检流计的特性

1、实验内容:本实验采用AC15/2型光标式检流计，固定分压电阻箱，电阻箱，滑线变阻器，15V稳压电源，伏特计，单刀开关、双刀换向开关、压触开关，秒表。按照图4接好线路，取R,/R。为1比1000左右的比例。将检流计上的开关拨到“直接”档。1观察检流计运动状态并测量临界电阻。合上开关Ki,调节变阻器R使得光标偏转至60mm,断开Ki使检流计处于测量状态。根据临界阻尼的工作状态要求，测量临界电阻Rc。(2)选取Rkp分别为临界电阻的1、丄、1、2、3倍时，判别检流计的运动32状态，测出光标第一次回到自然平衡位置(零点)的时间和最终达到平衡位置的阻尼时间(每种状态测两次)。在上述操作中，选取合适的R0

2、/R1,使得光标偏转60mm测量检流计的电流常数Ci和电压常数Cv0(1)选择Rkp=Rc,使检流计工作在临界状态，选择合适的R0/R1,调节滑线变阻器R，使光标n=60mm,记下对应的刻度n1和电压V01,然后将开关K2迅速倒向，记下反方向偏转n。(2)调节变阻器R,使得光标每次减少5mm,重复(1)的步骤，得到一组m、m。和V0i的数据。由平均值做出n-V曲线，求出K=n/V,带入(15)和(17),计算Ci和Cv。2. 测量阻尼时间Tc阻尼时间Tc是指在临界状态下，检流计从最大偏转位置(如60mm)到达稳定平衡位置需要的时间，断开开关K1,测量三次Tco4测自由震荡周期To自由震荡周期T

3、0=2?=-，是指检流计无阻尼的振动周期，使光标偏满后，切断S2,30用秒表测三个全振动三次5.根据步骤2的数据，求最大偏转（60mm）时的Cv。Cv注意事项：1. 检流计不能移动，且只能在直接档调零，不能在短路档调零，否则会造成仪器的损坏。R6保持歸=60000比较合适，实验现象易于观察。2. 实验中只有两个电阻箱，由于RoRi阻值处于不同数量级，相差较大，故可合用一个电阻箱。要理解电阻箱内部的串联结构。3. 注意适时更改电压表量程，减小量程可是读数更加准确。另电压表只能平放读数，不能立起来。实验开始前要通过试触检验电压表正负极是否接反。4. 滑动变阻器先调0，开关在接线时保持断开状态，保护

4、电路。数据处理:3Rc1.观察检流计运动状态并测量临界电阻。(1)临界阻尼电阻?Rc=?X?力,Rg=500Q,-一?第一次到达（s）最后一次到达（s）判断110.6110.86过阻尼Rc310.7810.7715.845.96过阻尼Rc25.925.92D1.991.90临界阻尼Rc1.932.052R0.894.11欠阻尼2氏0.834.21欠阻尼2.测量检流计的电流常数C和电压常数Cv实验中测得的数据为：123456789101112ni(mm)60.054.550.145.040.035.130.025.020.014.910.15.0Inj(mm)57.151.847.242.037

5、.032.127.122.117.312.98.22.9ni(mm)58.653.248.643.538.533.628.623.618.613.99.24.0Voi(V)3.333.062.832.542.241.951.661.381.100.830.550.25由测得的数据可作出nV曲线，并进行拟合:一n-VLinearFitofn-V60-.o150403020Equationy=a+b*xWeightNoWeightingResidualSumSquaresof1.16188Pearson'sr0.99983Adj.R-Square0.99963ValueStandardEr

6、rornIntercept-0.603390.20794Slope17.547910.1012拟合数据：由origin软件分析得出的数据知:?nK=?v=17.548mm/V因此IGVoR1nnR(RGRKPR)RiKRo(RgRkpR1)17.548X6X*0X(500+6.9X10+6)?/?=7.69X10-10A/mmCVVgV0R1一=6=5.69X10-10?/?nn(R0R1)K(R)RJ忆548X6+60000)3.求最大偏转(60mm)时的-和CiCv由CI01，两边取对数，得:nR0(RgRkpRi)InCIInV0R1InnInR0ln(R两边微分得:dC,C?d0dR1

7、RidnndR。R0dRKPdRRgRi合并同类项，有:dCIdV。dndR0Rgr：R严dRGdRKPCiV0nR0R(Rgrgrkpri系数取绝对值并改成不确定度符号CiCiV0V0nR0nR0RgRkpRi(RgRkpRiRgRi)RgRkpRkpRi古0.50.5而V0量程7.5V100100n0.5cm而电阻箱误差(0.1%0.005m)，其中m为旋钮个数,R0.005X6?3=?=60000x(°.1%+_?=?|?=6x(0.1%0.005X2)?所以CIV0CT兀30.005X5?=?治?？=6.9x103x(。.似+)?=0.5%X?=0.5%X500=2.5?R0

8、RgrkpR1R0R1(RgRkpRi)Rgrkp0.51000.5100X7.5+3.33哎*60000X卄鵲匕6060000500+6.9Xl06X500+6.9X10+60000)30.005X56X(0.1%+0.00560.5%X500+6.9X31X(0.1%+)6.9X500+6.9X10+60000=2.10%同理，由CVV°R1两边取对数，得:n(R0R)lnCVlnV0InRInnIn(R)两边微分得:dCVCvdV。V0dRR1dnndR。dRR0R1因此，CvV0RnR0R1CvV0RnR0RX2=100X7.5+0.5+6X(0.1%+一6)+3.33606

9、60000X(0.1%+000X6+6x(0.1%+)60000+6=2.33%测量阻尼时间Tc2.11+2.14+2.183=2.143s第一次第二次第三次Tc(s)2.112.142.18o(Tc)=VE1(Tci-Tc)=0.035sc3-1uA(Tc)=tp半=1.32X=0.0267sP=0.683vnv3?仪02sUb(Tc)=kp=1x-r=0.067su(TJ=Vu(Tc)2+Ub(TJ2=V0.0267+0.0672s二0.072s所以Tc=Tc士u(Tc)=(2.14±0.07)s(P=0.683)5测量自由震荡周期T0第一次第二次第三次3T0(s)6.286.1

10、66.35To=To=6.40+6.27+6.213X3=2.098s«To)=Ua(%)=t1Z1?仪10.2suB(To)=3Xkp=3XT=0.022su(T0)=Vua(T0)2+Ub(T0)2=V0.0244+0.0222s=0.033s所以T0=T0士u(T0)=(2.10士0.03)s(P=0.683)T)不是真正的自由振动周期，因为在外电路断开和无空气阻尼时动圈为无阻尼运动，此时的周期才为自由振动周期，而空气阻力不可能为0,因此不是真正的自由振动周期.误差分析:检流计指针摆动非常灵敏，有轻微振动时也会造成指针的来回摆动，造成调零和定位的不准确.改变？?后,由于一些原因，指针无法回到零点位置，测量的阻尼时间可能不准确.思考题：1、若在实验内容中得到的临界电阻不准确，对测得的电流常数Ci