Өлшеулер мен есептеулер кестесі

Теориялық кіріспе

Кулондық күштердің өрісі тұрақты электр тогының пайда болуына себеп болмайды, өйткені , яғни кулондық күштердің әсерінен тұйық контур бойынша орын ауыстырған зарядтың жұмысы нөлге тең, демек, кулондық өріс осындай жұмыс жасау үшін қажет болатын энергияның көзі бола алмайды. ЭҚК көздері (гальваникалық элементтер, аккумуляторлар, электрлік генераторлар және т.б.) тізбекте сыртқы күштер өрісін тудырады және электр тогына қажет болатын энергиямен қамтамасыз етеді. Осы күштер үшін орындалады.

Тізбек бөлігіндегі токтың ЭҚК сан мәні бойынша бірлік оң зарядтың орын ауыстырғанда бөгде күштердің жасайтын жұмысына тең және ол вольтпен өлшенеді.

Қондырғы мен өлшеу әдісінің сипаттамасы

Ток көзінің ЭҚК компенсация әдісімен өлшеуге болады. Осы әдіс зертханалық өлшеулердің ішіндегі нақты негізгі тәсілдердің бірі болып саналады. Ол соңғы ЭҚК мәнін тізбек бөлігіндегі белгілі кернеумен салыстыруға негізделген. 33.1 суретте көрсетілген схеманың жұмысын талдайық.

Кирхгофтың 1 және 2 заңдары арқылы теңдеулерді жазайық

А түйіні
(1)
АЕСВА контуры үшін
(2)
ВАЕ_хВ контуры үшін
(3)
Егер I₃=0 болса, онда (1) теңдеу теңдеуі орындалады, демек, (2) және (3) теңдеулерді келесі түрде болады
(4)
(5)
мұнда R₁ және R₂ – АВ және ВС реохорд иіндерінің кедергілері;

r – батареяның ішкі кедергісі;

r_x – зерттелетін ток көзінің ішкі кедергісі.

(4) және (5) өрнектерін біріктіріп шеше отырып

Алынған шарты I₃=0 үшін АС бөлігіндегі Е батареясы тудыратын кернеудің төмендеуі өлшенетін Е_х элементінің ЭҚК компенсацияланады. Бұл әдіс компенсация әдісі деп аталады. Тәжірибеде ток көзінің r ішкі кедергісі белгісіз болғандықтан, (6) формуласын тікелей қолдана алмаймыз, тек эталлондық элементтің ЭҚК- мен салыстыруын ғана енгізе аламыз. Е_х өлшенетін элементті эталлондық элементпен ауыстырып және реохордтың қоқышын жылжыта отырып, гальванометр арқылы өтетін ток I₃=0 болатын және келесі өрнек орындалатындай бір нүктесін тауып алуға болады

(6) және (7) өрнектерін мүшелеп бөліп

Калибрленген сым үшін бөліктердің кедергілері олардың ұзындықтарына пропорционалды

АС реохордының сымы масштабтық сызғышқа созылған. ЭҚК көздері схемада бір аттас полюстермен жалғанған. Е батареясын қосу К кілті арқылы жүзеге асады, ал Е_х және E_N элементтері – П ауыстырып-қосқыш пен К₁ кілті арқылы. R_б кедергісі гальванометр мен E_N элементін күшті токтардан сақтайды. Эталлондық ток көзі ретінде қалыпты Вестон элементі қолданылады. Осы элементтің электродтары кадмий амальгамы және сынап, ал электролиттер ретінде кадмий күкірт қышқылы пайдаланылады. Қалыпты элементтің ЭҚК –қа тең және ол уақыт пен температураға қатысты аз өзгереді.