用电位差计测干电池的电动势和内阻解读

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用板式电位差计测电池的电动势和内阻的实验研究

用板式电位差计测电池的电动势和内阻的实验研究

的 电路 中可推导 出 = 墨
u 02
一 、

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· R,从
Jz..r-

公式中可以看出 与 R成线性关系,其 中斜率
6一E 则E 一彘,截距为n一墨 ,则
R讷 一詈一R 。用最小二乘法算出a,b值,就可得
到 E 、R蚋 的值。
图’ 板式电位差计测电池的电动势和内阻
2 实验数据
张学华 ,徐思 昀
(1.北华大学 ,吉林 吉林 132013 ̄2.吉林市第五 中学 ,吉林 吉林 132011)
摘 要 :给 出了用 板式 电位差 计测电池 电动势 和内阻 的原理与方法 ,分析 了如何 选取 电路 中的电
池 E、标准 电阻 R 和限流电阻 R 的取值 ,使实验效果最佳 。运用最小二乘法处理实验数据 ,实验 结果令
41—43.
[3] 陈晋 ,陈新 刚.板式 电势差 计实 验参数 选择 的讨 论 [J].淮北煤 炭师范学院学报 ,2005,26(1):84—86.
Experim ental Study of M easuring Electrom otive Force and Internal Resistan ce of the Battery by using Plate-Type Potentiom eter
ZH ANG Xue-hua ,Xu Si-yun2
(1.Bemua University,Jilin 132013;2.The Fifth M iddle Schoo1 of Jilin City,Jilin 132011)
Abstract:Principles and m ethods of m easuring electrom otive force and internal resistance of the bat— tery by using plate-type potentiom eter are given.For the best experimental effect,how to select values of the battery,standard resistance Rs and the current lim iting resistor R in the circuit are analyzed.EX- perim ental data are processed by using method of least squares,and the experim ental results are satis— lying. Key words:plate-type potentiom eter;electromotive force;internal resistance

用板式电位差计测量电动势和内阻实验

用板式电位差计测量电动势和内阻实验
计 常 数 时 对测 量 结 果 的 影 响 。 十一 线 电 位差 计 测 量 的准 确 度 主 要 取 决 于 下 列 因 素 :(1)
十一 米 电阻 丝 每段 长 度 的准 确 性 和 粗 细 的 均 匀 性 ;(2)标 准 电 源 的 准 确 度 ;(3)检 流 计 的灵 敏 度 ;(4)工 作 电 流 的 稳 定 性 。 在 THMV一1型 电位 差 计 中 ,标 准 电源 的 电动 势准 确 稳 定 ,检 流 计 是
1.板 式 电 位差 计 测 量 电 动 势和 内 阻的 原 理

数 字式 ,最 小 量 程 为20UA,具 有 很 高 的灵 敏 度 ,工 作 电 流也 十 分 稳 定 。研 究 结果 也 表 明板 式 电位 差计 测 量 电动 势 的不 确定 度 为 0.O002V! J,而实 际 测 量 的 不 确 定 度 远 大 于 此 研 究 结 果 ,其 主 要 产 生 的 原 因是 由 于 11线 电 阻 丝 的 不均 匀性 产 生 的 。 因此 有 必 要 对 11线 电阻 丝 的 不均 匀 性 产 生 的不 确 定 度 进 行 分 析
动 势 。THMV一1型 电势 差 计 使 用 的是 集 成 4.5V直 流 稳 压 电 源 故 其 所测 最 大 电动 势 的 范 围为 0— 4.5V。
由 电位 差 计 实 验装 置 可 知 ,板 式 电位 差 计 共 有 1 1条 线 ,每 条 线lm,则 L…=l1m;当实 验 所 用 标 准 电 池E=1.O186V时 ,在 工
关 键 词 :板 式 电位 差计 电动 势 内阻 电 阻线
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 。其 突 出 优 点是 在 测 量 电学 量 时 ,它 不从 被测 量 电路 中吸 取 任 何 能 量 ,也 不 影 响 被 测 电路 的 状 态 和 参 数 ,所 以在计 量 工 作 和 高 精度 测 量 中被 广 泛 利用 。

