伏安法测电阻是电学中典型的实验之一,本文详细描述采用伏安法进行直流电阻的测量方法以及比较。
在电路中对于直流电阻的测量经常采用伏安法进行测量,伏安法测量电阻有内接法和外接法,其连线方式分别如图1和图2所示。
图1 外接法
图2 内接法
分别用R测、R真表示被测电阻的测量值和真实值RV、RA表示电压表和电流表的内阻,当按照图1外接法的方式对电阻进行测量的时候,被测电阻为:
由于电压表的分流作用使得被测电阻值小于电阻的真实值,当电压表内阻越大的时候其分流作用越弱,被测电阻值就越接近真实值。
当按照图2内接法对电阻进行测量的时候,被测电阻为:
由于电流表的分压作用使得被测电阻值大于电阻的真实值,当电流表的内阻越小的时候其分压越小,被测电阻值就越接近真实值。
根据上面的分析可知,选择合理的接线方式可以有效地减小测量误差。
如果有先验知识,知道被测电阻的阻值大致范围和电压表、电流表的内阻,可以采用如下判定规则选取接线方式:
1、当RV≥200R时,采用外接法;当R≥200R 时,采用内接法。
2、当RV、RA和R不满足判据1时,采用如下判定规则:
当时(即 为大电阻),采用内接法;
当 时(即 为小电阻),采用外接法;
当 时采用内、外接法均可;
3、当RV、RA和R未知时,此时可以用试触法进行判定:
图3 试触法
首先将电压表接于M点,测出此时的电压 和电流 ;然后将电压表接于N点,测出此时的电压UN和电流IN,算出电压变化量和电流变化量 。
当,说明电流表内阻带来的影响比较大,此时用外接法;
当时,说明电压表内阻带来的影响比较大,此时用内接法。
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