4. Описание установки

Схема экспериментальной установки представлена на рисунке 3 где  - источник постоянного тока; R_осн и R_всп - магазины сопротивлений; R_доб - добавочное сопротивление; K₁ - ключ; K₂ - двухполюсный ключ; K₃ и K₄ - кнопочные ключи; _x - исследуемый источник; ₀ - эталонный источник (нормальный элемент Вестона). Схема установки отличается от принципиальной схемы. Во-первых, исследуемый и эталонный источники _х.и ₀ включаются в цепь гальванометра попеременно с помощью двухполюсного перекидного ключа (рубильника) К₂, во-вторых, для предотвращения больших токов в элементе Вестона и в гальванометре последовательно им включено большое добавочное сопротивление R_доб  10⁴ Ом. Сначала необходимые для компенсации сопротивления R_осн и R_всп находят грубо (с включенным добавочным сопротивлением R_доб, ключ K₄). И только после этого условие компенсации уточняют(ключ K₃).

В процессе работы ЭДС вспомогательного источника  может уменьшаться. Тогда сила тока в цепи магазинов со временем будет ослабевать. Чтобы уменьшить связанную с этим погрешность, рекомендуется включать в цепь исследуемый источник _х.и элемент Вестона ₀ поочередно.

5. Задание

1. Собрать цепь изображенную на рисунке 3.В изображенной схеме:

2. Установить на основном R_осн магазине все декады в нулевое положение, а на вспомогательном R_всп в положения, отвечающие максимальным значениям.

3. Ключом К₁ замкнуть цепь вспомогательного источника .

4. С помощью ключа К₂ включить в цепь исследуемый элемент _х.

5. Кратковременно нажать на ключ К₄, цепь замыкается с добавочным сопротивлением. Заметить направление отклонения стрелки, это направление обозначим словом "мало", противоположное направление - "много"

6. Ввести сопротивление на декаде "10.000" основного магазина. Исходя из того, что суммарное сопротивление обоих магазинов во время работы должно оставаться постоянным, уменьшить на соответствующую величину сопротивление вспомогательного магазина. Найти два соседних значения, когда при одном из них гальванометр показывает "мало", а при другом "много". Установить меньшее из них и перейти к декаде "1.000". Потом перейти к декаде "100".

7. Добившись компенсации с добавочным сопротивлением, также добиться полной компенсации, Использовать ключ К₃, цепь замыкается без добавочного сопротивления. При полной компенсации произвести отсчет сопротивления основного магазина R_осн.

8. С помощью ключа К₂ вместо исследуемого элемента _х включить эталонный ₀. Аналогичным образом добиться компенсации. Записать значение сопротивления основного магазина R_{0 осн}.

9. Провести контрольное измерение и оценить возможную погрешность по формуле

.

10. Поочередно меняя источники, провести серию наблюдений.

11. Используя формулу (14), определить ЭДС _х. Значение ₀ и её погрешности указаны выше.

12. Оценить погрешность измерения.

6. Контрольные вопросы

1. Что называется ЭДС?

2. Какова природа сторонних сил в разных источниках?

3. Как можно измерить ЭДС источников? В чем преимущества и недостатки разных методов?

4. Начертите компенсационную схему определения ЭДС. Выведите рабочую формулу.

5. Почему рассматриваемый метод называется методом компенсации?

6. Почему рекомендуется поочередное включение исследуемого и эталонного источников?

7. Для чего последовательно с гальванометром включают большое добавочное сопротивление? Для чего оно шунтируется кнопочным ключом?