Waarom word slegs die half-afbuigmetode gebruik om die weerstand van 'n galvanometer te vind?

Prinsipe van die Halwe-afbuigingsmetode

Die Halwe-afbuigingsmetode is 'n tegniek wat gebruik word om die interne weerstand van 'n galvanometer te meet. Hierdie metode word hoofsaaklik aangewend omdat dit relatief eenvoudig is en nie addisionele presisie-instrumente of komplekse sirkuitopsittings vereis nie. Hieronder volg die redes vir die gebruik van die halwe-afbuigingsmetode saam met die onderliggende prinsipes:

Basiese Prinsipes van die Halwe-afbuigingsmetode

Beginstaat: Eerstens, verbind die galvanometer aan 'n bekende spanningsbron sodat die naald van die galvanometer volle-skaal afbuiging bereik. Op hierdie punt is die stroom deur die galvanometer I, met die aanname dat die interne weerstand van die galvanometer G is.

Weerstand byvoeg: Vervolgens plaas 'n veranderlike weerstand R in reeks met die galvanometer tak en pas hierdie weerstand aan totdat die naald van die galvanometer tot die helfte van sy oorspronklike posisie afbuig. Op hierdie oomblik het die stroom deur die galvanometer gedaal tot I/2.

Galvanometer Weerstand Berekening: Volgens Ohm se Wet en die spanningsdeelerprinsip, wanneer die afbuiging van die galvanometer gehalveer word, word die spanning oor die galvanometer ook gehalveer. Daarom kan gevolgtrek word dat die spanning oor die galvanometer VG gelyk is aan die spanning oor die eksterne weerstand VR. Aangesien die stroom ook gehalveer is, het ons:

Dit beteken dat wanneer die afbuiging van die galvanometer gehalveer word, die waarde van die eksterne weerstand R gelyk is aan die interne weerstand G van die galvanometer.

Hoekom slegs die Halwe-afbuigingsmetode?

• Vereenvoudigde Meetproses: Die halwe-afbuigingsmetode vereis net 'n eenvoudige eksperimentele opstelling—'n kragvoorsiening, 'n galvanometer, en 'n veranderlike weerstand. Dit vereis nie presiese kennis van die kragvoorsiening se spanning of die presiese stroomwaardes nie; dit benodig slegs waarnemings van veranderinge in die galvanometer naald.

• Vermyding van Komplekse Berekeninge: In vergelyking met ander metodes, soos die Wheatstonebrugmetode, behels die halwe-afbuigingsmetode nie komplekse balansvoorwaardes of vergelykingsoplossing nie, wat dit makliker maak om te verstaan en te bedryf.

• Direkte Lesing: Deur direkte waarneming van die posisieveranderinge van die galvanometer naald, kan resultate vinnig verkry word, wat meettyd en fouteveroorzaakbronne verminder.

• Gepas vir Onderwys Demonstrasies: Vir studente is dit 'n intuïtiewe en maklik verstaanbare metode wat help om basiese sirkuitkonsepte en fisiese wette, soos Ohm se Wet en die spanningsdeelerreël, te begryp.

Dit is egter belangrik om te onthou dat, alhoewel die halwe-afbuigingsmetode gemaklik en vinnig is, dit ook beperkings het. Byvoorbeeld, as die galvanometer self nie-lineêre reaksiekenmerke vertoon, kan hierdie metode nie akkuraat genoeg wees nie. Verder berus hierdie metode op visuele beoordeling van die galvanometer naald, wat menslike foute kan inlei. Daarom word in gevalle waar hoër presisie vereis word, meer akkurate metodes soos die voorgenoemde Wheatstonebrugmetode of ander hoë-presisie toetsapparatuur tipies gebruik.