如何使用電位計校準(zhǔn)電壓表/電流表和瓦特表

我們知道電壓、電流和功率以伏特、安培和瓦特為單位測量，而電壓表、電流表和瓦特表用于測量這些參數(shù)。盡管這些測量儀器是精心制造的，但它們?nèi)钥赡茉诳蛻舳私o出錯誤讀數(shù)。因此，這些儀器經(jīng)過校準(zhǔn)以最大限度地減少誤差。在本文中，我們將解釋如何使用電位計校準(zhǔn)電壓表、電流表和瓦特表。

在詳細(xì)介紹之前，讓我們先討論一下本文中使用的重要概念。

如果我們有兩個相同值的電壓源，如下所示并聯(lián)，那么它們之間將沒有電流流動。這是因?yàn)閮蓚€源的電位值相同，并且兩個源都不能將電荷推向另一個。所以在電路中，檢流計沒有顯示任何偏轉(zhuǎn)。

我們將在校準(zhǔn)過程中使用相同的平衡兩個電壓源的現(xiàn)象。

電位器的校準(zhǔn)

上圖為電位器校準(zhǔn)的電路圖。

圖中使用了電壓為1.50V的標(biāo)準(zhǔn)電池，在加載時即使是毫伏也不會產(chǎn)生電壓波動。這種穩(wěn)定的源是校準(zhǔn)電位器沒有任何誤差所必需的。

導(dǎo)電刻度精確縮放，以避免在測量過程中誤讀。導(dǎo)電標(biāo)尺還具有光滑的表面，具有清晰的尺寸，可沿其所有長度實(shí)現(xiàn)相等的電阻分布。

變阻器用于調(diào)節(jié)電路回路中的電流流動，因此我們可以沿導(dǎo)電標(biāo)尺調(diào)節(jié)每單位長度的電壓降。這里還連接了一個檢流計，用于可視化在標(biāo)準(zhǔn)電池回路和導(dǎo)電刻度回路之間電流流動的情況下發(fā)生的缺陷。這里的未知電動勢在電位器校準(zhǔn)后連接到檢流計進(jìn)行測量。

在職的：

首先，打開電源，調(diào)整變阻器，讓幾百毫安的電流在主電路回路中流動。因?yàn)閷?dǎo)電鱗片也在主回路中，所以相同的電流流過它，產(chǎn)生電壓降。雖然金屬鱗片上出現(xiàn)的電壓降會均勻地分布在它的整個身體上。

沿導(dǎo)電標(biāo)尺出現(xiàn)電壓降后，如果我們采取滑動觸點(diǎn)從零沿金屬標(biāo)尺移動，則由于電路不平衡，電流從次級電路流向初級電路。并且隨著滑動接觸遠(yuǎn)離零，該電流的大小減小。這是因?yàn)?，隨著接觸面積的增加，縮放區(qū)域上的電壓降將接近標(biāo)準(zhǔn)電池的電壓。因此，在某一點(diǎn)，縮放區(qū)域上的電壓降將等于標(biāo)準(zhǔn)電池的電壓，此時，兩個電路之間將沒有電流流動。

現(xiàn)在在次級電路中連接了檢流計，由于電流流動，它會在顯示屏上顯示偏差，電流越大，偏差越大?；诖耍挥挟?dāng)兩個電路都平衡時，檢流計才會顯示沒有偏差，這就是我們校準(zhǔn)電位器要達(dá)到的狀態(tài)。

為了更好地理解，讓我們看下顯示平衡狀態(tài)的電路。

如果我們假設(shè)長度為 0 到 100 cm 的金屬觸點(diǎn)的電阻為“R”，則整個 100 cm 長度金屬觸點(diǎn)的電壓降為 V=IR。由于我們假設(shè)了一個平衡電路，這個電壓降“V”必須等于標(biāo)準(zhǔn)電池的電壓，并且電流計讀數(shù)的偏差為零。

現(xiàn)在通過測量檢流計顯示為零的確切長度，我們可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電池電壓值校準(zhǔn)電位計刻度。

所以 1cm 的刻度長度 = 1.5v/100cm = 0.005V = 5mV。

知道電位器刻度中每厘米的電壓降后，將未知電壓連接到次級電路并滑動觸點(diǎn)以測量我們將有零偏差的長度。在知道平衡發(fā)生的尺度長度之后，我們可以測量未知 EMF 的值，

V = （接觸長度） x （5mV）。

電位器的應(yīng)用

除了測量未知電壓外，電位器還可以用來測量電流和功率，只需要幾個額外的元件來測量它們。

除了測量電壓、電流和功率外，電位器主要用于電壓表、電流表和功率表的校準(zhǔn)。另外，由于電位器是直流設(shè)備，所以要校準(zhǔn)的儀器必須是直流動鐵或電測力計類型。