用板式电位差计测量电池的电动势和内阻

用板式电位差计测量电池的电动势和内阻

实验八用板式电位差计测量电池的电动势和内阻【实验目的】1.了解电位差计的工作原理、结构、特点与操作方法。

2.掌握用电位差计测电池的电动势的方法。

【实验仪器】板式电位差计、检流计、标准电池、精密电阻箱、滑线变阻器、待测电池、直流电源、单刀开关、双刀开关、导线若干、标准电阻【实验原理】图8-1电位差计就是根据补偿原理制成的。

如图8-1所示,两个电源和,其中为可调电源,为待测电源,两个电源正极对正极、负极对负极,回路中串有一个检流计G,调节电源可以使检流计指针指零。

此时=板式电位差计的工作原理如图8-2所示,AB为一根粗细均匀的电阻丝(本实验中为11段电阻丝串联而成),为标准电池,r为保护电阻,断开,接通,适当调节,使回路中电流为I,此时,两触点C、D之间的电压(8-1)其中为单位长度电阻丝的电阻。

如果电源连续可调,则原理图8-2中R0可取消,直接调节电源电压至要求的值(略大于未知电动势和标准电动势中较大值)。

然后将与接通,若,则检流计的指针偏转(不指零),调节触点D或C的位置,直到,检流计指针指零,令此时C、D之间的距离为,根据补偿条件,我们有图8-2 板式电位差计原理图(8-2)再将向下与待测电动势接通,调节C、D之间的距离,使检流计指零,令此时C、D间距离为,有(8-3)(5-2)\( 5-3)两式联立得(8-4)为了方便,我们通常取ES/LS为一个预先规定的简单数值,如取0.10000V﹒m-1或0.20000V﹒m-1。

因此,当K1合向1时,根据ES和取定的ES/LS值,先确定LS的值,而通过调节R0改变流过电阻丝的电流,使电位差计达到平衡,这种满足ES/LS为某确定值的调节过程,称为电位差计工作电流标准化的过程。

如果按ES/LS=0.10000V﹒m-1进行电流标准化调节,则式(8-4)或写成EX=0.10000LX(V) (8-5)可见进行电流标准化调节后,只要测出LX的值,就很容易求得EX的值。

