伏安法测电阻内接外接
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对伏安法测电阻中电流表内外接法的探讨
伏安法是一种常用的测量电阻的方法。
在测量电阻时,电流表可以通过内接或外接的方式与电路相连。
内接法是指将电流表的两个端子分别接在电路的待测电阻的两端,这样电流表就在电路的内部进行测量。
内接法的优点是测量精度较高,因为电流表直接接在待测电阻的端子上,因此测量的电流与电路中其他电阻的电流无关。
外接法是指将电流表的一个端子接在电路的待测电阻的一端,另一个端子接在电路的另一端,这样电流表就在电路的外部进行测量。
外接法的优点是测量方便,不用将电流表的两个端子分别接在电路的两端,但是测量精度较低,因为电流表测量的是电路中所有电阻的电流之和,而不是待测电阻的电流。
使用伏安法测电阻时,选择内接法还是外接法要根据测量精度的要求来决定。
如果需要较高的测量精度,则应选择内接法;如果只需要粗略的测量结果,则可以使用外接法。
此外,在使用伏安法测电阻时,还需要注意电流表的精度、电路的电阻大小等因素,以确保测量结果的准确性。
伏安法测电阻内接法和外接法的区别
答案解析:
伏安法测电阻内接法和外接法的区别是:
把电流表和电压表当成一个电阻来看,而测得的电流电压是所在位置的真实电压,包含了各自的电阻。
电流表外接,电压是正确的,而电流是有电压表的电流,所以电流不准内接,电流是对的,电压有电流表的电压,电压不准确。
伏安法是一种电化学分析方法,根据指示电极电位与通过电解池的电流之间的关系,而获得分析结果。
是一种较为普遍的测量电阻的方法。
因为是用电压除以电流,所以叫伏安法。
用电压表并联来测量电阻两端的电压,用电流表串联来测量电阻通过的电流强度。
但由于电表的内阻往往对测量结果有影响,所以这种方法常带来明显的系统误差。
有两种接法:外接法和内接法。
所谓外接内接,即为电流表接在电压表的外面或里面。
接在外面,测得的是电压表和电阻并联的电流,而电压值是准确的,根据欧姆定律并联时的电流分配与电阻成反比,这种接法适合于
测量阻值较小的电阻。
接在里面,电流表准确,但电压表测量得到的是电流表和电阻共同的电压,根据欧姆定律,串联时的电压分配与电阻成正比,这种接法适合于测量阻值较大的电阻。
用伏安法测电阻内接外接法
外接法和内接法的具体连接见图3.9-2。
若待测电阻R的阻值较小,采用外接法测出的阻值较为准确,误差较小;若待测电阻R阻值较大,采用内接法测出的阻值较为准确。
下边具体分析这两种接法:采用外接法时,安培计中示数应是流过R的电流I R和通过伏特计电流I V之和,即I=I R+I V,则R=U/I=U/(I R+I V)
引起误差的原因是电流I中增加了伏特计的分流电流I V,结果使测得的R数值比实际值要小些。
但一般伏特许的内阻R V较大,大约在几千欧姆左右,如果待测电阻R比伏特计内阻R V小得多,即R〈〈R V,则根据并联分流的性质,通
过伏特计的电流I V很小,可以忽略不计,认为I= I R,因此测量结果较为精确。
相对误差为
伏特计的内阻越大,相对误差越小。
采用内接法时,伏特计示数U等于R两端电压U R和安培计两端电压U A之和U=U R+U A,即,则
引起误差的原因是电压U中增加了安培计分压电压U A,结果使测得的R值
比实际值要大些。
如果待测电阻R的阻值比安培计的内阻R A大得多,即R>>R A,
根据分压性质,U A可以忽略不计。
认为U= U R,测出的结果较为精确。
相对误差为
可见安培计的内阻越小,相对误差越小。
应说明的是,待测电阻的阻值大小是相对于所用仪表的内阻来说的。
量程大的安培计内阻小,量程小的内阻大;量程大的伏特计内阻大,量程小的内阻小。
但量程大的电表每小格表示的安培数或伏特数较大,对于很小的电流和电压读不出较准确的值来。
第一讲 伏安法测电阻的内接法和外接法整理:成荣斌 审核:备课组 班级 姓名 学习小组一、安培表的内外接法对比 (1) 电流表内接法: 电路:如图甲所示。
结果:测量值偏大,即R 测>R 。
在图甲电流表内接法中,电流表示数与R 中电流相等,但电流表自身有电阻,R A ≠0,即电流表两端有电压U A =IR A ,电压表示数为R 两端电压和电流表两端电压之和,使电压表读数大于R 两端实际电压,由IUR =测求得R 测偏大。
实际上测量的电阻值是电阻与电流表内电阻串联的总阻值R 测=R x +R A 。
如果电阻R x 的值远大于电流表的内阻R A ,电流表分去的电压很小,误差就很小,所以内接法适合于测大电阻。
(2) 电流表外接法 电路:如图乙所示。
结果:测量值偏小,即R 测<R ,为什么会出现偏差呢?在图乙电流表的外接法中,电压表示数为R 两端电压,但电流表示数为通过R 的电流I R 与通过电压表的电流I V 之和,即I =I R +I V ,计算时用的是I ,实际上应为I R ,I>I R ,由IUR =测知,U 较准确而I 偏大,故R 测偏小即R 测<R 。
