Varför används endast halva avvikelsmetoden för att hitta motståndet hos en galvanometer?

Principer för halvavvikningsmetoden

Halvavvikningsmetoden är en teknik som används för att mäta den inre resistansen hos en galvanometer. Denna metod används främst eftersom den är relativt enkel och inte kräver ytterligare precisionsinstrument eller komplexa kretsinstallationer. Nedan följer orsakerna till varför halvavvikningsmetoden används tillsammans med dess underliggande principer:

Grundläggande principer för halvavvikningsmetoden

Initialt tillstånd: Först ansluter du galvanometern till en känd spänningkälla så att galvanometerspetsen når fullskalig avvikning. I detta läge är strömmen genom galvanometern I, med antagandet att den inre resistansen i galvanometern är G.

Lägg till motstånd: Sedan placerar du en variabel resistor R i serie med galvanometergrenen och justerar denna resistor tills galvanometerspetsen avviker till hälften av sitt ursprungliga läge. I detta ögonblick har strömmen genom galvanometern minskat till I/2.

Beräkna galvanometers resistans: Enligt Ohms lag och spänningsdelarprincipen, när galvanometers avvikning halveras, halveras också spänningen över galvanometern. Det kan därför slutsas att spänningen över galvanometern VG är lika med spänningen över den externa resistorn VR. Eftersom strömmen också halverats har vi:

Detta innebär att när galvanometers avvikning halveras, är värdet på den externa resistorn R lika med den inre resistansen G av galvanometern.

Varför använda endast halvavvikningsmetoden?

• Förenklad mätprocess: Halvavvikningsmetoden kräver bara en enkel experimentell uppställning—en strömkälla, en galvanometer och en variabel resistor. Den kräver inte noggrann kunskap om strömkällans spänning eller de exakta strömvärdena; det räcker med att observera ändringar i galvanometerspetsen.

• Undvik komplexa beräkningar: Jämfört med andra metoder, som Wheatstone Bridge-metoden, involverar halvavvikningsmetoden inte komplexa jämviktsvillkor eller ekvationer, vilket gör den lättare att förstå och använda.

• Direkt läsning: Genom att direkt observera positionsförändringarna i galvanometerspetsen kan resultat snabbt erhållas, vilket minskar mättid och felkällor.

• Lämplig för utbildningsdemonstrationer: För studenter är detta en intuitiv och lättsam metod som hjälper till att förstå grundläggande kretsprinciper och fysikaliska lagar, såsom Ohms lag och spänningsdelarregeln.

Det är dock viktigt att notera att även om halvavvikningsmetoden är bekväm och snabb, har den också begränsningar. Till exempel, om galvanometern själv visar icke-linjära responskarakteristika, kan denna metod inte vara tillräckligt exakt. Dessutom bygger denna metod på visuell bedömning av galvanometerspetsen, vilket kan introducera mänskliga fel. Därför används vanligtvis mer exakta metoder, som ovan nämnda Wheatstone Bridge-metoden eller andra högprecisionstestutrustningar, i fall där högre precision krävs.