当没有电流流过时,电池的正负极间的电势差等于电池的电动势。如有电流流过,因在电池内阻上有一定电压降(用电压表测量电池两极间的电压,就是这种情形),这时测得的不再是电池电动势,而只能称作端电压。若能在无电流流过时进行测量,就可直接测量电动势了。补偿法就是这样一种方法。
电位差计分交流和直流两种,在生产和科研中广泛使用。例如生产半导体材料和 元件时,常用铂—铂铑合金组成的温差电偶测 量炉温,而温差电动势的变化只有几十微伏,不 宜用电压表测量,一般都要用电位差计。电位差计还被用来准确测量电流和电阻。交流电位差计可用于磁性测量。
[2] 补偿法测电压
图1 电压补偿法电路 [2] 如图1所示的电路可以用来测定未知的电动势,图1中 E
x 是被测电动势,EN 是可以调节的已知电源。如调整 E
N 值使回路中检流计指示零值(即回路里电流为零),则 Ex 与 E
N 的关系是电动势方向相反,大小相等,故数值上有 E
x =E
N 。这时电路达到电压补偿 , 这种方法称为补偿法 。
[2] 补偿法测电流
图2 补偿法测电流 [2] 将电位差计的电压补偿法原理应用于电流测量中,避免了电流测量中因电表的内阻而引起的测量误差。利用实验室现有仪器设计了一个切实可行的新实验,是个有趣的探索 。待测电流电路如图2所示 。为了不改变电路状态而实现对电流的测量 ,还可利用“电流补偿”原理, 结合电位差计测电压的方法,实现对电路电流的测量。 R
n为己知标准电阻,选择电源电压 E 并调节电阻 R0 使电流计 G 指示零电流值,用电位差计测得标准电阻 R
n上的电压降 V
n, 即可得电流 I =V
n/R
n。
[2] 补偿法测电阻
图3 分压补偿电路 [2] 这种电压补偿的方法又可以用来测电阻,这是电位差计的又一个扩展使用 。利用补偿法测电阻 , 既能够避免伏安法测电阻由于电表内阻引入的误差 , 又可以避免电桥法测电阻由于比率臂电阻不精确引入的误差 ,不失为一种精确测量电阻的方法 。可用一标准己知电阻民与待测电阻串联通电 , 用电位差计测得 R
n 和 R
x 的压降分别为 V
n 和 V
x , 由下式求得R
x 。
Rx =(Vx/Vn)Rn
当 Vn 和 Vx 的测量值超过电位差计“测量补偿电压”En调节范围时,应选择图3分压补偿电路进行测量 。