使用電位器校準(zhǔn)電壓表

在電路中，校準(zhǔn)過程中最重要的元件是合適的穩(wěn)定直流電壓源。這是因?yàn)殡娫措妷旱娜魏尾▌佣紩?dǎo)致電壓表校準(zhǔn)出現(xiàn)錯誤，從而導(dǎo)致整個實(shí)驗(yàn)失敗。因此以具有穩(wěn)定端值的標(biāo)準(zhǔn)電壓電池為源，與需要校準(zhǔn)的電壓表并聯(lián)。兩個微調(diào)電位器“RV1”和“RV2”用于調(diào)整電壓表上出現(xiàn)的電壓，如圖所示。

電壓表還并聯(lián)了一個電壓比盒，將電壓表兩端的電壓分壓，得到適合連接電位器的合適值。

完成整個設(shè)置后，我們就可以測試電壓表的準(zhǔn)確性了。因此，首先，只需向電路供電，以獲取電壓表讀數(shù)和電壓比框輸出的未知電壓。現(xiàn)在我們將使用經(jīng)過校準(zhǔn)的電位器來測量這個未知電壓。

得到電位器讀數(shù)后，檢查電位器讀數(shù)是否與電壓表讀數(shù)相符。由于電位器測量的是電壓的真實(shí)值，如果電位器讀數(shù)與電壓表讀數(shù)不匹配，則指示負(fù)誤差或正誤差。為了進(jìn)行校正，可以借助電壓表和電位器的讀數(shù)繪制校準(zhǔn)曲線。

此外，為了測量的準(zhǔn)確性，有必要盡可能在電位器的最大范圍附近測量電壓。

使用電位器校準(zhǔn)電流表

如前所述，我們將使用合適的穩(wěn)定直流電源電壓，以避免在整個實(shí)驗(yàn)過程中不產(chǎn)生電壓波動的校準(zhǔn)誤差。變阻器用于調(diào)整流過整個電路的電流大小。此外，將具有足夠載流能力的合適值的標(biāo)準(zhǔn)電阻“R”與電流表（正在校準(zhǔn)）串聯(lián)，以獲得與電路中流動的電流相關(guān)的電壓參數(shù)。

現(xiàn)在打開電源后，電流“I”流過整個電路，并且電流讀數(shù)將由回路中的電流表生成。此外，由于該電流，標(biāo)準(zhǔn)電阻“R”上會發(fā)生電壓降。

現(xiàn)在我們將使用電位器測量標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的電壓，然后使用歐姆定律計算通過標(biāo)準(zhǔn)電阻的電流。

即電流 I=V/R

在哪里

V=電位器測量的標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的電壓，

并且 R = 標(biāo)準(zhǔn)電阻器的電阻。

由于我們使用的是標(biāo)準(zhǔn)電阻器，因此可以準(zhǔn)確地知道電阻值，并且通過電位器測量標(biāo)準(zhǔn)電阻器上的電壓。計算值將是流過回路的電流的準(zhǔn)確值。然后將此計算值與電流表讀數(shù)進(jìn)行比較，以檢查電流表的準(zhǔn)確性。如果有任何錯誤，我們可以對電流表進(jìn)行必要的調(diào)整以糾正錯誤。

使用電位器校準(zhǔn)功率計

如上所述，為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的校準(zhǔn)過程，我們將使用兩個合適的穩(wěn)定直流電壓電源作為電源。通常，低壓電源與瓦特表的電流線圈串聯(lián)，中壓電源與瓦特表的電位線圈相連。頂部電路中的變阻器用于調(diào)節(jié)流過電流線圈的電流大小，底部電路中的微調(diào)電位器用于調(diào)節(jié)電位線圈兩端的電壓。

請記住，微調(diào)電位器是調(diào)節(jié)電壓的首選，而變阻器是調(diào)節(jié)電路電流的首選。

此外，將合適值和足夠載流能力的標(biāo)準(zhǔn)電阻“R”與功率計的電流線圈串聯(lián)放置。當(dāng)電流在電流線圈電路中流動時，這個標(biāo)準(zhǔn)電阻會在其兩端產(chǎn)生電壓降。

打開電源后，我們將獲得兩個未知電壓讀數(shù)，一個位于分壓器輸出端，另一個位于標(biāo)準(zhǔn)電阻“R”兩端?，F(xiàn)在，如果使用電位器測量標(biāo)準(zhǔn)電阻上的電壓，那么我們可以使用歐姆定律來計算通過標(biāo)準(zhǔn)電阻的電流。由于電流線圈與標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)，因此計算值也代表通過電流線圈的電流。以類似的方式，第二次使用電位器測量功率計電位線圈兩端的電壓。

現(xiàn)在我們已經(jīng)使用電位器測量了通過電流線圈的電流和通過電位線圈的電壓，我們可以將功率計算為

功率 P = 電壓讀數(shù) x 當(dāng)前值。

計算后，我們可以將此計算值與瓦特表讀數(shù)進(jìn)行比較以檢查錯誤。一旦發(fā)現(xiàn)錯誤，對功率計進(jìn)行必要的調(diào)整以調(diào)整錯誤。

這就是如何使用電位計校準(zhǔn)電壓表、電流表和瓦特表以獲得準(zhǔn)確讀數(shù)的方式。