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體電阻的常見方法,大致分為兩種,電流表內接和電流表外接。
歐姆定理或由I=U/R,得R=U/I
電阻=電壓除以電流
R為導體的電阻(單位歐姆Ω)
U為導體兩端的電壓(單位伏特V)
I為通過導體的電流(單位安培A)
伏安法測電阻實驗步驟
1)斷開開關,按照電路圖連接電路;
2)接入電路的滑動變阻器阻值調到最大;
3)檢回查無誤后答,再閉合開關S,改變滑動變阻器的阻值讀出對應的電流表讀數 I1、電壓表的示數U1,,并填入下面的表格中;
4)改變滑動變阻器的阻值再次讀出對應的電流表電流表記錄U2 I2,并填入下面的表格中;
5)重復第4步,記錄出第三組數據 U3 I3。
6)斷開開關,先拆除電源兩極導線,再拆除其它部分實驗線路
7)整理好實驗器材。
8)計算定值電阻R阻值 ,并算出三次阻值的平均值填入表格;書寫實驗報告。
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不可能是理想的。
引起誤差的另一個原因是連接方法。
用伏安法測電阻有兩種基本的線路:電流表內接和電流表外接。
設待測電阻為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.
在電流表內接電路中,UA=UR+UA,IA=IR,測量誤差的來源在于電壓表讀數大于R兩端的電壓,由R=UV/IA計算出的阻值比真實值偏大。當R》》RA時,U》》UA,即U≈UV,測量結果不致引起太大的誤差。
在電流表外接法電路中,UV=UR,IA=IR+IV.測量誤差的來源在于電流表讀數IA大于通過R的電流IR,所以由R=UV/IA計算出來的電阻值比真實值偏小。當RV》》R時,IA》》IV,即IA≈IR,測量結果不致引起太大誤差。
在實驗中,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接入電路,接通電源,記下電流表讀數。然后將電壓表接于待測電阻兩端,若這時電流表讀數變化較大,則采用電流表內接法;若電流表讀數變化很小,則采用外接法.
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