檢流計的特性

1、.實驗內(nèi)容：本實驗采用 AC15/2 型光標式檢流計，固定分壓電阻箱，電阻箱，滑線變阻器， 15V 穩(wěn)壓電源，伏特計，單刀開關(guān)、雙刀換向開關(guān)、 壓觸開關(guān)， 秒表。按照圖 4 接好線路，取 R1 / R0 為 1 比 1000 左右的比例。將檢流計上的開關(guān)撥到“直接”檔。1觀察檢流計運動狀態(tài)并測量臨界電阻。合上開關(guān)K 1,調(diào)節(jié)變阻器R 使得光標偏轉(zhuǎn)至60mm,斷開 K 1 使檢流計處于測量狀態(tài)。(1)根據(jù)臨界阻尼的工作狀態(tài)要求，測量臨界電阻Rc。(2) 選取 Rkp 分別為臨界電阻的 1 、 1 、1、2、3 倍時，判別檢流計的運動3 2狀態(tài)，測出光標第一次回到自然平衡位置 (零點 )的時間和最

2、終達到平衡位置的阻尼時間（每種狀態(tài)測兩次） 。在上述操作中，選取合適的R0/R1,使得光標偏轉(zhuǎn) 60mm。2測量檢流計的電流常數(shù) CI 和電壓常數(shù) CV。(1) 選擇 R = Rc,使檢流計工作在臨界狀態(tài)，選擇合適的R /R,調(diào)節(jié)滑線變kp01阻器 R，使光標 n=60mm,記下對應(yīng)的刻度 n1 和電壓01然后將開關(guān)K2V ,迅速倒向，記下反方向偏轉(zhuǎn)n1。(2) 調(diào)節(jié)變阻器 R,使得光標每次減少 5mm,重復 (1)的步驟，得到一組 ni 、ni和 V 0i 的數(shù)據(jù)。由平均值做出 n-V 曲線，求出 K=n/ V,帶入 (15)和 (17),計算 CI 和 CV 。3測量阻尼時間 Tc阻尼時間

3、 Tc 是指在臨界狀態(tài)下，檢流計從最大偏轉(zhuǎn)位置(如 60mm)到達穩(wěn)定平衡位置需要的時間，斷開開關(guān)K 1測量三次Tc。,.4測自由震蕩周期 T02?自由震蕩周期 T0 = 0 ,是指檢流計無阻尼的振動周期,使光標偏滿后 ,切斷 S2 ,用秒表測三個全振動三次.5根據(jù)步驟 2 的數(shù)據(jù)，求最大偏轉(zhuǎn) (60mm)時的C I 和 CV 。C ICV注意事項：1.檢流計不能移動，且只能在直接檔調(diào)零，不能在短路檔調(diào)零，否則會造成儀器的損壞。2.保持 R =6比較合適，實驗現(xiàn)象易于觀察。R0600003. 實驗中只有兩個電阻箱，由于 R0 R1阻值處于不同數(shù)量級，相差較大，故可合用一個電阻箱。要理解電阻箱內(nèi)

4、部的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。4. 注意適時更改電壓表量程，減小量程可是讀數(shù)更加準確。另電壓表只能平放讀數(shù)，不能立起來。實驗開始前要通過試觸檢驗電壓表正負極是否接反。5. 滑動變阻器先調(diào) 0，開關(guān)在接線時保持斷開狀態(tài)，保護電路。數(shù)據(jù)處理：1. 觀察檢流計運動狀態(tài)并測量臨界電阻。?(1) 臨界阻尼電阻=500 ,?=?= ?Rc= ?.? , RG?(2)第一次到達 (s)最后一次到達（ s）判斷1 Rc10.6110.86過阻尼10.7810.7731 Rc5.845.96過阻尼5.925.922Rc1.991.90臨界阻尼1.932.052 Rc0.894.11欠阻尼0.834.213 Rc0.625.39

5、欠阻尼0.655.24.2. 測量檢流計的電流常數(shù) C I 和電壓常數(shù) CV實驗中測得的數(shù)據(jù)為：123456789101112ni(mm)60.054.550.145.040.035.130.025.020.014.910.15.0ni (mm)57.151.847.242.037.032.127.122.117.312.98.22.9ni(mm)58.653.248.643.538.533.628.623.618.613.99.24.0V0i (V )3.333.062.832.542.241.951.661.381.100.830.550.25由測得的數(shù)據(jù)可作出nV 曲線，并進行擬合：n-

