分压限流 内接外接法总结优秀
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方法选择我做主一、伏安法测电阻伏安法测电阻是物理课本中介绍的基本方法,其基本的原理图如1、2所示:其中图1是安培表的外接法,适合测小电阻,R X 的测得值小于其真实值,实际测量的是R X 与R V 的并联值,原因是电压表示数等于R X 两端电压,电流表示数大于流过R X 中的电流。
图2是安培表内接法,适合测大电阻,R X 的测得值大于其真实值,实际测量的是R X 与R A 的串联值,原因是电压表示数大于R X 两端电压,电流表示数等于流过R X 中的电流。
结论“大内偏大,小内偏小”即测大电阻用内接法,测量值比真实值偏大;测小电阻用内接法,测量值比真实值偏小。
选择电流表内接和外接的方法①如果x R 、A R 、v R 大约阻值知道时,在满足x v R R <<满足时,采用外接法;当x A R R >>时,采用内接法。
②临界电阻法判断 先算出临界电阻值0A v R R R =,若0x R R <采用电流表外接法;若0x R R >采用电流表内接法。
③试触法 即通过改变电表的连接方式,电表示数变化情况确定内接还是外接。
具体判断时可采用比较I I ∆和U U ∆大小的方法来判断采用内接法还是外接法。
若I I ∆>U U ∆,应采用内接法;若I I ∆<UU∆,应采用外接法。
二、滑动变阻器的限流接法与分压接法两种电路的比较 图1限流法 图2分压法两种电路的选择通常情况下(满足安全条件),由于限流电路能耗较小,结构连接简单,因此,优先考虑以限流法为主。
在下面三种情况下必须选择分压接法a.要使某部分电路的电压或电流从零开始延续调节,只有分压电路才能满足。
b.如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小,采用限流接法时,无论怎样调节,电路中实际电流(压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(压),为了保持电表和电阻元件免受损坏,必须采用分压接法c.伏安法测电阻实验中,若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值,若采用限流接法时,即使变阻器触头从一端滑至另一端,待测电阻上的电流(压)变化也很小,这不利于多次测量求平均值或用图象法处理数据,为了能大范围地调节待测电阻上的电流(压),应选择分压接法。
分压还是限流内接还是外接方法选择我做主在电路设计和分析中,分压和限流是两种常见的电路调节方法。
它们在不同的应用场景下具有不同的优势和限制。
下面我将详细介绍这两种方法,并根据实际情况进行讨论,最终给出选择建议。
1.分压方法:分压是通过串联电阻来实现的。
该方法通过将输入电压分成较小的部分,以便在电路的不同部分中使用。
分压器通常由两个电阻组成,其中一个电阻与负载器连接,另一个电阻与电源连接。
通过合适选择电阻值,可以得到所需的输出电平。
分压方法的优点:a)简单实用:使用电阻器进行分压是一种简单而经济的方法,不需要额外的电子元件。
b)短路保护:分压电路通过电阻来限制电流,并可以提供一定的短路保护功能。
c)稳定输出:分压电路的输出电压与电阻比率成正比,可以提供相对稳定的输出。
分压方法的限制:a)电源依赖:分压电路的输出受到电源电压的影响,电源波动会直接影响输出电压。
b)牺牲功率:分压电路会消耗一部分电源功率,因此它的效率较低。
c)电阻值选择有限:选择较小的分压比例时,电阻值可能会变得非常小,导致电流流失较大。
2.限流方法:限流是通过串联电流限制器来实现的。
该方法通过控制电流的大小来实现对电路的调节。
电流限制器可以是电阻、晶体管或其他电子元件。
限流方法的优点:a)稳定电流:限流电路可以确保通过负载的电流不会超过设置的限制值。
b)精确控制:限流电路可以通过调节电阻或其他元件的值来精确控制电流。
c)适应性强:限流电路可以适应不同的负载变化,以确保稳定的电流输出。
限流方法的限制:a)较复杂:相对于分压方法,限流方法可能需要使用更多的电子元件和更复杂的电路设计。
b)较高的成本:与分压方法相比,限流方法可能需要更多的成本用于购买和集成电子元件。
