电学实验仪器接法
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电工电子学实验报告04常用电子仪器的使用实验报告课程名称:电工电子学实验指导老师:实验名称:常用电子仪器的使用一、实验目的 1.了解常用电子仪器的主要技术指标、主要性能以及面板上各种旋钮的功能。
2.掌握实验室常用电子仪器的使用方法。
二、主要仪器设备型双踪示波器。
型交流电压表。
数字函数信号发生器。
型可调式直流稳压稳流电源。
Ω 电阻和μ F 电容各一个。
三、实验内容 1.用示波器检测机内“校正信号”波形首先将示波器的“显示方式开关(VERTCAL MODE)”置于单踪显示,即Y 1 (CH1)或Y 2 (CH2),“触发方式开关(TRIGGER)”置于“自动(AUTO)”即自激状态。
开启电源开关后,调节“辉度(INTEN)”、“聚焦(FOCUS)”“辅助聚焦”等旋钮,使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。
将示波器的“校正信号”引入上面选定的 Y 通道(CH1 或 CH2),将Y 轴“输入耦合方式开关” 置于“AC”或“DC”,调节X 轴“扫描速率选择开关”(t/div 或t/cm)和Y 轴“轴入灵敏度开关(V/div 或V/cm)”,并且将各自的“微调”旋钮置于校正位置,使示波器显示屏上显示出约两个周期,垂直方向约4~8div(cm)的校正信号波形。
从示波器显示屏的坐标刻度上读得 X 轴(水平)方向和Y 轴(与 X 轴垂直)方向的原始数据(即从示波器刻度上读取的刻度数值和所选的刻度单位值),填入表4-1,并计算出对应的实测值。
校正信号标称值示波器测得的原始数据测量值幅度U P-P 4div div 频率f 1000Hz 5div div 1000Hz 表4-1 观察“Y 轴输入灵敏度微调开关”和“X 轴扫描速率微调开关”出在顺时针到底和逆时针到底两个极端位置时,屏幕读数与信号标称值的差异(标称值指的信号源输出所表示的数值)。
体会测量时不将“微调”旋钮置于校正位置所造成的影响。
2.用示波器和交流毫伏表测量信号参数 (1)调节信号发生器的有关旋钮,使输出频率分别为 200Hz、1kHz、5kHz、10kHz,有效值等于 1V(用交流毫伏表测定)的正弦波,用示波器分别测量上述信号的频率,将测得的数据填入表4-2。
物理电学线路连接方法一、导线连接方法1. 直接连接:两根导线的两端直接相连,是最常见的连接方法。
适用于简单的电路,如灯泡的接线。
2. 并联连接:将两根导线的一端分别与电源的正负极相连,另一端再相连,形成并联电路。
适用于需要增大电流的情况,如家庭用电中的插座。
3. 串联连接:将两根导线的一端相连,另一端再相连,形成串联电路。
适用于需要增大电压的情况,如家庭用电中的开关。
二、元件连接方法1. 电阻连接:将电阻两端分别与导线的两端相连,形成电阻器。
适用于调节电路中电阻值的情况,如调光开关。
2. 电容连接:将电容器两端分别与导线的两端相连,形成电容电路。
适用于存储电荷或者调节电路中的频率的情况,如电子设备中的电容器。
3. 电感连接:将电感器两端分别与导线的两端相连,形成电感电路。
适用于储存磁场能量或者调节电路中的电流的情况,如变压器中的线圈。
三、开关连接方法1. 单控开关连接:将单控开关的一个触点与导线相连,另一个触点与电源相连,形成单控开关电路。
适用于单一的开关控制情况,如照明开关。
2. 双控开关连接:将双控开关的一个触点与导线相连,另一个触点与两个单控开关的一个触点相连,另一个触点分别与电源的两个极相连,形成双控开关电路。
适用于两个位置控制同一个灯具的情况,如楼梯上下控制灯光。
3. 多路开关连接:将多路开关的一个触点与导线相连,其他触点分别与其他多路开关的一个触点相连,最后一个多路开关的其他触点与电源相连,形成多路开关电路。
适用于多个位置控制同一个灯具的情况,如楼层控制同一个灯光。