6、VLinear Fit of n-V605040)mm30(n201000.00.51.01.52.02.53.03.5V(V).擬合數(shù)據(jù) :Equationy = a + b*xWeightNo WeightingResidualSumof1.16188SquaresPearsons r0.99983Adj. R-Square0.99963ValueStandard ErrornIntercept-0.603390.20794Slope17.547910.1012由 origin 軟件分析得出的數(shù)據(jù)知：?nK = 17.548mm/V?V因此CII GV0 R1R1n nR0(RGRKPR1

7、 ) KR0 (RG RKPR1)=6?/?17.54843 6 10( 500+6.9 10 +6 )= 7.69 10 -10A/mmCVVGV0 R1R1=6) = 5.6910-10 ?/?(nn(R0 R1 )K ( R0R1)17.5486+600003. 求最大偏轉(zhuǎn)（ 60mm）時的 CI 和 CVCICVV0 R1由 CI，兩邊取對數(shù)，得：nR0 ( RGRKPR1 )ln CIln V0 R1ln nln R0ln( RGRKPR1 )兩邊微分得：dCIdV0dR1dndR0dRGdRKPdR1C IV0R1nR0RGRKPR1合并同類項，有：.dCIdV0dndR0RGRK

8、PdR1dRG dRKPC IV0nR0R1 (RGRKPR1)RGRKPR1系數(shù)取絕對值并改成不確定度符號；CIV0nR0RGRKPR1RGRKPCIV0nR0R1( RGRKPR1 )RGRKPR1而 V00.50.57.5V量程100100n0.5cm而電阻箱誤差(0.1%0.005m) ，其中 m 為旋鈕個數(shù)，R? = ?| ?| = 60000(0.1% +0.005 6)?0060000?1 =?1|0.005 2? = 6 (0.1%+6)?=?| ?| =0.005 5)?6.9 10 3 (0.1% +?6.9 10 3? =0.5% ? = 0.5% 500 = 2.5?所

9、以CIV0nR0RGRKPR1RGRKPCIV0nR0R1( RGRKPR1 )RGRKPR10.50.00563 7.50.560000 (0.1%+)500+6.9 =100+6000010+60000+(500+6.933.33606 10+60000)0.5% 500+6.90.00550.0052310 (0.1%+3 )6 ( 0.1% +6.9 106)500+6.93 10 +60000= 2.10%V0 R1同理，由 CV兩邊取對數(shù)，得：n(R0R1 )ln CVln V0ln R1ln nln( R0R1)兩邊微分得：.dCVdV0dR1dn dR0dR1CVV0R1nR0

10、R1因此，CVV0R1nR0R1CVV0R1nR0R10.5 7.56 (0.1%+0.0052)= 1003.33+ 0.605+66+60000 0.1%+0.0056 (0.1%+0.005260000)+66)(60000+6=2.33%4. 測量阻尼時間 Tc第一次第二次第三次TC(s)2.112.142.18T = 2.11+2.14+2.18= 2.143sc3(Tc) = i=13(T c i -Tc) 2=0.035s3-1uA (Tc ) = t p(T c ) = 1.32 0.035s= 0.0267 sP=0.683n3uB ( Tc ) = kp? 儀= 1 0.2

11、s = 0.067sC3(Tc)=u(Tc)2+ uB(Tc)2=0.0267+ 0.0672s = 0.072suA所以Tc = Tc u(Tc ) = ( 2.14 0.07 ) s(P= 0.683)5測量自由震蕩周期 T0第一次第二次第三次6.286.166.353T0 (s).T = 6.40+6.27+6.21= 2.098s033i=13(T 0 i -T 0 ) 2(T0) = 3-1=0.032suA (T0 )= t p()= 1.32 0.032s= 0.0244 sP=0.683 T 0n3uB( T ) = 1 kp? 儀 = 1 0.2s= 0.022s03C33(T0)=u(T0)2+ uB(T0)2=22s = 0.033suA0.0244 + 0.022所以T0 =T0 u(T0 ) =( 2.10 0.03)s(P = 0.683)T0 不是真正的自由振動周期,因為在外電路斷開和無空氣阻尼時動圈為無阻尼運動,此時的周期才為自由振動周期,而空氣阻力不可能為0，因此不是真正的自由振動周期 .誤差分析：檢流