1. 十一线式电位差计
交流电路的电压和电流随时间做周期性的变化,是由交流电源、控制器件和负载(电阻、照明灯、电动机等)构成的。常见的交流电路主要有单相交流电路和三相交流电路两种,
1.单相交流电路
单相交流电路是由220V/50Hz供电的电路。一般的家庭用电电路都是单相交流电路。单相交流电路主要有单相两线式、单相三线式两种,
单相两线式交流电路有一根相线和一根零线。高压经柱上变压器变压后,由二次侧输出220V电压。
单相三线式交流电路有一根相线、一根零线和一根接地线。由于不同的接地点存在一定的电位差,因此零线与接地线之间可能有一定的电压。
2.三相交流电路
三相交流电路的电源由三根相线来传输。三根相线之间的电压大小相等,都为380V,频率相同,都为50Hz。每根相线与零线之间的电压为220V。三相交流电路主要有三相三线式、三相四线式和三相五线式三种
三相三线式交流电路的高压经柱上变压器变压后,由柱上变压器引出三根相线,为电气设备供电。
三相四线式交流电路由柱上变压器引出四根线。其中,三根为相线,一根为零线。零线接电动机三相绕组的中点。电气设备接零线工作时,电流经电气设备做功,没有做功的电流经零线回到电源,对电气设备起到保护作用。
三相五线式交流电路在三相四线式交流电路的基础上增加一根接地线(PE),与大地相连,起保护作用。
2. 十一线式电位差计测未知电源的电动势实验数据
测量电动势前,先对工作电流进行标准化调节,其目的就是要让工作回路提供标准的工作电流,以此电流在工作回路中的电阻上产生的压降与被测电压进行一下比较。
若两者相等时,回路中是无电流的,故能准确地测量被测电动势。测量时若调节Rn将会改变电流的标准状态,工作电流就不标准了,则所测的电动势值自然就错了。因此,在测量未知电动势时不可再调Rn。
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。
3. 十一线式电位差计测量电动势
【1】这是为了直接从电位差计读出电动势Ex或电压U,其实自是校准电位差计内部电压降,使之与外旋钮标值电压一致 。
【2】电位差计原理:电位差计是用补偿原理构造的仪器。补偿方法的特点是不从测量对象中支取电流,因而不干扰被测量的数值,测量结果准确可靠,电位差计用途很广,配以标准电池、标准电阻等器具,不仅能在对准确度要求很高的场合测量电动势、电势差(电压)、电流、电阻等电学量,而且配合以各种换能器,还可用于温度、位移等非电量的测量和控制。
4. 十一线式电位差计测未知电源的电动势问题及讨论
电位差计测量电动势,在工作电流较小的情况下, 电阻丝上单位长度上的电势降比较小, 比较容易更精确的测量未知电源电动势的大小。
5. 十一线式电位差计测电动势问题讨论
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。