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文檔簡介
1、電阻的測量,(一)伏安法測電阻的兩種電路,1、電流表接在電壓表兩接線柱外側(cè),通常叫“外接法”,2、電流表接在電壓表兩接線柱內(nèi)側(cè),通常叫“內(nèi)接法”,因?yàn)殡娏鞅?、電壓表分別有分壓、分流作用,因此兩種方法測量電阻都有誤差,(二)伏安法測電阻的誤差分析,電流表外接法,電壓表示數(shù),電流表示數(shù),測量值偏小,適合測量小電阻.,說明:誤差來源于電壓表的分流,分流越小,誤差越小所以該電路適合測量小電阻.,十、電阻的測量,電流表內(nèi)接法,電壓表示數(shù),電流表示數(shù),測量值偏大,適合測量大電阻.,說明:誤差來源于電流表的分壓,分壓越少,誤差越小所以該電路適合測量大電阻.,十、電阻的測量,(二)伏安法測電阻的誤差分析,外接
2、法,內(nèi)接法,誤差來源,測量結(jié)果,測量條件,伏特表的分流,電流表的分壓,R真R測,R真R測,RRA,RRV,小結(jié):伏安法測電阻,用外接法,用內(nèi)接法,小結(jié):伏安法測電阻電路選擇,一、滑動變阻器的分壓接法和限流接法的電路分析,如圖1所示的電路中,滑動變阻器總電阻為R 0,輸入電壓為U0,負(fù)載電阻R兩端的電壓U隨變阻器調(diào)節(jié)變化情況作如下的討論:,1、滑動變阻器的分壓接法,一、滑動變阻器的分壓接法和限流接法的電路分析,首先,不接負(fù)載R時(shí),輸出端的電壓U=Rap,可見,U與成正比,輸出電壓電線性的,如圖1(b)中所示。換言之,觸頭P在ab間移動時(shí),左半部分分得的電壓是均勻變化的,電壓的變化范圍是0U0。,
3、一、滑動變阻器的分壓接法和限流接法的電路分析,其次,當(dāng)滑動變阻器的aP連接負(fù)載電阻R時(shí),P點(diǎn)左邊電路的等效電阻減小,與P點(diǎn)右邊部分串聯(lián)而得的電壓將比原來減小,如圖1(b)所示。,一、滑動變阻器的分壓接法和限流接法的電路分析,再次,當(dāng)負(fù)載電阻R很小,對于確定的Rap,左部分分得的電壓將更小,如圖如圖1(b)所示。,一、滑動變阻器的分壓接法和限流接法的電路分析,可以得出結(jié)論:分壓接法要能通過連續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器得到平緩變化的電壓,負(fù)載阻值應(yīng)該較大。換言之,分壓接法滑動變阻器應(yīng)該選用阻值相對較小的。,一、滑動變阻器的分壓接法和限流接法的電路分析,如圖2所示的電路輸入電壓為U0,滑動變阻器總阻值為R0,
4、滑動變阻器對負(fù)載R0電流的控制情況作如下的討論:,2、滑動變阻器的限流接法,一、滑動變阻器的分壓接法和限流接法的電路分析,首先,電路中的電流:I=U0/(RaP+R0),可見,I隨RaP的增大而減小,如圖(b)所示。 當(dāng)Rap=0時(shí),電路中的最大電流Im= U0/R0 ,R兩端的電壓最大Umax=U0。,一、滑動變阻器的分壓接法和限流接法的電路分析,當(dāng)Rap最大值R0分別為負(fù)載電阻1、3、5倍時(shí),電路中電流的最小值為Im/2、Im/4 、Im/6 負(fù)載電阻R兩端的最小電壓Umin為U0/2、U0/4 、U0/6 ,一、滑動變阻器的分壓接法和限流接法的電路分析,由此可見,若滑動變阻器總電阻R0較
5、小,它對整個(gè)電路的電流控制能力就小,反之較大。但是,實(shí)際選擇滑動變阻器時(shí),并不是R0越大越好。R0很大,其單位長度的阻值越大,觸頭P處a點(diǎn)稍作移動,整個(gè)電路總電阻迅速增大,通過電路的電流就很小,要連續(xù)均勻地調(diào)節(jié)電流,負(fù)載R兩端的電壓,滑動變阻器只能在極小的范圍內(nèi)調(diào)節(jié),所以操作很不方便。,一、滑動變阻器的分壓接法和限流接法的電路分析,通過分析圖線,可以得出結(jié)論:限流式接法要能在調(diào)節(jié)過程中平緩控制電流(電壓),滑動變器阻值要稍大些。,二、分壓接法和限流接法的比較,三、滑動變阻器分壓接法和限流接法的選擇,滑動變阻器分壓接法和限流接法都能調(diào)節(jié)負(fù)載的電流(電壓),但在相同條件下的調(diào)節(jié)效果不同,實(shí)際應(yīng)用要