用板式电位差计测量电池的电动势和内阻

用板式电位差计测量电池的电动势和内阻

用板式电位差计测量电池的电动势和内阻电池是一个非常重要的电气元件,它能够将化学能转化为电能,是我们日常生活中广泛使用的电源类型之一。

电池的电动势和内阻是电池性能的两个重要参量,也是刻画电池工作状态的重要指标。

板式电位差计是一种广泛应用的电池测试仪器,可以用来测量电池的电动势和内阻。

一、电池的电动势电动势(EMF)是指电池单元将化学能转化为电能的能力,单位是伏特(V)。

电动势又可以分为开路电动势和负载电动势两种。

开路电动势指的是在没有外接负载的情况下,电池端电压的大小,即电池的最大电动势。

实际上,开路电动势并不能真正反映电池的输出能力,因为在实际使用过程中,电池必然会接上外电路并承担一定的负载,这时候电池的电动势会下降到负载电动势。

利用板式电位差计可以精确测量电池的电动势。

板式电位差计的检测原理是利用该仪器内部的标准电池作为基准,测量用待测试电池产生的电势差与内部标准电池之间的电势差之间的差异,从而计算出待测试电池的电动势大小。

二、电池的内阻电池的内阻指的是电池内部电流流过时所产生的电阻。

内阻的大小与电极材料、电解液、温度等因素有关,是限制电池输出能力和电池寿命的重要因素,因此测量电池内阻对于评估电池的性能和状态非常重要。

板式电位差计能够测量电池的内阻。

具体的测量方法是,将电池极间置于负载电阻上,然后利用板式电位差计测量电池在不同负载下的纹波电压大小。

通过分析纹波电压与负载电流之间的关系,可以计算出电池的内阻大小。

在实际测试中,需要注意以下几点:1、测试前应先将待测试电池放置至少30分钟,使其电压稳定后再进行测试。

2、正确选择待测试电池的负载阻值,避免过大过小。

3、测试时不宜使用过长的测试导线,避免线路阻抗对测试结果的影响。

4、测试前应检查板式电位差计的内部基准电池是否接触牢固,并进行校准。

5、测试过程中应注意防止测试设备和测试样品受到电磁干扰。

总之,利用板式电位差计测量电池的电动势和内阻是一种简单、准确的测试方法,能够对电池的性能和状态进行较为全面的评估,为电池的应用提供重要的技术支持。

电位差计测量电池的电动势和内阻实验报告

电位差计测量电池的电动势和内阻实验报告

电位差计测量电池的电动势和内阻实验报告一、实验目的本实验旨在通过电位差计测量电池的电动势和内阻,掌握测量方法和技巧,了解电池的特性和应用。

二、实验原理1. 电动势电动势是指单位正电荷从负极移动到正极时所获得的能量。

通常用符号E表示,单位为伏特(V)。

在闭合电路中,由于正负极之间存在差异,自然会产生一个电场力使得自由电子流向正极。

这个力就是电动势。

2. 内阻内阻是指电池内部对于自身产生的电流所表现出来的阻力。

它通常用符号r表示,单位为欧姆(Ω)。

内阻越小,则能输出更大的功率;反之,则能输出更小的功率。

3. 电位差计电位差计是一种测量两点间电压或者两点间相对位置变化等物理量的仪器。

它利用了磁场中磁通量定律和法拉第感应定律来进行测量。

在本实验中,我们将使用带有滑动触头的万用表作为我们的电位差计。

三、实验步骤1. 搭建实验装置首先,将电池、电位差计、滑动触头和万用表按照图示连接起来。

注意,连接时要确保极性正确,否则可能会烧坏电路或者仪器。

2. 测量电池的电动势将滑动触头移到电池的正极上,并将万用表调整到直流电压档位。

然后,读取万用表上的数值,即为所测得的电池电动势。

3. 测量电池的内阻将滑动触头移到电池的负极上,并将万用表调整到直流电流档位。

然后,在读取万用表上的数值之前,需要先记录一下不接入负载时的数值。

接着,加入一个负载(如灯泡),并再次读取万用表上的数值。

根据欧姆定律可知,内阻r等于U/I1-U/I2。

4. 处理数据根据所测得的数据和公式进行计算,并记录在实验报告中。

四、实验结果与分析1. 电动势测量结果我们在本次实验中使用了一节干电池进行测量。

