我们知道电压,电流和功率的单位是伏特,安培,而瓦特和伏特表,电流表和瓦特表用于测量这些参数。尽管这些测量仪器是经过精心制造的,但它们仍可能在客户端给出错误读数。因此,对这些仪器进行了校准,以最大程度地减少误差。在本文的此处,我们将说明如何使用电位计校准电压表,电流表和功率表。
在详细介绍之前,让我们首先讨论本文中使用的重要概念。
如果我们具有两个并联的相同值的电压源,如下所示,则它们之间将没有电流流动。这是因为两个源的电位值相同,并且两个源都不能将电荷推向另一个。因此在电路中,检流计不显示任何偏转。
在校准过程中,我们将使用相同的现象来平衡两个电压源。
电位计校准
上图显示了电位计校准的电路图。
在图中,使用的标准电池的电压为1.50V,即使加载时也不会产生电压波动,甚至不会产生电压波动。这种稳定的信号源对于校准电位计是必不可少的。
可以对导电刻度进行精确缩放,以避免在测量过程中漏读。导电标尺还具有光滑的表面,其表面具有清晰的尺寸,以便在其整个长度上具有相等的电阻分布。
变阻器的存在是为了调节电路回路中的电流,因此我们可以调节沿导电刻度线每单位长度的电压降。此处也连接了检流计,以可视化在标准单元回路和导电刻度回路之间电流流动时发生的缺陷。在校准电位计之后,将未知的EMF连接到检流计进行测量。
加工:
首先,打开电源并调节变阻器,以使几百毫安的电流在主电路环路中流动。因为导电标尺也位于主回路中,所以相同的电流流过它,从而产生电压降。尽管整个金属鳞片上出现的电压降将在其整个主体上均匀分布。
在沿着导电标尺出现电压降之后,如果我们采取滑动接触并沿着金属标尺从零移动,则由于电路不平衡,电流会从次级电路流向初级电路。随着滑动触点进一步远离零,该电流的大小减小。这是因为,随着接触面积的增加,缩放区域上的电压降将接近标准电池的电压。因此,在某个点上,缩放区域上的电压降将等于标准单元的电压,并且在那一点上,两个电路之间将没有电流流动。
现在,将检流计连接到次级电路中,由于电流流动,它将在其显示屏上显示偏差,电流越大,偏差越大。基于此,仅当两个电路均处于平衡状态时,检流计才会显示出任何偏差,这是我们将要尝试实现的用于校准电位计的状态。
为了更好地理解,让我们看一下下面显示的电路,其中显示了平衡状态。
如果我们假设长度为0到100 cm的金属触点的电阻为'R',则整个100cm长的金属触点的电压降为V = IR。由于我们假设电路是平衡的,因此该电压降“ V”必须等于标准电池的电压,并且检流计读数的偏差为零。
现在,通过测量检流计显示为零的确切长度,我们可以基于标准电池电压值校准电位计刻度。
因此1cm的刻度尺长度= 1.5v / 100cm = 0.005V = 5mV。
知道电位计刻度的每厘米压降后,将未知电压连接到次级电路并滑动触点以测量我们将具有零偏差的长度。知道发生平衡的这一规模长度后,我们可以将未知EMF的值测量为:
V =(接触长度)x(5mV)。
电位器的应用
除了测量未知电压外,电位计还可以用于测量电流和功率,它仅需要几个额外的组件即可进行测量。
除测量电压,电流和功率外,电位计还主要用于校准电压表,电流表和功率计。另外,由于电位计是直流设备,因此要校准的仪器必须是直流动铁或电测功机类型。
使用电位计校准电压表
在电路中,校准过程中最重要的组件是合适的稳定直流电压源。这是因为电源电压的任何波动都会导致电压表校准出现错误,从而导致整个实验失败。因此,将具有稳定端值的标准电压电池作为电源,并与需要校准的电压表并联。如图所示,两个微调电位器'RV1'和'RV2'用于调节电压表两端出现的电压。
电压比箱还与电压表并联连接,以分压电压表两端的电压,并获得适合连接电位计的适当值。
完成整个设置后,我们就可以测试电压表的精度了。因此,要开始工作,只需为电路供电即可在电压表的输出上获得电压表的读数和未知电压。现在,我们将使用校准的电位计来测量该未知电压。
获得电位计读数后,检查电位计读数是否与电压表读数匹配。由于电位计测量的是电压的真实值,因此如果电位计的读数与电压表的读数不匹配,则会显示负误差或正误差。为了进行校正,可以借助电压表和电位计的读数绘制校准曲线。
另外,为了测量的准确性,有必要尽可能地测量接近电位计最大范围的电压。
使用电位计校准电流表
如上所述,我们将使用合适的稳定直流电源电压,以避免在整个实验过程中不会产生电压波动的校准误差。变阻器用于调节流经整个电路的电流的大小。同样,将具有足够载流能力的合适值的标准电阻“ R”与电流表串联(处于校准状态),以获取与电路中流动的电流有关的电压参数。
现在,在接通电源之后,电流“ I”流过整个电路,并且该电流读数将由回路中的电流表产生。同样,由于该电流流动,在标准电阻“ R”上将发生电压降。
现在,我们将使用电位计来测量标准电阻上的电压,然后使用欧姆定律来计算通过标准电阻的电流。
这就是电流I = V / R,其中V =用电位计测量的标准电阻两端的电压,R =标准电阻的电阻。
由于我们使用的是标准电阻器,因此可以准确知道电阻,并且通过电位计测量标准电阻器两端的电压。计算出的值将是流经环路的电流的准确值。然后将此计算值与电流表读数进行比较,以检查电流表的准确性。如果有任何错误,我们可以对电流表进行必要的调整以纠正错误。
使用电位计校准功率计
如前所述,为了进行精确的校准,我们将使用两个合适的稳定直流电压电源作为电源。通常,低压电源与功率计的电流线圈串联连接,中等电压电源与功率计的电位线圈连接。顶部电路中的变阻器用于调节流过电流线圈的电流的大小,底部电路中的微调电位器用于调节电势线圈两端的电压。
请记住,最好使用微调电位器来调节电压,而最好使用变阻器来调节电路中的电流。
而且,将适当值的标准电阻“ R”和足够的载流能力与功率计的电流线圈串联放置。当电流在电流线圈电路中流动时,该标准电阻将在其两端产生一个电压降。
接通电源后,我们将获得两个未知的电压读数,一个在分压器输出,另一个在标准电阻“ R”两端。现在,如果使用电位计来测量标准电阻上的电压,那么我们可以使用欧姆定律来计算通过标准电阻的电流。由于电流线圈与标准电阻串联,因此计算值也代表流过电流线圈的电流。以类似的方式,第二次使用电位计来测量功率计电位线圈两端的电压。
现在,我们已经使用电位计测量了通过电流线圈的电流和通过电势线圈的电压,我们可以将功率计算为
功率P =电压读数x当前值。
计算后,我们可以将该计算值与功率计读数进行比较,以检查是否存在误差。一旦发现错误,请对功率计进行必要的调整以调整错误。
这就是电位计可以用来校准电压表,电流表和功率计以获取准确读数的方式。