c)功率热损耗:限流电路通常需要分散电流过载,这可能导致更高的功率热耗散。
根据具体应用情况选择合适的方法:基于上述分析,我们需要根据特定应用场景的要求和限制来选择合适的方法。
以下是一些指导原则:1.如果只需要简单的电压调节,分压方法可能是首选。
恒 定 电 流 二知识点一:滑动变阻器的使用方法: a 限流接法。
b 分压接法。
1、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点:如图所示的两种电路中,滑动变阻器(最大阻值为R 0)对负载R L 的电压、电流强度都起控制调节作用,通常把图(a )电路称为限流接法,图(b )电路称为分压接法.负载R 上电压调节范围 负载R 上电流调节范围 相同条件下其中,在限流电路中,通R L 的电流I L =0R R L +,当R 0>R L 时I L 主要取决于R 0的变化,当R 0<R L 时,I L 主要取决于R L ,特别是当R 0<<R L 时,无论怎样改变R 0的大小,也不会使I L 有较大变化.在分压电路中,不论R 0的大小如何,调节滑动触头P 的位置,都可以使I L 有明显的变化. 2、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法滑动变阻器以何种接法接入电路,应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑,灵活择取.(1)下列三种情况必须选用分压式接法①、若要求被测电阻两端电压变化范围较大,或需要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),必须采用分压接法.分压式电路中,在电路中的电流小于滑动变阻器的额定电流的前提下,应该选择量程较小的变阻器(调节效果好,电压变化均匀)。
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.③、当用电器的电阻R L 远小于滑动变阻器的最大值R 0,为使被测电阻中的电流有明显变化,应采用分压接法. ④、若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过R L 的额定电流时,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R L 与R 0接近或R L 略小于R 0,两种接法都可以,采用限流式接法较好,节能省电.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,考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.知识点二:电流表内接法与电流表外接法的比较根据欧姆定律的变形公式IUR =可知,要测某一电阻x R 的阻值,只要用电压表测出x R 两端的电压,用电流表测出通过x R 的电流,代入公式即可计算出电阻x R 的阻值。
电流表的解法:(1)内接法:如图所示,待测电阻的测量值R 测:A R A RA x A RU U U U U R R R I I I I +===+=+测测测测显然>x R R 测所以x A R R R =-测当>>x A R R 时,x R R ≈测,系统的相对误差很小,可以忽略不计,所以内接法适用于测量高阻值电阻。
(2)外接法:如图所示,待测电阻的测量值R 测:V x V R V xU U R RR I I I R R ===++测测测测 显然有:<x R R 测所以1V x V VR R R R R R R R ==--测测测测当<<x V R R 时,0x V RR →,x R R ≈测,系统的相对误差忽略,所以外接法适用于测量低阻值电阻。
(3)试触法选择内、外接法:具体方法是,在如图所示的电路中,改变电表的连接方式,拿电压表的一个接线柱分别接触M 、N 两点,观察电压表和电流表的示数变化,如果电流表变化明显,说明电压表内阻对电路影响较大,应采用内接法;如果电压表变化明显,说明电流表内阻对电路影响较大,应采用外接法。
滑动变阻器的限流接法和分压接法:滑动变阻器的两种电路连接都能控制调节负载的电流和电压,但在相同条件下调节效果不同,实际应用中要根据具体情况恰当的选择限流接法和分压接法。