6、根據(jù)情況恰當(dāng)?shù)剡x擇適當(dāng)?shù)姆椒āMǔG闆r下(滿足安全條件),由于限流電路能耗較小,結(jié)構(gòu)連接簡單,因此,優(yōu)先考慮以限流接法為主。,三、滑動變阻器分壓接法和限流接法的選擇,1在下面三種情況下必須選擇分壓接法: a要使某部分電路的電壓或電流從零開始連續(xù)調(diào)節(jié),只有滑動變阻器分壓接法的電路才能滿足(如測定導(dǎo)體的伏安特性),三、滑動變阻器分壓接法和限流接法的選擇,b如果實(shí)驗(yàn)所提供的電壓表、電流表量程或電阻元件允許最大電流較小,采用限流接法時(shí),無論怎樣調(diào)節(jié),電路中實(shí)際電流(電壓)都會超過電表量程或電阻元件允許的最大電流(電壓),為了保證電表和電阻元件免受損壞,必須采用滑動變阻器分壓接法連接電路,三、滑動變阻器
7、分壓接法和限流接法的選擇,c伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)中,若所用的變阻器阻值小于待測電阻阻值,若采用限流接法時(shí),即使變阻器觸頭從一端滑至另一端,待測電阻上的電流(電壓)變化小,這不利于多次測量求平均值或用圖像法處理數(shù)據(jù),為了變阻器遠(yuǎn)小于待測電阻阻值的情況下能大范圍地調(diào)節(jié)待測電阻上的電流(電壓),應(yīng)選擇滑動變阻器的分壓接法。,用伏安法測某一電阻時(shí),用電流表外接法測得結(jié)果為R1,用電流表內(nèi)接法測得結(jié)果為R2,若電阻的準(zhǔn)確值為R,則 ( ) A.R1RR2 B.R1R1R2 D.RR1R2,B,例與練,一個(gè)未知電阻,無法估計(jì)其電阻值,某同學(xué)用伏安法測量此電阻,用如圖(a)(b)兩種電路各測一次,用(a)圖所測
8、數(shù)據(jù)為3.0V、3.0mA,用(b)圖測得的數(shù)據(jù)是2.9V、4.0mA,由此可知,用 圖測得Rx的誤差較小,測量值Rx= .,(a),1000,例與練,4幾點(diǎn)說明: 對實(shí)驗(yàn)器材和裝置的選擇,應(yīng)遵循的幾條主要原則: 安全性原則 準(zhǔn)確性原則 方便性原則 經(jīng)濟(jì)性原則 分壓電路中,在通過變阻器實(shí)際電流小于變阻器額定電流(或電壓)的條件下,盡量選用變阻器總阻值小的變阻器做分壓電路使用。,用伏安法測量某電阻Rx的阻值,現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下: A.待測電阻Rx:范圍在58,額定功率1W B.電流表A1:量程00.6A(內(nèi)阻0.2) C.電流表A2:量程03A(內(nèi)阻0.05) D.電壓表V1:量程03v(內(nèi)阻3K
9、) E.電壓表V2:量程015v(內(nèi)阻15k) F.滑動變阻器R:0100 G.蓄電池:電動勢12V H.導(dǎo)線,電鍵. 為了較準(zhǔn)確的測量,并保證器材安全,電流表應(yīng)選 ,電壓表應(yīng)選 ,并畫出電路圖。,例與練,由 Rx知,應(yīng)選外接法,先確定測量電路,額定電流Im= 0.45A,應(yīng)選電流表A1,額定電壓Um= 2.8V,應(yīng)選電壓表V1,由R=10010Rx知,應(yīng)選擇限流式電路,再確定控制電路,分析:,有一個(gè)電阻Rx,其阻值大約是25 k ,可供選擇的器材是: 電流表A1 (0-100A, 2 k) 電流表A2 (0-500A, 300) 電壓表V1 (0-10V, 100 k) 電壓表V2 (0-50V, 500 k) 直流穩(wěn)壓電源 E (15V,1A) 滑動變阻器 R (1k, 1W) 電鍵K和若干根導(dǎo)線 試選擇適當(dāng)?shù)钠鞑模x取適當(dāng)?shù)碾娐?,使測量盡可能準(zhǔn)確,并畫出電路圖,再將如圖示的實(shí)物連線。,解答: 根據(jù)上述分析,選擇
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