四、插头插座连接方法1. 平行连接:将插头的两脚分别与插座的两孔相连,形成平行连接。
适用于家庭用电中的插座连接。
2. 三脚插座连接:将插头的三脚分别与插座的三孔相连,形成三脚插座连接。
适用于电子设备中的插座连接。
3. 圆形连接:将插头的圆形接口与插座的圆形孔相连,形成圆形连接。
适用于音频设备中的连接。
五、印刷电路板连接方法1. 焊接连接:通过焊接的方式将元件与印刷电路板上的焊盘相连。
电工电子学实验报告常用电子仪器的使用 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】电工电子学实验报告04常用电子仪器的使用实验报告课程名称:电工电子学实验指导老师:实验名称:常用电子仪器的使用一、实验目的 1.了解常用电子仪器的主要技术指标、主要性能以及面板上各种旋钮的功能。
2.掌握实验室常用电子仪器的使用方法。
二、主要仪器设备型双踪示波器。
型交流电压表。
数字函数信号发生器。
型可调式直流稳压稳流电源。
Ω电阻和μ F 电容各一个。
三、实验内容 1.用示波器检测机内“校正信号”波形首先将示波器的“显示方式开关(VERTCAL MODE)”置于单踪显示,即Y 1 (CH1)或Y 2 (CH2),“触发方式开关(TRIGGER)”置于“自动(AUTO)”即自激状态。
开启电源开关后,调节“辉度(INTEN)”、“聚焦(FOCUS)”“辅助聚焦”等旋钮,使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。
将示波器的“校正信号”引入上面选定的 Y 通道(CH1 或 CH2),将Y 轴“输入耦合方式开关” 置于“AC”或“DC”,调节X 轴“扫描速率选择开关”(t/div 或t/cm)和Y 轴“轴入灵敏度开关(V/div 或V/cm)”,并且将各自的“微调”旋钮置于校正位置,使示波器显示屏上显示出约两个周期,垂直方向约4~8div(cm)的校正信号波形。
从示波器显示屏的坐标刻度上读得 X 轴(水平)方向和Y 轴(与 X 轴垂直)方向的原始数据(即从示波器刻度上读取的刻度数值和所选的刻度单位值),填入表4-1,并计算出对应的实测值。
校正信号标称值示波器测得的原始数据测量值幅度U P-P 4div div 频率f 1000Hz 5div div 1000Hz 表4-1 观察“Y 轴输入灵敏度微调开关”和“X 轴扫描速率微调开关”出在顺时针到底和逆时针到底两个极端位置时,屏幕读数与信号标称值的差异(标称值指的信号源输出所表示的数值)。
1.两种电路及其变压范围(1)分压式电路及其变压范围如图1所示为分压式电路,由电路可以看出,若P在A端,灯泡电压;P向右滑动的过程中,逐渐增大;当P在B端时,。
不难看出,灯泡L 两端电压的变化范围在之间。
如果灯泡L的额定电压为,则L两端电压在之间。
(2)限流式电路及其变压范围如图2所示为限流式电路,由电路可以看出,若P在A端,灯泡电压;随P向下滑动的过程中,滑动变阻器的有效电阻逐渐增大;则L的分压逐渐减小,当P在B端时达到最小值。
则不难看出,灯泡L两端电压的变化范围在之间。
比分压式连接方式的变压范围要小。
2.分压式电路的使用条件根据分压式连接方式的变压范围比较大这一特点,在以下几种情况中,滑动变阻器需要采用分压式接法。
(1)实验中要求负载电压变化范围大,应把滑动变阻器连接成分压式电路例1.测定“V,W”小灯泡的功率,并研究小灯泡的电流随电压变化关系的实验,器材如下:蓄电池V,电流表、电压表(0~3V)、滑动变阻器,要求实验中灯泡两端电压由零逐渐增加到额定值,试画出实验电路图。
解析:本实验中要求“灯泡两端电压由零逐渐增加到额定值”,这种要求是限流式电路无法做到的,故应该连接成分压式电路,其实验电路如图3所示。
(2)实验中用小阻值滑动变阻器控制大阻值负载,应把滑动变阻器连成分压式接法如果滑动变阻器的电阻小于负载的电阻值,若连成限流式,根据限流式接法的电压变化范围知负载电压的最小值等于,若,则,即负载两端的电压变化范围太小而造成非常大的偶然误差,这不符合我们的实验要求。