通过我们所搭建的实验装置,我们测得了该干电池的电动势为1.5V。

2. 内阻测量结果为了测量干电池的内阻,我们接入了一个灯泡作为负载。

在不接入负载时,我们读取到的电流为0.1A;在接入负载时,我们读取到的电流为0.08A。

根据欧姆定律可知,该干电池的内阻r等于(1.5/0.1)-(1.5/0.08)= 1.875Ω。

用板式电势差计测量电池的电动势和内阻实验

用板式电势差计测量电池的电动势和内阻实验

用板式电势差计测量电池的电动势和内阻实验实验目的1.掌握用电势差计测量电动势的原理; 2.测量干电池的电动势和内阻。

实验仪器板式电势差计、检流计、标准电阻、电阻箱、滑线变阻器、标准电池、直流电源、待测干电池。

实验原理电势差计是一种电势差测量仪器.它的工作原理与电桥测电阻一样,是电势比较法.其中板式电势差计的原理直观性较强,有一定的测量精度,便于学习和掌握。

板式滑线电势差计的电路如图1所示.图中为一根粗细非常均匀的电阻丝,它与可变限流电阻R P 以及工作电池E 、电源开关K E 互相串联.E S 为标准电池.E X 为待测电池的电动势.G 为检流计.当K E 接通,K G 既不与E S 接通又不与E X 相连时,则流过MN 的电流I 和两端的电压U ab 分别为内E MN P R R R E I ++=(1)abE MN P b a ab R R R R E U U U 内++=-= (2)式中R E 内为电源E 的内阻.当电键K G 倒向1时,则ab 两点间接有G 和E S .若U ab =E S时,检流计指零,标准电池无电流流过,则U ab 就是标准电池的电动势,此时称电势差计达到了平衡.令ab 间的长度为l ,则电阻丝单位长度的电压降为E s ,如果,V01866.1=S E ,m 1866.10=l ,那么1m V 100000.0-⋅=l E s .当电键K G 倒向 2时,则ab 两点间的E S换接了E X .由于一般情况下sx E E ≠,因此检流计指针将左偏或右偏,电势差计失去了平衡.如果合理地移动a 和b 点以改变U ab 值,当xab E U =时,电势差计又重新达到平衡,令ab 间的距离为xl ,则待测电池的电动势为x s x l lE E ⎪⎭⎫ ⎝⎛=(3) xX l E 100000.0=(4)E内E RMab GEKPR sENGKxE12I图1 电势差计原理图所以调节平衡后,只要量度xl 值就很容易得到待测电池的电动势。

用电位差计测电动势实验报告

用电位差计测电动势实验报告实验目的,通过用电位差计测量电动势,探究电动势与电池内部电阻和外部电阻的关系。

实验仪器,电位差计、电池、外部电阻、导线等。

实验原理,电动势是电池正负极之间的电势差,它与电池内部电阻和外部电阻有关。

当电池内部电阻增加时,电动势会减小;当外部电阻增加时,电动势也会减小。

实验步骤:1. 将电池、电位差计、外部电阻和导线连接起来,组成电路。

2. 调节电位差计,使其显示为零。

3. 测量电池的电动势,记录下数据。

4. 在电路中增加外部电阻,再次测量电动势,记录下数据。

5. 在电路中增加电池内部电阻,再次测量电动势,记录下数据。

实验数据处理:根据实验数据,我们可以画出电动势随外部电阻和内部电阻变化的曲线图。

通过分析曲线图,我们可以得出电动势与电池内部电阻和外部电阻的关系。

实验结果表明,电动势随着电池内部电阻和外部电阻的增加而减小。

实验结论:1. 电动势与电池内部电阻和外部电阻有关。

2. 电动势随着电池内部电阻和外部电阻的增加而减小。

实验思考:通过本次实验,我们深入了解了电动势与电池内部电阻和外部电阻的关系。

这对于我们理解电路中的电动势变化有着重要的意义,也为我们今后的学习和研究提供了有益的经验。

实验改进:在今后的实验中,我们可以尝试使用不同类型的电池和外部电阻,以及改变电路连接方式,来进一步探究电动势的变化规律,从而更加全面地理解电动势与电路中各种元件的关系。

