Proč se používá pouze metoda půlování odchylky k určení odporu galvanometru

Zásady metody poloviny odchylky

Metoda poloviny odchylky je technika používaná k měření vnitřního odporu galvanometru. Tato metoda se používá především proto, že je relativně jednoduchá a nevyžaduje dodatečné přesné přístroje nebo komplexní zapojení obvodu. Níže jsou uvedeny důvody pro použití metody poloviny odchylky spolu s jejími základními principy:

Základní principy metody poloviny odchylky

Počáteční stav: Nejprve připojte galvanometr k známému zdroji napětí tak, aby jehla galvanometru dosáhla plné škálové odchylky. V tomto okamžiku je proud procházející galvanometrem I, přičemž vnitřní odpor galvanometru je G.

Přidání odporníku: Dále umístěte proměnný odporník R v sérii s větví galvanometru a upravte tento odporník, dokud jehla galvanometru nedosáhne poloviny své původní polohy. V tomto okamžiku se proud procházející galvanometrem snížil na I/2.

Výpočet odporu galvanometru: Podle Ohmova zákona a principu dělení napětí, když je odchylka galvanometru snížena na polovinu, napětí na galvanometru se také sníží na polovinu. Proto lze usoudit, že napětí na galvanometru VG je rovno napětí na externím odporníku VR. Protože proud byl také snížen na polovinu, platí:

To znamená, že když je odchylka galvanometru snížena na polovinu, hodnota externího odporníku R je rovna vnitřnímu odporu G galvanometru.

Proč používat pouze metodu poloviny odchylky?

• Zjednodušený měřicí proces: Metoda poloviny odchylky vyžaduje pouze jednoduché experimentální zařízení – zdroj napětí, galvanometr a proměnný odporník. Nevyžaduje přesné znalosti napětí zdroje nebo přesné hodnoty proudu; stačí pozorovat změny v poloze jehly galvanometru.

• Vyhnutí se složitým výpočtům: Ve srovnání s jinými metodami, jako je metoda Wheatstoneova mostu, metoda poloviny odchylky nezahrnuje složité podmínky rovnováhy nebo řešení rovnic, což ji činí snáze srozumitelnou a provozovatelnou.

• Přímé čtení: Přímým pozorováním změn v poloze jehly galvanometru lze rychle získat výsledky, což snižuje čas měření a zdroje chyb.

• Odhodnocení pro vzdělávací demonstrace: Pro studenty je to intuitivní a snadno srozumitelná metoda, která pomáhá pochopit základní koncepty obvodů a fyzikálních zákonů, jako je Ohmov zákon a pravidlo dělení napětí.

Je však důležité si uvědomit, že i když je metoda poloviny odchylky praktická a rychlá, má také své omezení. Například, pokud galvanometr ukazuje nelineární odezvu, tato metoda může být nedostatečně přesná. Kromě toho tato metoda závisí na vizuálním posouzení jehly galvanometru, což může vést k lidským chybám. Proto, v případech, kdy je vyžadována vyšší přesnost, se obvykle používají přesnější metody, jako je zmíněná metoda Wheatstoneova mostu nebo jiné vysokopřesné testovací přístroje.