于电位差计的电源、标准电池、标准电阻和高灵敏度检流计，故它的测量准确度可达0．01%或更高。可用于精确测量电动势、电压、电流、电阻等电学量。其优点是，在测量时几乎不消耗被测对象的能量，不影响被测量原来的数值，测量结果稳定可靠，且具有很高的精度。

5. 电势差计的原理和使用数据处理不确定度

电势差计的使用实验报告大学物理实验报告——电位差计的使用电位差计校准电流表 1 2 3 4 5 一:实验目的: a.了解电位差计改装的原理,掌握一般使用的方法 b.学习使用电位差计校准电流表二:实验仪器:UJ33a型电位差计等。三:实验原理和步骤: 一、“UJ33a型电位差计”使用方法倍率开关K1平时处于“断”位置,使用时旋转到所需位置开关K3旋转至“测量”位置。接通电源后,旋动“调零”旋钮使检流计指零;将K2键扳向“标准”,旋动“工作电流调节”旋钮,使检流计指针指零,这时工作电流达到额定值,仪器准备就绪。测量时,将调节补偿电压的三个盘或旋钮调到与待测电压差不多大小后,将K2键扳向“未知”位置,调节读数盘,使检流计指针返零,松开K2键,即可读数。测量完毕,K1扳回“断”位置。

二、电位差计工作原理和测量线路电位差计采用比较法测量电压,测量时无须从待测电路取出电流,不会干扰待测电路的工作状态,因而可以进行精密的测量。由于在结构上采用了高精度的电阻元件、标准电池和灵敏的检流计,因而测量结果具有很高的精度。使用时将K2键扳向“标准”,使标准电阻两端的电压与标准电池电动势比较,调节“工作电流调节”旋钮使检流计指零,则工作电流为,再将待测电压与某一段电阻上的电压进行比较,从而确定待测电压。

三、校准微安表按照线路图连接好电路,并将标准电阻两旁的导线接到电位差计的“未知”接线柱,就可进行微安表校准。所谓“校准”就是在每个电表电流读数下,测定电阻两端的准确电压,从而算出准确电流,再与电表读数电流进行比较。所谓“上行”是指电流表读数由小到大逐点测定相应的电压值;“下行”则由大到小逐点进行测定。校准电流数据填入到数据记录表中。注意:1.校准电表前必须先进行检流计调零,并校准工作电流; 2.校准时要随时注意微安表读数是否稳定,如不稳定,应先将电流表稳定,再进行读数。 1 2 3

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