Tại sao chỉ sử dụng phương pháp lệch một nửa để tìm điện trở của galvanometer?

Nguyên tắc của Phương pháp Bán lệch

Phương pháp Bán lệch là kỹ thuật được sử dụng để đo điện trở nội bộ của galvanometer. Phương pháp này được áp dụng chủ yếu vì nó tương đối đơn giản và không yêu cầu các thiết bị chính xác bổ sung hoặc thiết lập mạch phức tạp. Dưới đây là lý do sử dụng phương pháp bán lệch cùng với nguyên tắc cơ bản của nó:

Nguyên tắc Cơ bản của Phương pháp Bán lệch

Trạng thái ban đầu: Đầu tiên, kết nối galvanometer với nguồn điện áp đã biết sao cho kim galvanometer đạt đến độ lệch toàn bộ. Tại thời điểm này, dòng điện qua galvanometer là I, giả định điện trở nội bộ của galvanometer là G.

Thêm Điện trở: Tiếp theo, đặt một biến trở R nối tiếp với nhánh galvanometer và điều chỉnh biến trở này cho đến khi kim galvanometer lệch đến nửa vị trí ban đầu. Tại thời điểm này, dòng điện qua galvanometer giảm xuống còn I/2.

Tính toán Điện trở Galvanometer: Theo Định luật Ohm và nguyên tắc chia điện áp, khi độ lệch của galvanometer giảm đi một nửa, điện áp trên galvanometer cũng giảm đi một nửa. Do đó, có thể kết luận rằng điện áp trên galvanometer VG bằng điện áp trên điện trở ngoại vi VR. Vì dòng điện cũng giảm đi một nửa, ta có:

Điều này có nghĩa là khi độ lệch của galvanometer giảm đi một nửa, giá trị của điện trở ngoại vi R bằng điện trở nội bộ G của galvanometer.

Tại sao chỉ Sử dụng Phương pháp Bán lệch?

• Quá trình Đo lường Đơn giản: Phương pháp bán lệch chỉ yêu cầu một bộ thí nghiệm đơn giản—một nguồn điện, một galvanometer, và một biến trở. Nó không yêu cầu kiến thức chính xác về điện áp nguồn hoặc giá trị dòng điện; chỉ cần quan sát sự thay đổi của kim galvanometer.

• Tránh Các Tính toán Phức tạp: So với các phương pháp khác, như phương pháp Cầu Wheatstone, phương pháp bán lệch không liên quan đến các điều kiện cân bằng phức tạp hoặc giải phương trình, khiến nó dễ hiểu và vận hành hơn.

• Đọc Trực tiếp: Bằng cách quan sát trực tiếp sự thay đổi vị trí của kim galvanometer, kết quả có thể được thu nhanh chóng, giảm thời gian đo lường và nguồn lỗi.

• Phù hợp cho Các Mô phỏng Giáo dục: Đối với sinh viên, đây là một phương pháp trực quan và dễ hiểu giúp nắm bắt các khái niệm mạch cơ bản và định luật vật lý, chẳng hạn như Định luật Ohm và nguyên tắc chia điện áp.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng mặc dù phương pháp bán lệch thuận tiện và nhanh chóng, nó cũng có những hạn chế. Ví dụ, nếu galvanometer tự thân có đặc tính phản ứng phi tuyến, phương pháp này có thể không đủ chính xác. Ngoài ra, phương pháp này dựa trên sự phán đoán trực quan của kim galvanometer, có thể gây ra lỗi do con người. Do đó, trong trường hợp yêu cầu độ chính xác cao hơn, thường sử dụng các phương pháp chính xác hơn như phương pháp Cầu Wheatstone hoặc các thiết bị kiểm tra chính xác khác.