因此,必须把滑动变阻器连接成分压式电路。
例2.用伏安法测定一个阻值约为KΩ,额定功率为W的电阻,备用器材有:①电流表(µA,KΩ);②电流表(µA,Ω);③电压表(V,KΩ);④电压表(V,KΩ);⑤电压表(V,KΩ);⑥两节干电池,每节电动势V,最大电流A;⑦直流稳压电源(V,A);⑧直流稳压电源(V,A);⑨滑动变阻器阻值约为KΩ,额定功率为W。
——以测电阻为核心的电学实验考查点(一)电路的选择1.电流表内接法与外接法的选择由于电流表内阻的分压作用,电压表由于电压表内阻的分流作用,电流表2.分压电路与限流电路的选择(1)以小控大用分压,相差无几用限流,即当滑动变阻器的阻值较小时,常采用分压电路;当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时,常采用限流电路。
若两种电路均可,则采用限流式,因为限流式损耗功率小。
(2)必须采用分压电路的情况有三种:①要求电压从零开始变化;②滑动变阻器太小,不能起到限流的作用;③限流电路不能获取有区分度的多组数据。
[例1](2016·浙江高考)某同学用伏安法测量导体的电阻,现有量程为3 V、内阻约为3 kΩ的电压表和量程为0.6 A、内阻约为0.1 Ω的电流表。
采用分压电路接线,图甲是实物的部分连线图,待测电阻为图乙中的R1,其阻值约为5 Ω。
(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接________(填“a”或“b”)、导线②连接________(填“c”或“d”)。
(2)正确接线测得实验数据如表,用作图法求得R1的阻值为________Ω。
(3)已知图乙中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体,R2的边长是R1的110,若测R2的阻值,则最优的连线应选________(填选项)。
A.①连接a,②连接cB.①连接a,②连接dC.①连接b,②连接cD.①连接b,②连接d[解析](1)由于实验测量的是一个小电阻,故电流表应外接,因此导线①接a,由于采用分压电路,故导线②应接d。
(2)根据实验数据作出R1的伏安特性曲线如图所示,图线的斜率即为电阻R1的大小,由图像可知,R1=4.6 Ω。
(3)设R1的边长为l,厚度为h,电阻率为ρ,根据电阻定律,得R1=ρlhl=ρh,R2的阻值R2=ρl 10hl10=ρh=R1,故测量R2的电路同测量R1的电路,故选项B正确。
[答案](1)a d(2)作图见解析 4.6(4.4~4.7均可)(3)B考查点(二)测定金属的电阻率1.实验仪器的选择原则电压表和电流表一般要根据实验电路中电源的电压和流过金属丝的电流进行选择,在该实验中,电压表一般选择3 V的量程,电流表一般选择0.6 A的量程;如果采用限流式电路,选用的滑动变阻器最大阻值一般要比待测金属丝的阻值大一些,如果采用分压式电路,一般应选用最大阻值较小,而额定电流较大的滑动变阻器。
电学综合实验箱使用说明北京交通大学理学院国家工科物理教学基地2006.7.1电学实验箱实验箱面版图图1实验箱中接入以下元器件:1、二极管:1N4002,正向压降0.6伏左右。
2、交流变压器:输入220V,输出12V。
3、表头:直流500μA,内阻150Ω左右。
4、滤波电容:470μF,耐压45V。
5、调零电位器:100Ω/3W。
6、分压电位器:1000Ω/3W。
7、电位器:用于R-C、R-L-C,5000Ω/3W。
8、各种电容、电感,参数为0.01μF、0.022μF、0.047μF,8.0mH、1.0mH。
9、琴键开关10、接线板11、电池夹。
12、过流保护器。
仪器说明:1、交流12V由面板红色指示灯两侧插孔接出。
2、四个二极管为分立器件,用于学生组装全桥。
3、滤波电容用于经全桥整流后的直流滤波。
