Γιατί χρησιμοποιείται μόνο η μέθοδος της μισής αποκλίνσης για να βρεθεί το εμπόδιο ενός γαλβανόμετρου

Αρχές της Μεθόδου της Μισής Αποκλίνσεως

Η Μέθοδος της Μισής Αποκλίνσεως είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της εσωτερικής αντίστασης ενός γαλβανόμετρου. Αυτή η μέθοδος εφαρμόζεται κυρίως επειδή είναι σχετικά απλή και δεν απαιτεί πρόσθετα προσεγμένα μέτρησης ή περίπλοκες συνδυασμούς κυκλώματος. Κάτω από αυτό, βρίσκονται οι λόγοι για τη χρήση της μεθόδου της μισής αποκλίνσεως, μαζί με τις υποκείμενες αρχές:

Βασικές Αρχές της Μεθόδου της Μισής Αποκλίνσεως

Αρχική Κατάσταση: Πρώτα, συνδέστε το γαλβανόμετρο με μια γνωστή πηγή τάσης ώστε η αγκάθι του γαλβανόμετρου να φτάσει στην πλήρη αποκλίνση. Σε αυτό το σημείο, ο ρεύματος που διέρχεται μέσω του γαλβανόμετρου είναι I, υποθέτοντας ότι η εσωτερική αντίσταση του γαλβανόμετρου είναι G.

Προσθήκη Αντίστασης: Στη συνέχεια, τοποθετήστε μια μεταβαλλόμενη αντίσταση R σε σειρά με το κλάδο του γαλβανόμετρου και προσαρμόστε αυτή την αντίσταση μέχρι ο αγκάθι του γαλβανόμετρου να αποκλίνει στη μισή της αρχικής θέσης. Σε αυτή τη στιγμή, το ρεύμα που διέρχεται μέσω του γαλβανόμετρου έχει μειωθεί σε I/2.

Υπολογισμός της Αντίστασης του Γαλβανόμετρου: Σύμφωνα με τον Νόμο του Ωμ και την αρχή της διαίρεσης τάσης, όταν η αποκλίνση του γαλβανόμετρου μειώνεται κατά το ήμισυ, η τάση πάνω στο γαλβανόμετρο VG είναι ίση με την τάση πάνω στην εξωτερική αντίσταση VR. Επειδή το ρεύμα έχει επίσης μειωθεί κατά το ήμισυ, έχουμε:

Αυτό σημαίνει ότι όταν η αποκλίνση του γαλβανόμετρου μειώνεται κατά το ήμισυ, η τιμή της εξωτερικής αντίστασης R είναι ίση με την εσωτερική αντίσταση G του γαλβανόμετρου.

Γιατί Να Χρησιμοποιήσει Μόνο τη Μέθοδο της Μισής Αποκλίνσεως;

• Απλοποιημένη Διαδικασία Μέτρησης: Η μέθοδος της μισής αποκλίνσεως απαιτεί μόνο ένα απλό πειραματικό σύνολο—μια πηγή τάσης, ένα γαλβανόμετρο και μια μεταβαλλόμενη αντίσταση. Δεν απαιτεί πρόσθετη γνώση της τάσης της πηγής ή των ακριβών τιμών του ρεύματος· απαιτεί μόνο να παρατηρούνται οι αλλαγές στην αγκάθι του γαλβανόμετρου.

• Παρακολούθηση Περίπλοκων Υπολογισμών: Σε σύγκριση με άλλες μεθόδους, όπως τη μέθοδο του Wheatstone Bridge, η μέθοδος της μισής αποκλίνσεως δεν περιλαμβάνει περίπλοκες συνθήκες ισορροπίας ή λύση εξισώσεων, κάνοντάς την ευκολότερη να κατανοηθεί και να λειτουργήσει.

• Μετρήσεις Με Άμεση Ανάγνωση: Μέσω της άμεσης παρατήρησης των αλλαγών στη θέση της αγκάθι του γαλβανόμετρου, τα αποτελέσματα μπορούν να παραχθούν γρήγορα, μειώνοντας τον χρόνο μέτρησης και τις πηγές λάθους.

• Κατάλληλη για Εκπαιδευτικές Δείξεις: Για τους μαθητές, αυτή είναι μια ευθεία και εύκολη να κατανοηθεί μέθοδος που βοηθά στην κατανόηση βασικών εννοιών κυκλώματος και φυσικών νόμων, όπως ο Νόμος του Ωμ και η αρχή της διαίρεσης τάσης.

Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ενώ η μέθοδος της μισής αποκλίνσεως είναι ευκολοδιάκοπτη και γρήγορη, έχει επίσης περιορισμούς. Για παράδειγμα, αν το γαλβανόμετρο παρουσιάζει μη γραμμικές χαρακτηριστικές απόκρισης, αυτή η μέθοδος μπορεί να μην είναι αρκετά ακριβής. Επιπλέον, αυτή η μέθοδος βασίζεται στην οπτική κρίση της αγκάθι του γαλβανόμετρου, η οποία μπορεί να προκαλέσει ανθρώπινο λάθος. Συνεπώς, σε περιπτώσεις που απαιτείται υψηλότερη ακρίβεια, χρησιμοποιούνται συνήθως πιο ακριβείς μεθόδους, όπως η αναφερθείσα μέθοδος του Wheatstone Bridge ή άλλες προσεγμένες εξοπλισμοί μέτρησης.