总结:通过本次实验,我们对电动势的测量有了更深入的了解,同时也学到了实验中的数据处理和分析方法。

这将对我们今后的学习和科研工作有着积极的促进作用。

干电池电动势和内阻的测量解读

干电池电动势和内阻的测量随着便携式A V设备和IT设备的普及,干电池已成为一种人人都必须面对的可移动能源。

电动势和内阻是干电池的两个基本参数,对其进行精确测量有实际意义。

本设计实验希望同学们通过已学过的知识,根据实验室提供的电学仪器和电子元器件,自行设计符合要求的电路,测定其相关参数。

一、设计任务1、提出一种能精确测量干电池电动势和内阻的设计方案。

2、选定实验仪器和测量电路,拟订实验步骤进行实验,给出实验结果。

3、学会数据处理方法。

二、实验仪器1、直流稳压电源、滑线式十一线电位差计各一台。

2、AC5型检流计、保护开关组、单刀双掷开关、标准饱和电池各一个。

3、待测干电池一节、ZX21型电阻箱两个、导线若干。

三、设计内容第一阶段1)掌握补偿法测电动势的原理。

2)学会用滑线式十一线电位差计测干电池电动势的方法。

3)熟悉指针式检流计的使用方法。

第二阶段一、五天期间整理第一阶段内容,根据设计要求预写设计报告。

内容如下:1)报告摘要(100字左右)。

2)简述补偿法(或其他方法)工作原理。

3)设计测量干电池电动势和内阻的实验方案,画好电路图,选定实验仪器。

4)拟订实验步骤,设计数据记录表格。

5)分析实验方案的可行性和注意事项。

6)列出参考文献。

二、在实验室完成设计方案,测试出相关参数,完成设计报告。

1)按图连接电路,拟定实验步骤,测试相关参数。

若测试结果不满足设计指标,需重新调整电路参数,使之达到设计指标要求。

2)详细记录所用仪器设备型号名称和元器件。

3)详细记录实验数据并进行分析处理,讨论数据的可靠性。

4)在原预习报告基础上修改完善实验报告,写出完整的设计报告,对实验结果进行比较、误差分析、讨论。

5)列出参考文献。

四、预习要求1、查阅有关资料,了解常用的测量电源电动势和内阻的方法及原理;2、根据本实验要求,初步设计电路图和实验方案;3、能估算电路元器件的参数,分析方案可行性和误差;五、实验提示干电池属于化学电源中的原电池,是一种一次性电池。

电位差测量电动势和内阻

电位差计测量电动势及内阻电位差计是通过与标准电势源的电压进行比较来测定未知电动势的仪器,被广泛地应用在计量和其它精密测量中。

由于电路设计中采用补偿法原理,使被测电路在实际测量时通过的电流强度为零,从而可以达到非常高的测量准确度。

虽然随着科学技术的进步,高内阻、高灵敏度的仪表的不断出现,在许多测量场合都可以由新型仪表逐步取代电位差计的作用,但电位差计这一典型的物理实验仪器,采用的补偿法原理是一种十分可取的实验方法和手段。

实验目的1. 学习和掌握电位差计的补偿原理。

2. 掌握电位差计进行测量未知电动势的基本方法。

3. 学习对实验电路参数的估算、校准及故障排除的方法。

实验仪器FB322电位差计实验仪、FB325型新型十一线电位差计、待测电动势实验原理1.补偿法原理补偿法是一种准确测量电动势(电压)的有效方法。

如图1所示,设E o为一连续可调的标准电源电动势(电压),而E x为待测电动势,调节E o的大小使检流计G示零,即回路中电流I 0, 电路达到平衡补偿状态,此时待测电动势与标准电动势相等,则E x E o。

这种利用补偿原理测电动势的方法称为补偿法。

2 •电位差计原理电位差计就是一种根据补偿法思想设计的测量电动势(电压)的仪器。

十一线电位差计是一种教学型电位差计,如图2所示,E x为待测电动势,E N为标准电池。

可调稳压电源E、与长度为L的电阻丝AB为一串联电路,工作电流|P在电阻丝AB上产生电位差。

触点D, C可在电阻丝上任意移动,因此可得到相应改变的电位差U DC当合上K i, K2向上合到E N处,调节可调工作电源E,改变工作电流I P,改变触点D, C位置,可使检流计G指零,此时U DC与E N达到补偿状态。

则:E N U DC 1 I P ? r o ? L DC u0 ? L S式中r o为单位长度电阻丝的电阻,L s为电阻丝DC段的长度,u o为单位长度电阻丝上的电压,称为校正系数。