直流指示灯并联在电容两侧。
4、分压电位器用于直流分压,电位器两固定端由分压电位器左、右插孔接出,中心端由分压电位器中插孔接出,电位器旋钮右旋时,电位器左插孔与电位器中插孔间电阻增大。
5、调零电位器用于Ω档调零电阻,电位器两固定端由调零电位器左、右插孔接出,中心端由调零电位器中插孔接出,电位器旋钮右旋时,电位器左插孔与电位器中插孔间电阻增大。
6、电位器用于R-C、R-L-C实验,电位器两固定端由调零电位器左、右插孔接出,中心端由电位器中插孔接出,电位器旋钮右旋时,电位器左插孔与电位器中插孔间电阻增大。
7、各分立电容、电感用于R-C、R-L-C实验。
8、琴键开关用于功能转换。
9、接线板用于接入其它元器件。
10、电池夹用于接入7#/1.5V电池,由两侧+、-插孔引出电源。
本实验箱可做以下实验:(一)组装直流电源:利用仪器内的四个二极管组成全桥整流电路,将交流变压器输出的交流电压整流、滤波,经过分压电位器分压后即可使用。
该电源可用于组装万用表的校验时使用。
也可作为单独实验。
接线图如图2图2(二)万用表组装(直流电流档、直流电压档、交流电压档、电阻档)组装电路如下:图中表头为仪器内表头,R1为仪器内调零电位器,D1、D2为仪器上的二极管(也可另接二极管于接线板上)。
电学实验仪器接法基础回顾 (一)、电流表的外接法和内接法:1.电流表的外接法和内接法的对比讨论如下表所示外接法内接法电路图误差原因电压表分流作用V R I I I +=测 电流表分压作用A R U U U +=测电阻测量值x VR RR I I U I U R <+==测测测测量值小于真实值x RAR R I U U I U R >+==测测测 测量值大于真实值适用条件x V R R >> 测量小电阻 x A R R << 测量大电阻2.电流表外接法和内接法的选择方法 (1)定量判定法:若已知待测电阻的阻值为x R ,电流表的内阻为A R ,电压表的内阻为V R ,则当x V R R >>或者Ax x V R RR R >时,选用“外接法”; 当x A R R <<或者Ax x V R RR R <时,选用“内接法”.两种接法可以简单概括为“小外偏小,大内偏大”. (2)临界值法:令A V R R R =0,当0R R x >时用内接法;当0R R x <时用外接法(3)试触法:如果无法估计被测电阻的阻值大小,可以利用试触法:如图8-3-1将电压表的左端接a 点,而将右端第一次接b 点,第二次接c 点,观察电流表和电压表示数的变化.若电流表示数变化明显,说明电压表的分流作用大,被测电阻是大电阻,应该用内接法测量;若电压表读数变化明显,说明电流表的分压作用大,被测电阻是小电阻,应该用外接法测量.(这里所说的变化是指相对变化,即ΔI/I 和ΔU/U ). (二)、滑动变阻器的限流接法和分压接法 1.限流接法分压接法对比说明两种接法电路图串并联关系不同负载L R 上电压调节范围(忽略E U R R ER L L ≤≤+0E U ≤≤0分压电路调节范围大图8-3-1电源内阻)负载L R 上电流调节范围(忽略电源内阻) LL R EI R R E ≤≤+0LR EI ≤≤0 分压电路调节范围大闭合开关S 前滑动触头的位置b 端a 端都是为了保护负载L R2. 1)负载的电压或电流要求从零开始连续可调;2)当负载的电阻R L 远大于滑动变阻器的最大值R 0,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时,必须采用分压接法.这种接法线性关系越好,电表的变化越平稳均匀,越便于观察和操作.3)若采用限流接法,负载的实际电压(或电流)的最小值仍超过负载的额定值时,只能采用分压接法.在安全(滑额I 够大,仪表不超量程,用电器上的电流、电压不超额定值,电源不过载)、有效(调节范围够用)的前提下,若0R R x <,原则上两种电路均可采用,但考虑省电、电路结构简单,可优先采用限流接法;而若0R R x >>,则只能采用分压接法. 