Kāpēc, lai atrastu galvanometra pretestību, tiek izmantota tikai pusnovirziena metode?

Pusaudzības metodes principi

Pusaudzības metode ir tehnika, kas izmanto galvanometra iekšējās pretestības mērīšanai. Šo metodi bieži izmanto tāpēc, ka tā ir salīdzinoši vienkārša un nerequire nevienas papildu precīzas instrumentu vai sarežģītu šķērslietu izmantošanu. Zemāk norādītas ir pusaudzības metodes izmantošanas iemesli un tās pamatprincipi:

Pusaudzības metodes pamatprincipi

Sākotnējais stāvoklis: Pirmajā solī savienojiet galvanometru ar zināmu sprieguma avotu tā, lai galvanometra rādītājs sasniedz pilnīgu skalas defleciju. Šajā brīdī caur galvanometru plūst strāva I, pieņemot, ka galvanometra iekšējā pretestība ir G.

Pretestības pievienošana: Nākamajā solī vietējo pretestību R savienojiet seriālā savienojumā ar galvanometra šķērslu un pielāgojiet šo pretestību līdz brīdim, kad galvanometra rādītājs deflectē uz pusē no sākotnējās pozīcijas. Šajā momentā caur galvanometru plūstošā strāva samazināsies līdz I/2.

Galvanometra pretestības aprēķināšana: Saskaņā ar Oma likumu un sprieguma dalītāja principu, kad galvanometra deflecija tiek samazināta uz pusē, spriegums uz galvanometra arī samazinās uz pusē. Tātad, var secināt, ka spriegums uz galvanometra VG ir vienāds ar spriegumu uz ārējo pretestību VR. Kad strāva tika arī samazināta uz pusē, mēs iegūstam:

Tas nozīmē, ka, kad galvanometra deflecija tiek samazināta uz pusē, ārējās pretestības R vērtība ir vienāda ar galvanometra iekšējo pretestību G.

Kāpēc izmantot tikai pusaudzības metodi?

• Vienkāršota mērījumu procedūra: Pusaudzības metode prasa tikai vienkāršu eksperimentālo ierīkojumu—sprieguma avotu, galvanometru un mainīgo pretestību. Tai nav nepieciešama precīza zināšana par sprieguma avota spriegumu vai tās strāvas vērtībām; tā tikai prasa novērot galvanometra rādītāja pārmaiņas.

• Sarežģīto aprēķinu izvairīšanās: Salīdzinājumā ar citām metodēm, piemēram, Vītsonas mosta metodi, pusaudzības metode neatstāj sarežģītus balansēšanas nosacījumus vai vienādojumu risināšanu, padarot to vieglāku sapratāmu un izmantojamu.

• Tiešā lasīšana: Tieši novērojot galvanometra rādītāja pozīcijas maiņas, rezultāti var tikt iegūti ātri, samazinot mērījumu laiku un kļūdu avotus.

• Atbilstība izglītības demonstrācijām: Studentiem šī ir intuītīva un viegli saprotama metode, kas palīdz izprast pamata šķērslietu konceptus un fizikas likumus, piemēram, Oma likumu un sprieguma dalītāja principu.

Tomēr, jāņem vērā, ka, neskatoties uz pusaudzības metodes ērtumu un ātrumu, tā arī ir ierobežojumi. Piemēram, ja galvanometrs pašā izrāda nelineārus atbildes raksturojumus, šī metode var nebūt pietiekami precīza. Turklāt šī metode balstās uz vizuālu novērojumu par galvanometra rādītāju, kas var radīt cilvēka kļūdas. Tāpēc gadījumos, kad nepieciešama augstāka precizitāte, parasti tiek izmantotas precīzākas metodes, piemēram, minētā Vītsonas mosta metode vai citas augstas precizitātes testēšanas ierīces.