(1)通常情况下(满足安全条件),由于限流电路能耗较小,电路结构简单,因此应优先考虑。
(2)在下列情况下必须采用分压接法。
①要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节,只有分压接法才能满足。
②如果实验所提供的电表量程或其它元件允许通过的最大电流很小,若采用限流接法,无论怎样调节,电路中实际电流(或电压)都会超过电表量程或元件允许的最大电流(或电压),为了保护电表或其它元件,必须采用分压接法。
③伏安法测电阻实验中,当滑动变阻器的阻值远小于待测电阻时,若采用限流接法,待测电阻上的电流(或电压)变化很小,不利于多次测量求平均值或用图像处理数据,也起不到保护用电器的作用,应选用分压接法。
关于电路的连接问题教一、怎样选择内接法与外接法很多同学在学了伏安法测电阻后,分不清什么时候采用内接法,什么时候采用外接法,仅是知道测大电阻用内阻法,测小电阻用外接法,但在测量既不是很大也不是很小的电阻时,就不清楚采用哪种接法才能使测量的误差最小。
下面就来谈谈在伏安法测电阻时内接法与外接法的选择。
一. 误差的产生原因伏安法测电阻是根据部分电路欧姆定律来进行测量的。
它的测量值和真实值应该是:,即使是测量十分准确的电压表和电流表,由于电压表和电流表都有内阻,导致了电阻的测量值和真实值存在误差。
当选用外接法(a)时,电压表与电阻并联,电压表的读数就是电阻两端的电压,但电流表测量的是通过电阻和电压表的总电流,因此测量值要小于真实值,实际上测量的电阻值是电压表内电阻和电阻并联的阻值。
如果电阻的值远小于电压表的内阻,电压表分去的电流很小,这时电流表测量的电流就接近于通过电阻的电流,所以外接法适合于测小电阻。
当选用内接法(b)时,电流表与电阻串联,电流表的读数就是电阻的电流值,但电压表测的是电阻和电流表的总电压,所以测量值大于真实值,实际上测量的电阻值是电阻与电流表内电阻串联的总电阻值。
如果电阻的值远大于电流表的内阻,电流表分去的电压很小,这时电压表测量的电压就接近于电阻两端的电压,所以内接法适合于测大电阻。
二. 系统的相对误差由于外接法(a)测量的实际上是电阻和电压表并联的电阻,所以:相对误差内接法(b)测量的实际是电阻与电流表的串联电阻,所以:相对误差当内、外接法相对误差相等时,有,所以,()为临界值。
当(即为大电阻)时用内接法,当(即为小电阻)时用外接法,这样所测的值误差相对较小。
当时,用内、外接法均可。
三. 利用试触法确定内、外接法当大小都不知道时,可用试触法确定内、外接法。
如下图所示的电路,空出电压表的一个接线头,用该接线头分别试触M、N两点,观察两电表的示数变化情况,如果,说明电压表内阻带来的影响大,即电阻跟电压表的电阻相差较小,属于“大电阻”,应采用内接法,如果,说明电流表内阻带来的影响大,即电阻跟电流表的电阻相差较小,属于“小电阻”应采用外接法。
电学实验------仪器选择、电路连接电流表内、外接对测量结果的影响①电流表外接法:如图1所示,由于电压表的分流导致电流的测量值偏大,由R=可知,R测<R真,R越小,电压表分流越小,误差越小,因此这种接法适合测小电阻,正如上一节描绘小灯泡的伏安特性曲线中电流表就采用了这种接法.②电流表内接法:如图2所示,由于电流表的分压,导致电压U的测量值偏大.由R=得R测>R真,R越大,电流表的分压越小,误差就会越小.因此这种方法适用于测量大电阻.选择内、外接的常用方法(1)直接比较法:适用于Rx、R A、R V的大小大致可以估计,当Rx≫R A时,采用内接法,当Rx≪R V时,采用外接法,即大电阻用内接法,小电阻用外接法,可记忆为“大内小外”.(2)公式计算法:当Rx> 时,用内接法,当Rx< 时,用外接法,当Rx=时,两种接法效果相同.(3)试触法:适用于Rx、R V、R A的阻值关系都不能确定的情况,如图所示,把电压表的接线端分别接b、c两点,观察两电表的示数变化,若电流表的示数变化明显,说明电压表的分流对电路影响大,应选用内接法,若电压表的示数有明显变化,说明电流表的分压作用对电路影响大,所以应选外接法.例1用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值.