例题1 如图8-3-2,为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图,器材规格如下:A. 待测电阻Rx (约100Ω) ;B.直流毫安表 ( 量程0~10mA ,内阻约50Ω);C. 直流电压表( 量程0~3V ,内阻约为5K Ω);D. 直流电源( 输出电压4 V ,内阻可不计);E. 滑动变阻器(阻值范围0~10 Ω,允许最大电流1A) ;F. 开关一个,导线若干条.根据器材的规格和实验要求,在方框中画出实验的电路图,并在本题的实物图上连线. 题型一:电阻测量电路的选取 1.伏安法测电阻的电路选择①阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表的内阻进行比较,若R x 较小,宜采用电流表外接法;若R x 较大,宜采用电流表内接法. ②临界值计算法:R x <R V R A 时,用电流表外接法. R x >R V R A 时,用电流表内接法. ③实验试探法:按右图接 好电路,让电压表接线柱P 先后与a 、b 处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法. 2.本章两个测电阻实验的测量电路的选取本章实验《测定金属丝的电阻率》和《描绘小灯泡的伏安特性曲线》中由于所测金属丝和小灯泡的电阻都较小,故都采用了电流表的外接法. 题型二:控制电路的选取滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法 1.下列三种情况必须选用分压式接法①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如:测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路),即大范围内测量时,必须采用分压接法.②当用电器的电阻R L 远大于滑动变阻器的最大值R 0,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时,必须采用分压接法.因为按图(b)连接时,因R L≫R0>R ap,所以R L与R ap的并联值R并≈R ap,而整个电路的总阻约为R0,那么R L两端电压U L=IR并=UR0·R ap,显然U L∝R ap,且R ap越小,这种线性关系越好,电表的变化越平稳均匀,越便于观察和操作.③若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过RL的额定值时,只能采用分压接法.2.下列情况可选用限流式接法①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且RL与R0接近或RL略小于R0,采用限流式接法.②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压式接法的要求时,采用限流式接法.③没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时,可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.3.本章两个有关伏安法测电阻的实验中控制电路的选取(1)实验《测定金属丝的电阻率》中采用滑动变阻器的限流式接法;(2)实验《描绘小灯泡的伏安特性曲线》中由于电压要从零开始调节测多组数据,故采用滑动变阻器的分压式接法.例2 某同学若采用伏安法测量某待测电阻(约10 Ω),其能够使用的器材如下:电源(电动势约6V)、电压表(量程3 V,内阻约5 kΩ)、电流表(量程0.6 A,内阻约0.5 Ω)、滑动变阻器(0~10 Ω)、开关一个、导线若干.他采用了如图所示的实验电路图,他的实验是否可行?若不可行,请你设计一个更好的实验电路图.。
一、实验目的1. 掌握电学基本测量方法。
2. 熟悉电学实验仪器的使用。
3. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理电学基本测量主要包括电压、电流、电阻、电功率等物理量的测量。
本实验通过测量这些物理量,了解电学基本测量方法,并掌握相关仪器的使用。
三、实验仪器与设备1. 交流电源2. 电压表3. 电流表4. 电阻箱5. 导线6. 开关7. 待测电阻8. 秒表9. 计算器四、实验步骤1. 测量电压(1)将待测电阻接入电路,连接电压表和电流表。
(2)闭合开关,调整电阻箱,使电压表示数为U1。
(3)记录电压表示数U1。
2. 测量电流(1)将待测电阻接入电路,连接电压表和电流表。
(2)闭合开关,调整电阻箱,使电流表示数为I1。
(3)记录电流表示数I1。
3. 测量电阻(1)根据电压表和电流表的示数,利用欧姆定律R=U/I计算电阻值。
(2)记录计算得到的电阻值。
4. 测量电功率(1)根据电压表和电流表的示数,利用功率公式P=UI计算电功率。
(2)记录计算得到的电功率。
5. 测量时间(1)将待测电阻接入电路,连接电压表和电流表。
(2)闭合开关,开始计时,记录经过的时间t。
(3)关闭开关,记录经过的时间t。
五、实验数据与处理1. 电压U1 = 10V2. 电流I1 = 2A3. 电阻R = U1/I1 = 5Ω4. 电功率P = U1I1 = 20W5. 时间t = 10s六、实验结果与分析1. 通过实验,掌握了电学基本测量方法,了解了电压、电流、电阻、电功率等物理量的测量。
2. 在实验过程中,熟练掌握了电压表、电流表、电阻箱等仪器的使用。
3. 通过实验,提高了实验操作技能和数据处理能力。
七、实验总结本次实验使我们对电学基本测量有了更深入的了解,掌握了电学基本测量方法。
在实验过程中,我们学会了使用电压表、电流表、电阻箱等仪器,提高了实验操作技能。
同时,通过数据处理,培养了我们的数据分析能力。
在今后的学习中,我们将继续努力,提高自己的实验技能,为今后的科学研究打下坚实的基础。
电流表内外接判断方法及应用在学完11.4 节内容《串联电路和并联电路》后,电流表的内外接作为串并联规律的应用,是电学实验常考察的重点内容。
电流表和电压表由表头改装而来,二表均有内阻,电流表内阻R A 远小于电压表内阻R V 。
由于表有内阻,无论采用电流表内接或者外接,用电压除以电流得到的测量值总是不等于真实值,存在误差。
一、 内外接判断公式图 1内接法和外接法图1中左图是电流表的外接法,右图是电流表的内接法。
很多教辅资料给出判断内外接的方法是:x R <,采用外接法,测量值小于真实值;x R >,采用内接法,测量值大于真实值。
R x 为待测电阻真实值,R V 为电压表内阻,R A 为电流表内阻。
为便于学生记忆,概括为“小外偏小,大内偏大”。
第一个“小”指的是x R <,“外”指的是“电流表外接”,“偏小”指的是测量值小于真实值。
第一个“大”指的是x R >“内”指的是电流表内接,“偏大”指的是内接时的测量值大于真实值,测量偏大。
很多教辅资料都没有给出该公式的“来龙”,学生只能靠机械的记忆使用该公式。
在不明白该公式来源的情况下使用该公式,总是没有把问题弄清楚,这不是一种正确的学习态度。
二、 公式推导比较R x的大小判断内外接的方法来源于比较外接法和内接法的相对误差。
哪种接法的相对误差更小,即测量值更接近真实值,就应采用哪种接法。
通过比较相对误差大小可以推导出这个公式。
采用电流表内接法,电阻的测量值为待测电阻值与电流表内阻之和,即内接法电阻的测量值R 测内=R x +R A .采用电流表外接法,电阻的测量值等于电压表和待测电阻并联后的阻值,即测量值R 外测= R V R x R V +R x. 采用电流表内接方式,相对误差δ1为A 1x x x R R R R R δ-==测内 (1) 外接法的相对误差δ2为x 2x 2x V x R R R R R R δ-==+ (2) 由于外接法的测量值是电压表和待测电阻并联后的阻值,测量值小于待测电阻的真实值,为了让相对误差取正值便于比较,在(2)式的分子上是用真实值减去测量值.若δ1<δ2,说明电流表内接的相对误差较小,测量值更接近真实值,那么电流表就要采用内接法;δ1>δ2,说明电流表使用外接法的相对误差较小,测量值a.内接法 b.外接法R X V R XA VA更接近待测电阻的真实值.若δ1>δ2,将(1)和(2)式代入,得到A x V xx R R R R R >+ 化简为2x A x A V 0R R R R R --< 不等式的解为0x R << (3) (3)式是不等式的严格解,和通常用的判断公式不一样。
电学实验仪器的使用指南与注意事项下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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测静息电位的电位计接法
摘要:
一、前言
二、测静息电位的电位计接法
1.电位计的连接方式
2.电位计的测量原理
3.电位计的使用方法
4.电位计的注意事项
三、总结
正文:
一、前言
在电学实验中,测静息电位是一项基本操作。
为了准确测量静息电位,选择合适的电位计接法至关重要。
本文将详细介绍测静息电位的电位计接法。
二、测静息电位的电位计接法
1.电位计的连接方式
电位计的连接方式有内接法和外接法两种。
内接法是将电位计的正极接到被测电阻的一端,负极接到另一端;外接法是将电位计的正极接到被测电阻的两端,负极接到内部参考点。
2.电位计的测量原理
电位计的测量原理是根据电位差来测量电阻值。
当电位计的两个引脚之间存在一定的电位差时,通过测量这个电位差,就可以计算出被测电阻的值。
3.电位计的使用方法
使用电位计时,首先需要将其接入电路中,然后调整零点,使指针指向刻度盘的零位置。
接下来,将待测电阻接入电路,观察指针的偏转,从而得到电阻值。
4.电位计的注意事项
使用电位计时,应注意以下几点:
(1)测量前要检查电位计的指针是否灵活,刻度盘是否清晰。
(2)测量过程中,避免剧烈震动和温度变化,以免影响测量精度。
(3)测量结束后,及时关闭电源,整理好实验器材。
三、总结
本文详细介绍了测静息电位的电位计接法,包括电位计的连接方式、测量原理、使用方法和注意事项。
电学实验仪器接法
基础回顾 (一)、电流表的外接法和内接法:
1.电流表的外接法和内接法的对比讨论如下表所示
外接法
内接法
电路图
误差原因
电压表分流作用
V R I I I +=测 电流表分压作用
A R U U U +=测
电阻测量值
x V
R R
R I I U I U R <+=
=
测
测测
测量值小于真实值
x R
A
R R I U U I U R >+=
=
测
测测 测量值大于真实值
适用条件
x V R R >> 测量小电阻 x A R R << 测量大电阻
2.电流表外接法和内接法的选择方法 (1)定量判定法:
若已知待测电阻的阻值为x R ,电流表的内阻为A R ,电压表的内阻为V R ,则当x V R R >>或者
A
x x V R R
R R >时,选用“外接法”; 当x A R R <<或者A
x x V R R
R R <时,选用“内接法”.两种接法可以简单概括为“小外偏小,大内偏大”. (2)临界值法:令A V R R R =
0,当0R R x >时用内接法;当0R R x <时用外接法
(3)试触法:
如果无法估计被测电阻的阻值大小,可以利用试触法:如图8-3-1将电压表的左端接a 点,而将右端第一次接b 点,第二次接c 点,观察电流表和电压表示数的变化.若电流表示数变化明显,说
明电压表的分流作用大,被测电阻是大电阻,应该用内接法测量;若电压表读数变化明显,说明
电流表的分压作用大,被测电阻是小电阻,应该用外接法测量.(这里所说的变化是指相对变化,即ΔI/I 和ΔU/U ). (二)、滑动变阻器的限流接法和分压接法 1.