保持工作电流I p不变,即保持电源电压不变,K2向下合到E x处,即用E x代替E N,再次调节触点D, C的位置,使电路再次达到平衡,此时若电阻丝长度为L x,则: 即可测出待测电源电动势。

板式电位差计测电池电动势和内阻

【实验目的】 1. 了解电位差计的结构,正确使用电位差计; 2. 理解电位差计的工作原理——补偿原理; 3. 掌握线式电位差计测量电池电动势的方法; 4. 熟悉指针式检流计的使用方法。
【实验仪器】需记录仪器参数 直流稳压电源、 11线板式电位差计、滑线变阻器、电阻箱、检流计、标准电池、 待测电池、单刀双掷开关、
直至R=0,IG=0,记录此时MN长度lMN 4. 将开关合向Ex,调节MN,使电流计电流为零,逐渐减少电阻R,反复调节MN,
直至R=0,IG=0,记录此时MN长度l′MN
E 则有: Ip
RP RAB rE ES Ip lM N,Ex Ip lM N
KP
A M
I0
EP
RP
B N
Ex Ip lM N ,即Ex lM N Es
ES Ip lM N
lMN
IG
ES
R
G
K
Es为标准电势,只要测得lMN及l′MN可得待测电动势。
EX 图3. 电位差计测电动势
2)测电动势内阻
KP
EP
A M
I0 RP
B N
IG
Ex
R G
Rx
Kx
图3. 电位差计测电动势
/view/f99c5964783e0912a2162ab3.html
【实验原理】
电源的电动势在数值上等于电源内部没有净电流通过时两极件的电压。如果直接
用电压 表测量电源电动势,其实测量结果是端电压,不是电动势。因为将电压表
并联到电源两端, 就有电流I通过电源的内部。由于电源有内阻r0,在电源内部不 可避免地存在电位降Ir0,因而电压表的指示值只是电源的端电压(U=E-Ir0 )的 大小,它小于电动势。显然,为了能够准确的测量电源的电动势,必须使通过电
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实验五 用电位差计测干电池的电动势和内阻
(参阅课本P82-88及自编讲义)
实验目的
1.了解电位差计的结构和原理
2.学会使用电位差计
3.测定干电池的电动势及内阻
仪器和用具
检流计,板式电位差计,电阻箱,稳压电源,标准电池,标准电阻,待测电势
实验原理
板式电位差计的工作原理如图5-2所示,AB 为一根粗细均匀的电阻丝,s E 为标准电池,将1K 与s E 接通,适当调节R P ,使检流计指针指零,令此时C 、D 之间的距离为s L ;再将1
K 向下与待测电动势x E 接通,调节C 、D 之间的距离,使检流计指零,令此
时C 、D 间距离为x L 根据补偿条件,可得 s
s
x x L E L E =。

为了测定电池内阻R X 内,必须要电池放出一定的电流I ,通常情况下R X 内为常数,因此测量电池内阻的实验线路如图5-3所示。

根据全电路欧姆定律U=E-IR 内可知

X S X
R R E I +=
和 S MN IR U = 图5-3测量
电池内阻
由此可得S MN
MN X S S MN X
x R U U E R R U E R -=-=
内 实验内容
1. 电流标准化调节
图5-2 板式电位差计原理图
按公式计算
当时t温度下标准电池的电动势,置C、D间的长度为L
S =5×E
S
,把K
1
合向E
S

精细调节R
P ,使I
G
=0,即电位差计达到平衡。

2. 测量干电池的电动势E
X。

将E
X
接入电路中,移动D和C的位置,使检流计的指针指零,即电位差计
达到平衡,记下此时C、D间的距离L
X ,可求出E
X。

3. 将标准电阻R并接到E
X 处,仿步骤2测出U
R
,求出电池的内阻r
x。

注意事项
1、特别注意工作电源E及标准电池E S和待测电池的正负极
2、在电流标准化以后的测量过程中R P不能变动!。

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