如图所示,分别将图(a)和(b)两种测量电路接到电路中,按照(a)图时,电流表示数4.60mA,电压表示数2.50V;按照(b)图时,电流表示数为5.00mA,电压表示数为2.30V,比较这两次结果,正确的是A.电阻的真实值更接近543Ω,且大于543ΩB.电阻的真实值更接近543Ω,且小于543ΩC.电阻的真实值更接近460Ω,且大于460ΩD.电阻的真实值更接近460Ω,且小于460Ω例2用伏安法测电阻,可接成如图所示的两个电路.当用(a)图的电路测量时,电压表和电流表的示数分别为5V、0.6A;用(b)图的电路测量时,电压表和电流表的示数分别为4.6V、0.8A.电源两端的电压不变,则被测电阻的准确值为()二、滑动变阻器的限流与分压1、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点图所示的两种电路中,滑动变阻器(最大阻值为R 0)对负载R L 的电压、电流强度都起控制调节作用,通常把图(a )电路称为限流接法,图(b )电路称为分压接法.其中,在限流电路中,通R L 的电流I L =0R R E L +,当R 0>R L 时I L 主要取决于R 0的变化,当R 0<R L 时,I L 主要取决于R L ,特别是当R 0<<R L 时,无论怎样改变R 0的大小,也不会使I L 有较大变化.在分压电路中,不论R 0的大小如何,调节滑动触头P 的位置,都可以使I L 有明显的变化.2、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法滑动变阻器以何种接法接入电路,应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑,灵活择取.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。
选修3-1电学重点实验复习一、 测量电路的选择(电流表的内、外接问题)外接法(电流表在电压表的外部) 内接法(电流表在电压表的内部) 用来测小电阻(一般指几Ω至几十Ω) 用来测大电阻(一般指上几百甚至上千Ω) 记忆口诀:外小小内大大(外接法用来测量小电阻且测量值比真实值偏小,内接法用来测量大电阻且测量值比真实值偏大)二、 供电电路的选择(限流式、分压式问题)可以用限流式供电时就不能用分压式进行供电,因此我们只需要记住必须用分压式供电的三种情况:1、要求电压或电流从0开始调(比如描绘小灯泡的伏安特性曲线必须采用分压式供电)或者电压或电流的调节范围尽可能大时(放心题目会给的)2、电表量程较小而电动势较大(即采用限流式供电时,只要接通电路就会损坏电表。
)3、滑动变阻器的电阻远小于被控制的电阻(比如要测量的电阻几千Ω而滑动变阻器只有几十Ω,调节滑动变阻器时电表读数变化不明显。
)同学们,请仔细观察以上四幅电路图,它们分别采用了怎样的测量和供电电路?此外,你们发现了什么?A R AB P D S E V R x A R A B P A R xS E V R A BPC SE R x V AR A B P B R x S E V A实验一、测定金属的电阻率一、实验目的(1)学会使用各种常用电学仪器,会正确读数. (2)学会使用螺旋测微器并掌握正确读数方法.(3)学会用伏安法测量电阻的阻值,测定出金属的电阻率. (4)学会选择滑动变阻器的连接方式(分压、限流). 二、实验原理用毫米刻度尺测一段金属丝导线的长度L ,用螺旋测微器测导线的直径d ,用伏安法测导线的电阻R ,由 ,得 三、实验器材及原理图待测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、开关、滑动变阻器和导线若干.例1:某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中,通过粗测电阻丝的电阻约为5 Ω,为了使测量结果尽量准确,从实验室找到以下供选择的器材: A.电池组(3 V ,内阻约1 Ω)B.电流表A1(0~3 A ,内阻0.0125 Ω)C.电流表A2(0~0.6 A ,内阻约0.125 Ω)D.电压表V1(0~3 V ,内阻4 k Ω)E.电压表V2(0~15 V ,内阻15 k Ω)F.滑动变阻器R1(0~20 Ω,允许最大电流1 A)G.滑动变阻器R2(0~2000 Ω,允许最大电流0.3 A)H.开关、导线若干(1)实验时应从上述器材中选用 (填写仪器前字母代号).(2)测电阻时,电流表、电压表、待测电阻Rx 在组成测量电路时,应采用安培表 接法,将设计的电路图画在图甲的方框内.(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d 的读数如图乙,则读数为 mm.(4)若用L 表示金属丝的长度,d 表示直径,测得电阻为R ,请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ= .2π·4RS d R L Lρ==LR S ρ=甲四、巩固练习1. 某同学测定一根金属丝的电阻率.①用螺旋测微器测量金属丝的直径如图所示,则该金属丝的直径为_________mm .②先用多用电表粗测其电阻.将选择开关调到欧姆挡“×10”档位并调零,测量时发现指针向右偏转角度太大,这时他应该:a .将选择开关换成欧姆挡的“_______”档位(选填“×100”或“×1”)b .将红、黑表笔短接,调节________调零旋钮,使欧姆表指针指在_________处.再次测量电阻丝的阻值,其表盘及指针所指位置如左下图所示,则此段电阻丝的电阻为__________Ω.③现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了以下各种器材,4V 的直流电源、3V 量程的直流电压表、电键、导线等.还有电流表与滑动变阻器各两个以供选用: A .电流表A 1(量程0.3A ,内阻约1Ω) B .电流表A 2(量程0.6A ,内阻约0.3Ω) C .滑动变阻器R 1(最大阻值为10Ω) D .滑动变阻器R 2(最大阻值为50Ω)为了尽可能提高测量准确度且要求电压调节范围尽量大.电流表应选________,滑动变阻器应选________(填器材前面的字母).请在右上图中补齐连线以完成本实验.2.在测定金属丝电阻率的实验中,金属丝长约0.8m ,直径小于1mm ,电阻在5Ω左右,实验步骤如下:①用螺旋测微器测量金属丝直径如图,则图中读数为 ;-+A-+V1510②用伏安法测量金属丝的电阻R。
分压式接法和限流式接法分压式接法和限流式接法是电路中常见的两种电阻网络配置方式,它们在电子设计和电路分析中扮演着重要的角色。
本文将深入探讨这两种接法的原理、优缺点以及应用领域,并通过实例来阐述它们在电路设计中的实际应用。
一、分压式接法1.1 原理分压式接法是通过串联电阻来实现电路中电压的分压。
当将两个电阻依次串联连接时,输入电压将依据电阻的比例分配到不同的电阻上。
根据欧姆定律,电压与电阻成正比,因此较大阻值的电阻上将获得较高的电压,而较小阻值的电阻上将获得较低的电压。
1.2 优缺点分压式接法的主要优点是简单易用且成本低廉。
由于只需使用两个电阻即可实现电压的分压,该接法在电路中得到广泛应用。
它还具有稳定性好、可靠性高的特点。
然而,分压式接法也存在一些缺点。
由于分压比与阻值有关,当输入电阻变化或负载电阻变化时,分压比也会随之变化,导致输出电压不稳定。
当需要较高精度的分压时,较小的电阻值可能导致较大的电流流过电阻,使其发热严重,可能会影响电路性能。
1.3 应用领域分压式接法在电路设计与分析中有广泛的应用。
它常用于传感器电路,用于将高电压传感器的输出电压转换为适合微控制器或其他低电压电路的输入电压。
分压式接法还常用于电源电路设计中,用于产生不同的输出电压。
二、限流式接法2.1 原理限流式接法是通过并联电阻来实现电路中电流的限流。
当将两个电阻并联连接时,输入电流将依据电阻的比例分配到不同的电阻上。
根据欧姆定律,电流与电阻成反比,因此较大阻值的电阻上将获得较低的电流,而较小阻值的电阻上将获得较高的电流。
2.2 优缺点限流式接法的主要优点是可以通过调整电阻的比例来实现对电路中电流的精确控制。
这种接法可以将高电流限制在安全范围内,以防止电路元件过载损坏。
限流式接法还可以提高电路的稳定性和可靠性。
然而,限流式接法也存在一些缺点。
较大的电阻值可能导致额外的功耗和功率损耗。
当需要较高精度的限流时,较小的电阻值可能导致较大的电压降,使电路的工作电压下降。
选要清楚滑动变阻器的分压接法和考虑限流接法的优、缺点:1.限流接法线路结构简单,消耗能量少;2.分压接法电压调整范围大,可以从0到路端电压之间连续调节;选用原则:1.优先限流接法,因为它电路结构简单,消耗能量少;2.下列情况之一者,必须采用分压接法:(1)当测量电路的电阻远大于滑动变阻器阻值,采用限流接法不能满足要求时;(2)当实验要求多测几组数据(电压变化范围大),或要求电压从0开始变化时(零起必分);(3)电源电动势比电压表量程大很多,限流接法滑动变阻器调到最大仍超过电压表量程时(烧表必分内大外小的三种解释1.小电阻用外接法测量大电阻用内接法测量更准确!(所谓“大小”,是与√RV RA比较)2.外接法测量值偏小,内接法测量值偏大(因为电压表分流,电流表分压)3.在不知道待测电阻阻值范围时,用“试触法”,内外接都试一试。
两次测量电流表A示数变化|I1-I2|/I1,电压表V示数变化|U1 -U2|/U1A表变化大,用内接法;A表变化小,用外接法(注意此时的“内大外小”是针对电流表!)测电阻的伏安法选择:测大电阻选用内接法,测小电阻选用外接法,简称内大外小(“内”字中一个“大”字,“外”字中有半个“小”字)。
①负载Rx两端电压变化范围限流ERx/(Rx+R)~E(R是变阻器最大阻值)分压0~E②能用限流一定能用分压。
以下情况只能用分压:a、电阻or滑动变阻器or电流表允许通过的最大电流<E/(R+r+Rx+RA) [r是电源内阻,R是滑动变阻器最大阻值〕b、滑动变阻器最大阻值很小一般小于Rx/3(Rx的电流、电压变化太小)c、题目中要求“被测部分的电压变化范围尽可能大”、“多测量几组数据”、“电压表示数从0开始变化”、“滑动变阻器易于调节”两种连接方式的选择原则(1)节能优先的原则在实验中,如果碰到滑动变阻器以限流方式或分压方式连接成电路均可的情况时,因为限流方式比分压方式节能,应先考虑限流方式。
.关于电路的连接问题教一、怎样选择接法与外接法很多同学在学了伏安法测电阻后,分不清什么时候采用接法,什么时候采用外接法,仅是知道测大电阻用阻法,测小电阻用外接法,但在测量既不是很大也不是很小的电阻时,就不清楚采用哪种接法才能使测量的误差最小。
下面就来谈谈在伏安法测电阻时接法与外接法的选择。
一. 误差的产生原因伏安法测电阻是根据部分电路欧姆定律来进行测量的。
它的测量值和真实值应该是:,即使是测量十分准确的电压表和电流表,由于电压表和电流表都有阻,导致了电阻的测量值和真实值存在误差。
当选用外接法(a)时,电压表与电阻并联,电压表的读数就是电阻两端的电压,但电流表测量的是通过电阻和电压表的总电流,因此测量值要小于真实值,实际上测量的电阻值是电压表电阻和电阻并联的阻值。
如果电阻的值远小于电压表的阻,电压表分去的电流很小,这时电流表测量的电流就接近于通过电阻的电流,所以外接法适合于测小电阻。
当选用接法(b)时,电流表与电阻串联,电流表的读数就是电阻的电流值,但电压表测的是电阻和电流表的总电压,所以测量值大于真实值,实际上测量的电阻值是电阻与电流表电阻串联的总电阻值。
如果电阻的值远大于电流表的阻,电流表分去的电压很小,这时电压表测量的电压就接近于电阻两端的电压,所以接法适合于测大电阻。
专业资料..二. 系统的相对误差由于外接法(a)测量的实际上是电阻和电压表并联的电阻,所以:相对误差)测量的实际是电阻与电流表的串联电阻,所以:接法(b相对误差当、外接法相对误差相等时,有,所以,()为临界值。
当(即为大电阻)时用接法,当(即为小电阻)时用外接法,这样所测的值误差相对较小。
当时,用、外接法均可。
三. 利用试触法确定、外接法大小都不知道时,可用试触法确定、外接法。
如下图所示的电路,空当出电压表的一个接线头,用该接线头分别试触M、N两点,观察两电表的示数变化情况,如果,说明电压表阻带来的影响大,即电阻跟电压表的电阻相差较小,属于“大,说明电流表阻带来的影响大,即电阻跟电流表的电电阻”,应采用接法,如果阻相差较小,属于“小电阻”应采用外接法。
四. 应用举例例:有一未知的电阻)两种电路进b(、)a(3,为较准确的测出其阻值,先后用如图专业资料..行测试,利用(a)测的数据为“2.7V、5.0mA”,利用(b)测的数据为“2.8V、4.0mA”,那么,该电阻测的较准确的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是()A. ,偏大;B. ,偏小;,偏大。
C.D.,偏小;,,解析:比较(a)、(b)两图的电压读数,可知电压变化电流的变化,,可见,即电流变化明显一些,可见电压表阻是一个大电阻,故应采取电流表带来的影响比电流表阻带来的影响大,即说明所测电阻接法,即(b)图测量的较准确,,此种解法测量值偏大,故D正确。
【测电阻的接法和外接法有何区别】测电阻时电流在接与外接是有区别的,我们可以画出其电路图,如图甲、乙所示。
它们各自特点如下:)电流表接法:(1 电路:如图甲所示。
>RR。
结果:测量值偏大,即测(2)电流表外接法电路:如图乙所示。
专业资料..<R,为什么会出现偏差呢?结果:测量值最小,即R测,即0在图中电流表接法中,电流表示数与R中电流相等,但电流表自身有电阻,R≠A使电压表读两端电压和电流表两端电压之和,=IR,电压表示数为R电流表两端有电压U AA U数大于R求得的电阻值偏大。
两端实际电压,由?R测I那电流表的外接法呢?的电流两端电压,但电流表示数为通过R在图乙电流表的外接法中,电压表示数为R U由I>I,,实际上应为I,,即I与通过电压表的电流I之和,I=I+I计算时用的是I?R RVRVRR测I R偏小即<R。
知,U较准确而I偏大,故R测测二、限流电路和分压电路近几它在电路中的接法有分压和限流两种,滑动变阻器是中学电学实验中常用的仪器,又教材对此又没有理论的讲解,年高考电学设计性实验命题对其应用多次直接或渗透考查。
没有实际的指导,学生感到无从下手,笔者从多年的教学经验,结合电路分析,对滑动变阻 器的这两种接法使用作一点探讨。
一、滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析.滑动变阻器的分压接法1,输入电压R 如图1所示的电路中,滑动变阻器总电阻为 0随变阻器调节变化情况作如下两端的电压负载电阻RU 为U ,0图 的讨论:U 0RU= ap 与成正比,输出时,输出端的电压,可见,U 首先,不接负载R R 0间移动时,左半部分分得的ab )中①所示。
换言之,触头P 在b 电压电线性的,如图1( U 。
—电压是均匀变化的,电压的变化围是00点PPRaP 其次,当滑动变阻器的连接负载电阻时,点左边电路的等效电阻减小,与 专业资料..b )②所示。
右边部分串联而得的电压将比原来减小,如图1()b 当负载电阻R 很小,对于确定的R ,左部分分得的电压将更小,如图如图1(再次,ap ③所示。
负载阻值可以得出结论:分压接法要能通过连续调节滑动变阻器得到平缓变化的电压, 应该较大。
换言之,分压接法滑动变阻器应该选用阻值相对较小的。
2.滑动变阻器的限流接法U R 0,滑动变阻器对负载,滑动变阻器总阻值为如图2所示的电路输入电压为0 R 电流的控制情况作如下的讨论:0U 0R 随,可见,首先,电路中的电流:I=I aP +RR aP )所示。
的增大而减小,如图(b 图I m U 0R= Rap=0时,电路中的最大电流,当R 两端的电压最大U=U。
0max R II mm0、、3分别为负载电阻1最大值当Rap、、5……倍时,电路中电流的最小值为42I m……6UUU000、……Umin为、R负载电阻两端的最小电压624较小,它对整个电路的电流控制能力就小,反之较由此可见,若滑动变阻器总电阻R0其单位长度的阻值越大,R很大,越大越好。
实际选择滑动变阻器时,大。
但是,并不是R00点稍作移动,整个电路总电阻迅速增大,通过电路的电流就很小,要连续均匀a触头P处两端的电压,滑动变阻器只能在极小的围调节,所以操作很不方便。
地调节电流,负载R专业资料..通过分析图线,可以得出结论:限流式接法要能在调节过程中平缓控制电流(电压),滑动变器阻值要稍大些。
一般来说,约为待测电阻的3—10倍。
二、分压接法和限流接法的比较滑动变阻器接入电路后,它本身也要消耗电能,不同的接法造成的功率消耗是不一样的。
当负载R通过相同的电流I时,分压电路接法中的总电流I=I+I;在限流接法电路aPRR中的总电I=I。
故分压式接法时电路总电流大,电源的输出功率(P=IU)较大,也就是说oR电路消耗的额外功率大。
结合上述分析滑动变阻器的分压接法和限流接法对电压、电流等的控制作用见下表:相同条件下电路消闭合电键前触负载R上电流调节围负载R上电压U调节围耗的总功头处位aR+R+接)(+a a接都为了保护比限流电路能耗较分压电路调节围分压电路调节围路三、滑动变阻器分压接法和限流接法的选择,但在相同条件下的调节滑动变阻器分压接法和限流接法都能调节负载的电流(电压),由于满足安全条件)效果不同,实际应用要根据情况恰当地选择适当的方法。
通常情况下( 限流电路能耗较小,结构连接简单,因此,优先考虑以限流接法为主..在下面三种情况下必须选择分压接法:1.要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节,只有滑动变阻器分压接法的电路a专业资料..才能满足(如测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路)b.如果实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电流较小,采用限流接法时,无论怎样调节,电路中实际电流(电压)都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(电压),为了保证电表和电阻元件免受损坏,必须采用滑动变阻器分压接法连接电路.c.伏安法测电阻实验中,若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值,若采用限流接法时,即使变阻器触头从一端滑至另一端,待测电阻上的电流(电压)变化小,这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据,为了变阻器远小于待测电阻阻值的情况下能大围地调节待测电阻上的电流(电压),应选择滑动变阻器的分压接法。
2.以下情况可选用限流接法:a.测量时电路电流(电压)没须要求从零开始连续调节,只是小围测量,且负载电阻R接近或小于滑动变阻器电阻R,采用滑动变阻器限流接法。
0b.电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压接法的要求,应采用滑动变阻器限流接法。
c.没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者无可采用时可考虑安装简便和节能因素采用滑动变阻器限流接法。
专业资料..:综合上述,可得到如下结论两端电压变化围较大,或需要从零开始连读可调电压,应选图乙的R1)若需要被测电阻(分压电路;)若采用限流电路时,如果电路中最小电流大于或等于被测电阻R的额定电流,必须采(2 用分压电路;)当(3时,为使被测电阻中电流有明显变化,也应选分压电路;时(或两者相差不多),虽然两种电路都可以对负载电流有明显的调节和)当(4电路或两种电路都满足实验要求时.但图甲的限流电路具有节省电能、电源负担轻、控制.连接简便等优点,应选图甲的限流电路较好。
【例题讲解】用电器的电压或电流要求从零开始连续可调。
①”5W3中所给的实验器材测量一个“12V,、例1(卷)用图阻可忽略,两档,0.6A的小灯泡在不同电压下的功率,其中电流表有3A、两档,阻很大。
测量时要求加在灯泡两端的电压可连15V电压表有、3V3图续地从0V。
调到12V专业资料..⑴按要求在实物图上连线(其中部分线路已连好)。
⑵其次测量时电流表的指针位置如下图(b)所示,其读数为A②要求电器的电压或电流变化围大,负载电阻的阻值远大于变阻器的总电阻,须用分压式电路。
若接成限流式,当改变滑动变阻器的阻值时,电路中电流变化不明显,测得的电压和电流取值围小。
例2、为了测定一个“6.3V、1W”的小电珠在额定电压下较准确的电阻值,可供选择的器材有:A.电流表(0~3A,阻约0.04Ω)B.毫安表(0~300mA,阻约4Ω)C.电压表(0~10V,阻10KΩ)D.电压表(0~3V,阻10KΩ)E.电源(额定电压6V,最大允许电流2A)F.电源(额定电压9V,最大允许电流1A)G.可变电阻(阻值围0~10Ω,额定电流1A)H.可变电阻(阻值围0~50Ω,额定功率0.5W)I.导线若干根,电键一个。
⑴为使测量安全和尽可能准确,应选用的器材是。
(用字母代号填写)⑵在右边虚线框画出电路图,并把图6所示实物图用线连接起来。
分析:①表及外解法的选取P1A≈0.16A=16mA<300mA小电珠的额定电流,电流表应选B。
=UI=6.3V=额额U6.3专业资料..223U6.Ω小得多,仅比毫安表阻<10V,电压表选C,电源选F。