1、伏安法測量電阻的原理 電路部分 歐姆定律:流過導體的電流強度與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比。 1. 兩個伏安法測量電阻的電路。 電流表接在電壓表的兩個端子外面,通常稱為“外接法”。 電流表接在電壓表兩個端子的內部,通常稱為“內接法”。 由于電流表和電壓表分別具有分壓和分流的功能,因此測量電阻有兩種方法。 錯誤。 2、伏安法測量電阻誤差分析 (1)外接電流表電壓指示伏安法測電阻誤差分析,電流指示太小。 2. 伏安法測量電阻的誤差分析 (2) 電流表內部連接電壓指示與電流指示 數值過大 3. 絕對誤差和相對誤差 (2) 外部電流表連接方法 (1) 內部電流表連接方法 ΔR = R 測量 - Rx = RA 可見,當 RxRA 時,R 測量 RX 可見,當 RVRx 時,R 測量 RX4。 兩種 連接方式的選擇 (1)通過計算判斷 (2)無法計算時,用測試方法判斷:如果電流表讀數變化較大,如果電壓表讀數變化較大,說明:安培指示數變化明顯,說明電壓表有明顯的分流效應,被測電阻較大,可與電壓表的內阻相媲美。 因此,采用電流表內部連接方法可以減小誤差。 它應該連接在c處。 說明:電壓指示變化明顯,說明電流表的分流作用明顯,測得的電阻較小,可與電流表的內阻進行比較。 因此,可以采用外部電流表連接方法來減小誤差,應連接在b處。 2、控制電路的選擇(滑動變阻器連接方式) EIR 電源負擔輕 E(IR+Iap)電源負擔重 (1)如果需要測量電阻 Rx 兩端電壓變化范圍較大,或者電壓需要從零開始連續可調,應選用分壓電路; (4)當R0Rx(或兩者相似)時,雖然兩種電路都能對負載電流調節和控制產生重大影響。 或者當兩個電路都滿足實驗要求時。 但限流電路具有節省電能、電源負擔輕、電路連接方便等優點,所以最好選擇限流電路。 (3)當R0Rx時。 為了使被測電阻中的電流變化較大,還應選擇分壓電路; (2)如果采用限流電路,若電路中的最小電流大于或等于被測電阻Rx的額定電流,則必須采用分壓電路; 外部電流表連接方法 內部電流表連接方法 如何繪制電路圖 限流連接 物理電路 Rx 例 1:如圖所示伏安法測電阻誤差分析,電流表和電壓表的讀數分別為 10V 和 0.1A,其內阻電壓表為500Ω,則被測電阻R的測量值比真實值高。 測量值為_____,真實值為0.100Ω125Ω。 例2、已知電壓表的內阻為RV=10KΩ,電流表的內阻為RA=0.01Ω。 現在用伏安法測量Rx的電阻值約為5Ω。 為了減少誤差,應采用電流表法。
伏安法電阻測量電路選擇外接示例3:用伏安法測量某電阻Rx的阻值。 現有實驗設備如下: A、待測電阻Rx:范圍5-8Ω,額定功率1WB。 電流表 A1:量程 0—0.6A(內阻 0.2Ω) C、電流表 A2:量程 0—3A(內阻 0.05Ω) D、電壓表 V1:量程 0—3V(內阻 3KΩ) E、電壓表 V2:量程 0 —15V(內阻15KΩ) F、滑動變阻器R:0-100ΩG。 電池:電動勢12VH。 電線、電鑰匙。 為了測量更加準確,保證設備安全,應選用電流表和電壓表,并畫出電路圖。 首先確定測量電路為R=100Ω>10Rx。 應選擇限流電路,然后確定控制電路。 電路圖如圖所示。 分析: 例4:未知電阻,其阻值無法估計。 一名學生使用伏安法測量電阻。 每次均使用圖(a)和(b)中的兩個電路進行測量。 圖(a)測得的數據為:3.0V、3.0mA,使用圖(b)測得的數據為2.9V、4.0mA。 可以看出,使用圖片測得的Rx誤差很小。 測量值Rx=Rv適合測量小電阻或Rv》RxRA適合。 測量大電阻或Rx》RA采用伏安法測量電阻,采用電流表內接法和外接法。 測得某個電阻Rx的阻值分別為R1和R2。 則測量值與真值Rx之差為 關系式: (A) R1>Rx>R2 R1<Rx<R2 (C) R1>R2>Rx (D) R1<R2<Rx。 關閉鑰匙之前,變阻器滑動觸點應處于正確位置。 解決方法:金屬線電阻不大,應外接電流表。 畫出電路圖如下: