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[!--downpath--]感應恒壓內阻檢測方法
內阻檢測仍然是小學數學熱實驗的重頭戲。 初中數學課本上安排的熱實驗只是給出了電阻值檢測的一個大概框架。 事實上,檢測內阻的方法有很多種。 了解并掌握內阻。 該檢測方法可以使中學生對熱學知識的理解更加深刻和透徹。
1.基本方法-----伏安法(VA法)
伏安法檢測內阻主要涉及檢測電路、控制電路和實驗設備的選擇。
1、原理:根據一些電路的歐姆定理。
2、控制電路的選擇
控制電路有兩種:一種是限流電路(如圖1所示);另一種是限流電路(如圖1所示)。 另一個是分壓電路。 (如圖2所示)
(1)限流電路將電源與可變內阻串聯,改變電阻的阻值來改變電路。
電壓,但電壓在一定范圍內變化。優點是節省能源; 通常它可以在兩個控制電路中使用
選擇時,優先考慮限流電路。 (2)分壓電路將電源的輸出值與可變內阻串聯,然后從可變內阻兩端引出電壓。
退出導線。如圖2所示,其輸出電流由ap之間的內阻決定,因此其輸出電流可以從零變化
開始向接近電源的電動勢轉變。 在以下三種情況下,必須使用分壓電路:
① 要求檢測數值從零開始的變化或在坐標圖上繪制圖形。
②滑動變阻器的輸出值遠小于被測內阻的阻值。
③電流表、電流表的電阻要小于電路中的電流和電壓。 3. 測量電路
由于電壓表和電流表都有內阻,因此檢測電路有內部電壓表和外部電壓表兩種。
抓住。
(1)內部電壓表連接和外部電壓表連接電路圖分別如圖3和圖4所示。
(2)電壓表內部和外部連接方法的選擇,
①. 當RV、RA和待測內阻RX的近似阻值已知時高中物理實驗測定金屬的電阻率,可以利用相對偏差來判斷A是否有效。
如果XRR>XVRR,則選擇內部連接方式,如果AXRR<XVRR,則選擇外部連接方式。
A。
b兩點,如果電壓指示數變化較大,則采用內接法; 如果電流指示數變化較大,請采用外接方法。
法律。
(3)偏差分析:
內部連接時,由于電壓表分壓造成偏差,其檢測值偏大,即
R測試>R真(R測試=RA+RX);
外接時,由于電流表分流造成偏差,其檢測值太小,即
R測試<R true(+=
4、伏安法測量電阻電路的改進
圖5 圖
0圖1
圖2
圖片
3 張圖片
4 張圖片
70
只需要如圖6、圖7所示的兩個測量內阻的電路就可以消除水表電阻造成的偏差。 為什么? 如何檢測?
2.伏安法演變而來的其他檢測定值內阻的方法總結
(1)電流表與定值內阻替代法(VR法)
【例1】內部有一個電阻R,其阻值看不清楚。 我們想測量它的電阻,但我們手頭只有一套板、一個電流表、一個已知阻值的電阻R0和幾根電線。 有沒有辦法測量R的電阻? 說出你的方法和理由。
(2)電流表和滑動變阻器更換法(V-RP法)
【例2】給你以下設備:一個電源(電流未知),一個標有“20Ω,1A”的滑動變阻器,幾根電線,一個開關,一個電流表,一個待測內阻Rx。 請設計一個可以測量Rx內阻的電路。 要求:
1、畫出你設計的電路圖(電流表接入電路后位置不能改變)。
2.簡述實驗操作步驟。
3. 根據您測量的化學量寫出表達式 Rx=。
(3)電流表和開關替代法(VK法)
【例3】給你一套板子,一個電流表,一個已知電阻的固定內阻R0,兩個開關和幾根電線,請嘗試只連接一次電路來測量未知內阻的電阻,繪制出來畫出電路圖并寫出實驗步驟和未知內阻的表達式。
(4)電壓表與定值內阻替代法(AR法)
【例4】現有電池組、電流表、開關、電線和已知電阻的固定內阻R0,沒有電流表,如何測量被測內阻的阻值?
(5)電壓表和滑動變阻器更換法(A-RP法)
[示例 5] 有一個電池組、一個電流表、一個已知最大電阻的滑動變阻器、電線和開關。 如何測量被測內阻的阻值?
(6)電壓表及開關更換法(AK法)
[例6] 有一個內阻xR,其阻值看不清楚。 我們想測量它的電阻,但我們手頭只有一個電壓表、一個已知阻值0R的定值內阻、兩個開關和幾根電線:
1.畫出實驗電路圖。
2. 寫出實驗步驟。
3. 使用測量的和已知的量寫出未知內阻xR 的表達式。
3、其他檢測內阻的方法總結
(1)用歐姆表測量內阻
一、歐姆表的結構及原理
其結構如圖1所示,由三個元件組成:G為電阻Rg,
具有全偏置電壓 Ig 的電壓表。 R為可變內阻高中物理實驗測定金屬的電阻率,俗稱調零內阻,
電池的電動勢為E,電阻為r。
使用歐姆齒輪測量內阻的原理是基于歐姆閉路定理。
當紅、黑基極接被測內阻Rx時,由閉路歐姆定理可知:
I=E/(R+Rg+Rx+r)=E/(R+RX)
從電壓的表達式可以看出,通過電壓表的電壓與被測內阻并不成反比,而是存在一一對應關系,即可以計算出相應的內阻通過測量相應的電壓。 這是歐姆表測試。 內阻的基本原理。
2、使用注意事項:
(1)歐姆表表針偏轉角度越大,所測內阻越小,因此其刻度與電壓表、電壓表的刻度正好相反。
即左邊較大,右邊較小; 電壓表和電壓表的刻度是均勻的,而歐姆表的刻度是不均勻的,左密右疏。 這是由于電壓和電量造成的。
圖1
阻力與阻力之間既不是反比關系,也不是正比關系。
(2)萬用表上的黑色和紅色端子代表+和-極。 黑色底座連接電池負極,紅色底座連接電池正極。 電壓總是從紅筆流入,從黑筆流出。
(3)檢測內阻時,每次換檔時均應進行調零。
(4)測試時,指針應盡可能靠近滿刻度的中心。 (通常在中位尺度的1/3區域)
(5)檢測時,被測內阻應與電源及其他設備斷開。
(6)測試時,不要同時用右手觸摸底座,因為人體是有內阻的,使用完畢后,將選擇開關從歐姆位置旋開,一般情況下旋至最高端交流電流或關閉位置。
(2)利用惠斯登電橋檢測內阻
1、原理:惠斯通電橋的原理如圖所示。 內阻R1、R
2、R與待測內阻RX接成四路
每條邊稱為橋臂。在對角線 A 和 C 之間以及對角線 B 和 C 之間連接電源 E
D連接到檢流計G。因此,電橋由4個臂、電源和檢流計組成。當開關接通時
經過后,電壓經過各路,檢流計路有連通ABC和ADC的兩條路。
其作用類似“電橋”,故稱為“電橋”。適當調整R、R1、R2的大小,可以
使電橋中無電壓通過,即通過檢流計的電壓IG=0。此時B、D點電位
平等的。 電橋的這些狀態稱為平衡狀態。此時A、B之間的電勢差等于A、D之間的電勢差
B和C之間的電位差等于D和C之間的電位差。設置ABC大道和ADC
通路中的電壓分別為I1和I2,由歐姆定理得到
I1RX==I2R2
將兩個公式相除得到:=
上式稱為橋梁的平衡條件。 所以 12
RRRRX=一般R/R2稱為百分比臂,R1稱為比較臂。 2. 測量方法
如圖所示,連接電路,R1、R2為定值內阻。
R3為可變內阻盒(可直接讀取數值),
Rx為待測內阻,調節R3,使電壓表
讀數為零,應用平衡條件,并找到 Rx。
(3) 等效替代法測量內阻
1、等效替代法是將通過被測內阻的電壓(或電流)與檢測過程中通過內阻盒的電壓(或電流)。
平等的。 電路如圖13所示,將SPDT開關撥至a,閉合S1調節R,使電流表讀數為I0,保持R不變,將SPDT開關撥至b,調節R0,使電流表讀數為I0。 此時內阻盒的讀數即為待測內阻值。
2、測量原理:圖14是用電壓表完成的實驗。 小伙伴們可以自己分析一下檢測原理。
3、注:主要部件為內阻盒和單刀雙擲開關。 分壓控制電路可用于實線盒內。
(4)采用公式估算法測量內阻
公式估算法主要利用串并聯電路的特性以及對整個電路的了解來分析求出待測內阻的值。 圖片
15
圖片
13 圖14 圖15S1
S2
是檢測內阻Rx的電路,Rx為待測內阻,R為保護內阻,其阻值未知,R1為已知定值內阻,電源電動勢E未知, S1、S2為單刀雙擲開關,A為電壓表,其電阻不計。
(1)檢測Rx的步驟為:閉合S2至d,閉合S1,記錄電壓表讀數I1,然后閉合S2至c,閉合S1,記錄電壓表讀數I2。
(2) 估算Rx的公式為Rx=
(5) 測量內阻的補償方法
1、基本原理:在一定濕度下,當直流電通過待測內阻xR時,用電流表測量
測量xR兩端的電流U,用電壓表測量通過xR的電壓I。 那么內阻值可表示為
表示為:xR=U/I
2、測試方法:連接如下電路圖,調整3R,使檢流計G無電壓通過(參考
針指向零),則電流表指示的電流值bdU等于xR兩端的電流acU,即b、d之間的電流補償了xR兩端的電流。 清楚的不僅僅是電流電阻對電路的影響。
采用補償法測量內阻的優點
補償法測量的內阻造成的偏差比伏安法測量的小。 這主要是因為補償法測量內阻時沒有引入檢測儀器本身的內阻,增大了系統偏差,增強了檢測精度。
該電路簡單實用。 電路中的器件、儀器均為常用元件,但滑動變阻器和內阻盒的阻值是否準確,不會影響被測內阻的檢測值,從而降低了對內阻元件選擇的要求。
調節方便,電路采用粗調和細調設計,既可以提高檢測率,又可以保護檢流計,這是電橋檢測內阻時很難做到的。
糾正系統偏差。 檢測儀器本身在電路中的內阻與檢測結果無關,從而減少了檢測方法引入的偏差,這是單純用低頭法檢測內阻時難以實現的。
以上五種內阻檢測方法在解決問題時可以根據具體情況靈活選擇。