Обоснование метода измерений:

Метод компенсации применяется для определения ЭДС источников или разностей потенциалов, небольших по величине. Сущность этого метода можно понять, анализируя работу схемы, приведенной на рисунке 5.

В

Источник с ЭДС So питает током реохорд АВ. Источник с ЭДС присоединен к части реохорда между точками А и М. Необходимо, чтобы источники тока были соединены к точке А приведенной схемы одноименными полюсами, т.е. навстречу друг другу. Величина е₀ должна быть больше 8ь а внутренние сопротивления источников тока и должны быть гораздо меньше сопротивления реохорда АВ. Обозначим сопротивление части реохорда от конца А до движка М через Ram- Тогда сопротивление оставшейся части будет Ямв- Сопротивление всего реохорда остается неизменным при любом положении движка М, т.е.

Ток, текущий от В до М (равный току источника ), обозначим через; ток, текущий от М до А, - через, ток, даваемый источником— через.

Выясним условия, при которых ток в гальванометре Г станет равным нулю (этого можно добиться, перемещая подвижной контакт М, т.е. меняя сопротивления и Rmb).

Так, согласно 1-ому закону Кирхгофа для узла А (так же, как и для второго узла - М) имеем:

Согласно 2-му закону Кирхгофа для контуров ACDBA и AFKMA:

где и— соответственно внутренние сопротивления источниковиа - сопротивление нуль-гальванометра. При из уравнения (11) следует,что , и уравнения (12), с зачетом соотношения (10), принимают вид:

Второе из уравнений (13) означает, что ЭДС источника тока равна разности потенциалов между токами А и М реохорда, поэтому ток источникаравен нулю. В этом случае можно также сказать, что ЭДС уравновешена(или скомпенсирована) падением потенциала. Отсюда и название метода.

Разделив в (13) одно равенство на другое, получим:

откуда:

Если вместо Si включить другой источник тока с 82 то для того, чтобы ток в цепи гальванометра стал равен нулю, необходимо движок М передвинуть в другое положение М\ Тогда аналогично (14)и(15) получим:

Таким образом, если добиться компенсации сначала для известной ЭДС а затем для неизвестной для ЭДСи определить величинуотношения Ram/Ram, to можно найти величину неизвестной по формуле (17). Характерно, что отношение сравниваемых ЭДС источников не зависит от их внутренних сопротивлений и от других сопротивлений схемы, а определяется только сопротивлениями участков реохорда, к которому подключаются сравниваемые источники с и.

Т.к. для реохорда берется калиброванная проволока, сопротивление которой равно (величиныиs постоянны), то отношение участков сопротивлений Ram и Ram' можно заменить отношением длин am и aм' этих участков. В этом случае расчетная формула для определения неизвестной ЭДС примет вид:

Поделив левые и правые части равенств (15) и (16), получим:

(18)

Описание установки:

Схема для определения ЭДС источника методом компенсации показана на рисунке 6.

Согласно этой схеме собрана установка, укрепленная на вертикальной панели у рабочего стола. Питание схемы осуществляется от его выпрямителя и подается от щитка (12В) к рабочей панели. Реохордом АВ является ползунковый реостат, к движку М которого присоединен нуль-гальванометр Г. Для включения ЭДС питания и нуль-гальванометра служит ключ К_ь Перекидной ключ К₂ позволяет включать в цепь нуль-гальванометра либо источник с эталонной ЭДС , либо источник, величину ЭДСкоторогонадо определить. Эталонным источником является нормальный элемент Вестона. Вместо можно включить батарею, состоящую из двух сухихэлементов, соединенных проводами сначала последовательно, затем параллельно.