Файл: Руководство к лабораторным занятиям по физике учеб. пособие.pdf

жений можно, включив в цепь нормального элемента гальвано­ метр G.

Переключив гальванометр в цепь измеряемой э. д. с., можно отрегулировать положение движка Д так, чтобы э. д. с. оказалась скомпенсированной. Так как при этом сила тока, проходящего через Rx, предварительно установлена вполне определенным обра­ зом, положения движка градуируются непосредственно в вольтах.

Нормальный элемент &N (НЭ), батарея питания £ 0 и гальва­ нометр G обычно находятся в ящике прибора, но могут, при жела­ нии, подключаться и снаружи. На панель прибора вынесены клеммы для их подключения. Источники э. д. с. — НЭ и БП — и гальва­ нометр переключаются с наружных на внутренние тумблерами (Н — В), расположенными около соответствующих клемм.

При работе с потенциометром рекомендуется следующий поря­ док измерений:

1. Поставьте все тумблеры (В — Н) в положение В.

2.Переключатель полярности (-j-----) поставьте в положение (+).

3.Установите корректором стрелку гальванометра G на нуль.

4.Установите переключатель «Род работы» в положение «Потен­ циометр» *).

5.Произведите установку рабочего тока в потенциометре, для чего переключатель (К — И) поставьте в положение К (контроль). При этом гальванометр включается в цепь нормального элемента НЭ (рис. 28). Гальванометр может включаться в цепь через большое сопротивление R (кнопка «Грубо») и без сопротивления (кнопка «Точно»), Изменяя величину переменного сопротивления г (вра­ щением ручек «Рабочий ток», рис. 29), приведите к нулю ток галь­ ванометра. Подбор рабочего тока производится сначала при нажа­

тии кнопки «Грубо», а затем при нажатии кнопки «Точно».

6.Подключите термопару к клеммам «X».

7.Установите переключатель пределов измерения в требуемое положение: Х0,5 при измерении э. д. с. до 25 мВ; ХІ при измере­

(К — И) поставьте в положение И (измерение). При этом гальва­ нометр замыкает цепь термопары на сопротивление Rx. Переме­ щением движка Д (на рис. 29 — вращением ручек М и N) сначала «Грубо», а затем «Точно» приведите к нулю ток, проходящий через гальванометр. Если скомпенсировать схему не удается (гальванометр «зашкаливает») при любом положении ручек М и N , переключите тумблер полярности (+ •—) и снова произведите компенсацию тока.

*) Потенциометр постоянного тока ПП-63 может также служить источни­ ком плавно регулируемого напряжения для поверки технических термопар. Для этой цели предназначены ручки «Напряжение» и Q. Переключатель «Род работы» ставится в этом случае в положение ИРН (источник регулируемого напряжения) или положение «Поверка»,

70 I. ОЗНАКОМЛЕНИЕ С МЕТОДАМИ ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

Величина измеряемой э. д. с. определяется по шкалам, распо­ ложенным у ручек прибора. Перед тем как произвести отсчет, не­ обходимо вновь переключить гальванометр в положение К и убе­ диться в том, что сила тока в цепи за время измерений не измени­ лась. Если это не так, измерения по пп. 5 и 8 необходимо повторить.

Как нетрудно заметить, градуировка прибора не зависит от э. д. с. Ш0. Требуется, однако, чтобы эта э. д. с. была больше э. д. с. измеряемой термопары и э. д. с. нормального элемента. Макси­ мальная величина Шй определяется диапазоном изменения вспомо­ гательного сопротивления г.

Измерения. 1. Перед началом измерений разберитесь в устрой­ стве потенциометра ПП-63.

2. Проверьте исправность термопары. Для этого подключите к потенциометру идущие от термопары провода и убедитесь в том, что нагревание (или охлаждение) одного из спаев вызывает откло­ нение гальванометра в предварительно сбалансированном потен­ циометре.

3.Поместив оба спая термопары в сосуд Дьюара с тающим льдом, убедитесь, что э. д. с. Шх термопары обращается в нуль.

4.Один из спаев термопары оставьте в сосуде Дьюара с тающим

льдом на все время измерений; второй спай поместите в колбу

скипящей водой и вновь измерьте величину <&х.

5.Поместите второй спай в сосуд Дьюара, наполненный жидким азотом, и снова измерьте величину э. д. с. Шх.

6.Поместите второй спай в тигель с расплавленным оловом. Температуру плавления (отвердевания) чистого олова определите по таблицам.

Для того чтобы измерить э. д. с. термопары именно при темпе­ ратуре плавления металла, рекомендуется расплавить все олово, выключить печь и во время остывания (и затвердевания) металла измерять термо-э. д. с. через равные промежутки времени (продол­ жительность этих интервалов студент выбирает самостоятельно). При измерениях следите за тем, чтобы спай термопары не касался стенок тигля.

После отвердевания олова снова расплавьте его, медленно под­ нимая температуру тигля. Измерения термо-э. д. с. следует произ­ водить и при нагревании олова. После того как измерения будут

На кривых должны обозначиться резко выделенные горизонтальные участки почти постоянной температуры. Измеренные на серединах этих участков э. д. с. соответствуют температуре плавления олова.

в процессе нагрева и остывания, позволяет судить о том, были ли процессы плавления и отвердевания достаточно медленны. Расхож­ дение результатов позволяет оценить погрешность измерений.

Таким образом, для градуировки термопары получены четыре точки: температура тающего льда (начало координат), температура кипящей воды, температура кипения жидкого азота и температура плавления олова. Поскольку градуировочный график нашей тер­ мопары в исследуемом диапазоне температур почти прямолинеен, этих четырех точек достаточно для проведения градуировочной кривой *).

Градуировочный график термопары постройте на миллиметровке. На графике должны быть отложены ожидаемые ошибки измере­ ния Шх.

8.По полученному графику определите температуру плавления неизвестного сплава. Температура измеряется при плавлении и при отвердевании сплава так же, как это делалось при' градуировке термопары по точке плавления олова.

9.В заключение включите в цепь термопары (см. рис. 25) вместо потенциометра ПП-63 милливольтметр и сравните показания при измерении температуры кипящей воды и жидкого азота.

Ра б о т а 7. ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ СТЕРЖНЯ С ПОМОЩЬЮ МИКРОСКОПА

Принадлежности: микроскоп, объектная шкала, окулярная шкала (в оку­ ляре микроскопа), линейка с миллиметровыми делениями, кварцевая трубка с меткой, исследуемый металлический стержень, электронагреватель, трансфор­ матор, термометр сопротивления, технический мост постоянного тока типа МО-47, источник э. д. с., гальванометр.

Микроскоп. Микроскопом называется оптический прибор, поз­ воляющий получать сильно увеличенные изображения мелких, близко расположенных предметов.

’) Температуры кипения жидкого азота и воды, а также температура плав­ ления олова берутся из справочника. Температуры кипения азота и воды суще­ ственно зависят от атмосферного давления. Величина давления должна быть определена по барометру во время опыта.