限流接法
分压接法
对比说明
两种接法电路图
串并联关系不
同
负载L R 上电压调节范围(忽略
E U R R E
R L L ≤≤+0
E U ≤≤0
分压电路调节范围大
图8-3-1
电源内阻)
负载L R 上电流调节范围(忽略电源内阻) L
L R E
I R R E ≤≤+0
L
R E
I ≤
≤0 分压电路调节范围大
闭合开关S 前滑动触头的位置
b 端
a 端
都是为了保护
负载L R
2. 1)负载的电压或电流要求从零开始连续可调;
2)当负载的电阻R L 远大于滑动变阻器的最大值R 0,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时,必须采用分压接法.这种接法线性关系越好,电表的变化越平稳均匀,越便于观察和操作.
3)若采用限流接法,负载的实际电压(或电流)的最小值仍超过负载的额定值时,只能采用分压接法.在安全(滑额I 够大,仪表不超量程,用电器上的电流、电压不超额定值,电源不过载)、有效(调节范围够用)的前提下,若0R R x <,原则上两种电路均可采用,但考虑省电、电路结构简单,可优先采用限流接法;而若0R R x >>,则只能采用分压接法. 例题1 如图8-3-2,为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的
器材实物图,器材规格如下:
A. 待测电阻Rx (约100Ω) ;
B.直流毫安表 ( 量程0~10mA ,内阻约50Ω);
C. 直流电压表( 量程0~3V ,内阻约为5K Ω);
D. 直流电源( 输出电压4 V ,内阻可不计);
E. 滑动变阻器(阻值范围0~10 Ω,允许最大电流1A) ;
F. 开关一个,导线若干条.
根据器材的规格和实验要求,在方框中画出实验的电路图,并在本题的实物图上连线. 题型一:电阻测量电路的选取 1.伏安法测电阻的电路选择
①阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表的内阻进行比较,若R x 较小,宜采用电流表外接法;若R x 较大,宜采用电流表内接法. ②临界值计算法:
R x <R V R A 时,用电流表外接法. R x >R V R A 时,用电流表内接法. ③实验试探法:按右图接 好电路,让电压表接线
柱P 先后与a 、b 处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法. 2.本章两个测电阻实验的测量电路的选取
本章实验《测定金属丝的电阻率》和《描绘小灯泡的伏安特性曲线》中由于所测金属丝和小灯泡的电阻都较小,故都采用了电流表的外接法. 题型二:控制电路的选取
滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法 1.下列三种情况必须选用分压式接法
①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如:测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路),即大范围内测量时,必须采用分压接法.
②当用电器的电阻R L 远大于滑动变阻器的最大值R 0,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时,必须
采用分压接法.因为按图(b)连接时,因R L≫R0>R ap,所以R L与R ap的并联值R并≈R ap,而整个电路的总阻约为R0,
那么R L两端电压U L=IR并=U
R0·R ap,显然U L∝R ap,且R ap越小,这种线性关系越好,电表的变化越平稳均匀,越便于
观察和操作.
③若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过RL的额定值时,只能采用分压接法.
2.下列情况可选用限流式接法
①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且RL与R0接近或RL略小于R0,采用限流式接法.
②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压式接法的要求时,采用限流式接法.
③没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时,可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.3.本章两个有关伏安法测电阻的实验中控制电路的选取
(1)实验《测定金属丝的电阻率》中采用滑动变阻器的限流式接法;
(2)实验《描绘小灯泡的伏安特性曲线》中由于电压要从零开始调节测多组数据,故采用滑动变阻
器的分压式接法.
例2 某同学若采用伏安法测量某待测电阻(约10 Ω),其能够使用的器材如下:电源(电动势约6
V)、电压表(量程3 V,内阻约5 kΩ)、电流表(量程0.6 A,内阻约0.5 Ω)、滑动变阻器(0~10 Ω)、
开关一个、导线若干.他采用了如图所示的实验电路图,他的实验是否可行?若不可行,请你设
计一个更好的实验电路图.。