伏安法測電阻原理
伏安法(又稱伏特測量法、安培測量法)是一種較為普遍的測量電阻的方法,通過利用部分電路歐姆定律:R=U/I來測出電阻值。用電流表測出在此電壓下通過未知電阻的電流,然后計(jì)算出未知電阻的阻值,這種測電阻的方法,叫伏安法。
伏安法測電阻是使用電流表和電壓表直接測量導(dǎo)體電阻的常見方法,大致分為兩種,電流表內(nèi)接和電流表外接。
歐姆定理或由I=U/R,得R=U/I
電阻=電壓除以電流
R為導(dǎo)體的電阻(單位歐姆Ω)
U為導(dǎo)體兩端的電壓(單位伏特V)
I為通過導(dǎo)體的電流(單位安培A)
伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)步驟
1)斷開開關(guān),按照電路圖連接電路;
2)接入電路的滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大;
3)檢回查無誤后答,再閉合開關(guān)S,改變滑動(dòng)變阻器的阻值讀出對應(yīng)的電流表讀數(shù) I1、電壓表的示數(shù)U1,,并填入下面的表格中;
4)改變滑動(dòng)變阻器的阻值再次讀出對應(yīng)的電流表電流表記錄U2 I2,并填入下面的表格中;
5)重復(fù)第4步,記錄出第三組數(shù)據(jù) U3 I3。
6)斷開開關(guān),先拆除電源兩極導(dǎo)線,再拆除其它部分實(shí)驗(yàn)線路
7)整理好實(shí)驗(yàn)器材。
8)計(jì)算定值電阻R阻值 ,并算出三次阻值的平均值填入表格;書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
伏安法測電阻誤差分析
伏安法測試電阻值的誤差主要在于電壓表和電流表其實(shí)不可能是理想的。
引起誤差的另一個(gè)原因是連接方法。
用伏安法測電阻有兩種基本的線路:電流表內(nèi)接和電流表外接。
設(shè)待測電阻為R,其上電壓為UR,通過它的電流為IR;電壓表電阻為RV,其上電壓為UV,通過它的電流為IV;電流表電阻為RA,其上電壓為UA,通過它的電流為IA.
在電流表內(nèi)接電路中,UA=UR+UA,IA=IR,測量誤差的來源在于電壓表讀數(shù)大于R兩端的電壓,由R=UV/IA計(jì)算出的阻值比真實(shí)值偏大。當(dāng)R》》RA時(shí),U》》UA,即U≈UV,測量結(jié)果不致引起太大的誤差。
在電流表外接法電路中,UV=UR,IA=IR+I(xiàn)V.測量誤差的來源在于電流表讀數(shù)IA大于通過R的電流IR,所以由R=UV/IA計(jì)算出來的電阻值比真實(shí)值偏小。當(dāng)RV》》R時(shí),IA》》IV,即IA≈IR,測量結(jié)果不致引起太大誤差。
在實(shí)驗(yàn)中,如不知待測電阻的阻值范圍,可先將電流表與待測電阻串聯(lián)接入電路,接通電源,記下電流表讀數(shù)。然后將電壓表接于待測電阻兩端,若這時(shí)電流表讀數(shù)變化較大,則采用電流表內(nèi)接法;若電流表讀數(shù)變化很小,則采用外接法.
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