電阻值的檢測(cè)是恒壓電路問(wèn)題的重點(diǎn),也是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。 這就需要熟練掌握恒壓電路的基本知識(shí),能夠靈活運(yùn)用內(nèi)阻檢測(cè)的方法,從而提高綜合分析和解決問(wèn)題的能力。 在測(cè)量內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,盡量減少實(shí)驗(yàn)的偏差。 常規(guī)的方法是電壓表的阻值越大越好,電壓表的內(nèi)阻越小越好。 選擇量程大的電壓表和電壓表會(huì)降低讀數(shù)。 由于巧合偏差,兩者往往互不相讓,難以兼得。 同時(shí),在實(shí)驗(yàn)中,電壓表電壓表不理想,內(nèi)阻一直存在,總會(huì)帶來(lái)偏差。 因此,教材中的內(nèi)阻常規(guī)測(cè)試有必要在以下基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)
下面就來(lái)談?wù)勅绾卧O(shè)計(jì)檢測(cè)內(nèi)阻的思路,以及如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)從而更準(zhǔn)確地檢測(cè)內(nèi)阻。
1、伏安法測(cè)量?jī)?nèi)阻
(1)檢測(cè)電路
由于電壓表和電流表都有內(nèi)阻,所以檢測(cè)電路有兩種:電壓表內(nèi)接和電壓表外接。
1、電壓表內(nèi)部接法和電壓表外部接法電路圖分別如圖1和圖2所示
2、電壓表內(nèi)外接線方式的選擇
(2)如果不知道RV、RA和待測(cè)內(nèi)阻RX非線性電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告,可采用試探法,如圖3所示。當(dāng)電流表的一端分別接a、b兩點(diǎn)時(shí),若有電壓指示有明顯變化,采用內(nèi)接法; 如果數(shù)字有明顯變化,則使用外接法。
3、偏差分析
內(nèi)接時(shí)的偏差是電壓表分壓引起的,其檢測(cè)值偏大,即>Rtrue。
外接時(shí),偏差是電流表分流造成的,其檢測(cè)值比較小,即R測(cè)量
(2) 伏安法測(cè)量電阻電路的改進(jìn)
方法一:用圖4所示電路消除水表電阻引起的偏差。
二、測(cè)量水表的內(nèi)阻
(1)用半偏壓法測(cè)量電壓表的阻值
1、檢測(cè)方法:電壓表半偏壓法測(cè)量?jī)?nèi)阻電路圖如圖5所示,R為滑動(dòng)變阻器,R0為內(nèi)阻盒,G為被測(cè)電壓表的阻值.
實(shí)驗(yàn)時(shí),先關(guān)閉S1,關(guān)閉S2,調(diào)節(jié)R使電壓表的指針完全偏置; 然后閉合S2,調(diào)節(jié)R0,使電壓表的讀數(shù)為滿量程的一半,此時(shí)內(nèi)阻盒的數(shù)值就是電壓表的阻值。
(注意:實(shí)驗(yàn)前,變阻器的阻值要放在最大位置非線性電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告,調(diào)整R0時(shí),R不動(dòng))
3、設(shè)備選擇:由以上原則可知,S2通斷時(shí),支路中的電流近似認(rèn)為恒定,條件是R≥Rg。 因此,實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇應(yīng)滿足①電源電動(dòng)勢(shì)盡量大,②R盡量大的要求。
(2) 半偏壓法測(cè)量電壓表電阻的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
方法一:如圖6所示,若將同一電壓表G'作為檢測(cè)器串聯(lián),組成如圖7所示的雙水表半偏電路,則上述系統(tǒng)偏差便可輕松解決。 因?yàn)椋]合的開(kāi)關(guān)S2連接到R'。 雖然回路總內(nèi)阻減小,總電壓下降,但在電壓表G'的檢測(cè)下反復(fù)調(diào)整。 R和R'必須能將G'表調(diào)整到全偏壓Ig,使G表處于半偏I(xiàn)g/2,從而擺脫尷尬,消除系統(tǒng)偏差,準(zhǔn)確測(cè)量Rg= R0。
(3)半偏法測(cè)量電流表的阻值
1、電路如圖7所示,實(shí)驗(yàn)時(shí),將R1的滑動(dòng)片P置于左側(cè),閉合S1、S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1,使電流表讀數(shù)為滿; 保持滑動(dòng)變阻器R1不變,斷開(kāi)S2。 調(diào)整電阻盒R0,使電流表讀數(shù)為滿量程的一半,則RV=R0。 這些技術(shù)稱為恒壓半偏壓法。
由于電流表的阻值較大,所以串聯(lián)了R0。 如果R0很小(相對(duì)于電流表的阻值),幾乎不起作用,所以R0需要一個(gè)更大的阻值; R1為調(diào)節(jié)電流表,R0串聯(lián)。 大道提供可變電流,其電阻必須小,以方便調(diào)節(jié)大范圍的電流。 因此,滑動(dòng)變阻器是分壓接法。
2、偏差分析:由于電源也有電阻(即不能視為理想測(cè)試),所以當(dāng)內(nèi)阻箱電阻減小時(shí),電路中總內(nèi)阻減小,電壓減小,電壓下降路端電流減小,所以電流表和內(nèi)阻盒上的總電流大于(1)中提到的電流表上的電流,所以當(dāng)電流表電流半偏時(shí),內(nèi)阻盒上的電流小于電流表上的電流。 根據(jù)歐姆定律,此時(shí)變阻器盒的內(nèi)阻小于電流表的阻值,即檢測(cè)值小于真實(shí)值。
(4)半偏電流表電阻實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)
事實(shí)上,我們必須掌握內(nèi)阻檢測(cè)的原理和設(shè)計(jì)檢測(cè)電路的思路,尤其是在明天的新課改中,更需要我們具備運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的知識(shí)遷移能力。 教材。
(作者單位:山東雷博學(xué)校)