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R x 的值远小于电压表的内阻R V ,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。
二. 系统的相对误差1、 内接法(甲)测量的实际是电阻与电流表的串联电阻,所以:相对误差=-=+-=⨯||||R R R R R R R R R x xx A x x Ax测100%2、 由于外接法(乙)测量的实际上是电阻和电压表并联的电阻,所以:相对误差=-=+-=+⨯||||R R R R R R R R R R R R x x V xV x x x xx V测100%3、 当内、外接法相对误差相等时,有R R R RR x x V A x+=,即R R R A V 0≈(R R A V <<)为临界值。
伏安法测电阻(内接法和外接法)【原理】R=U I【电路图】电流表外接法【误差分析】1.因为R x=UI,U的测量值与真实值相等,I的测量值比真实值偏大,所以R x的测量值比真实值偏小。
2.误差来源:电压表分流。
R x越小,则电压表分流比例越少,误差越小,∴该电路适合测量小电阻,即:R x≪R电压表的情况。
3.在外接法中,如果知道电压表内阻,可消除由电压表内阻引起的系统误差。
【电路图】电流表内接法【误差分析】1.因为R x=UI,U的测量值比真实值偏大,I的测量值与真实值相等,所以R x的测量值比真实值偏大。
2.误差来源:电流表分压,R x越大,则电流表分压比例越少,误差越小∴该电路适合测量大电阻,即:R x≫R电流表的情况。
3.在内接法中如果知道电流表内阻,可消除由电流表内阻引起的系统误差。
【电路选择】(1)方法一:已知待测电阻估计值时——比较法。
若已知待测电阻阻值约为R x,电流表内阻为R A,电压表内阻为R V。
当R xR A >R VR x,即R x2>R A R V时,说明R x是大电阻。
当R xR A <R VR x,即R x2<R A R V时,说明R x是小电阻。
【口诀】“大内大,小外小”。
解释:大电阻用内接法,测量值比真实值偏大;小电阻用外接法,测量值比真实值偏小.(2)方法二:不知道待测电阻估计值时——试触法。
若不知道待测电阻R x的估计值,应使用试触法判断应该选用内接还是外接。
【操作】将s分别于a、b接触一下,观察电流表和电压表的示数变化情况。
【判断方法】(1)若电流表示数变化更为显著,说明电阻的电流与电压表的电流更为接近,说明待测电阻阻值与电压表内阻阻值更为接近,即R x是一个大电阻,应用内接法。
(2)若电压表示数变化更为显著,说明电阻的电压与电流表的电压更为接近,说明待测电阻阻值与电流表内阻阻值更为接近,即R x是一个小电阻,应用外接法。
【说明】示数变化显著与否看相对值不看绝对值。
.关于伏安法测电阻的内接法与外接法利用电压表和电流表测电阻R的电路有两种接法。
(1)电流表内接法电路:如图1。
结果:测量值偏大,即R〈R。
测定性解释:电流表内接时,电流表的读数与R中的电流相等。
但由于电流表的内阻R≠0,而具有分压作用,使电压表读数大于R两端电A定量分析:因为电压表所量得的是R和R的串联电压,所以测得值A绝对误差ΔR=R?R=R。
A内测因此,在待测电阻R》R时(这时电流表的分压很小),内接法误差小。
A (2)电流表外接法电路:如图2。
3/ 1.R。
结果:测量值偏小,即R〈测RR两端电压相等。
但由于电压表内阻定性解释:电压表的读数与V R的电流,因此由≠∞,而具有分流作用,使得电流表的读数大于流过所以测得值是R的总电流,因为电流表量得的是通过R和定量分析:V的并联等效电阻。
R和R V时,外接法误差小。
这时电压表分流很小)R 因此,在待测电阻《R( V例外接法的选择并不都是理论上越精确就一定越好。
在实测中,内、Ω。
=0.05Ω,电压表电阻R=10KR=5如:设待测电阻Ω,电流表电阻R VA但实际上我们使用这两种线路所得测理论结果似乎说明外接法更好,由于制作时磁钢的强弱、这是因为任何一种指针式电表,量值是会相同的。
动圈电阻的大小、刻度的间距、阻尼的大小等等因素不可能都绝对相同,中学学生实验使用的电流因此电表本身就具有一定的误差——误差等级,%。
2.5测量误差可达最大刻度值的表、电压表一般都是2.5级电表,即在这种情况下,δ=l%和δ=0.5‰的差别,电表本身已不能反映出来,外内因此测量结果将相同。
但如果待测电阻是0.5Ω,则内接法的误差就会达到10%!这时就应使用外接法了。
在实测中,不一定都能事先知道待测电阻的大概值,也不一定很清楚R和R的大小。
为了快速、准确地确定一种较好的接法,可以按以下步骤VA操作:3/ 2.①将待测电阻R与电流表、电压表如图3接好,并将电压表的一根接线K空出。
用伏安法测电阻有两种基本的线路:电流表内接和电流表外接.
设待测电阻为R,其上电压为UR,通过它的电流为IR;电压表电阻为RV,其上电压为UV,通过它的电流为IV;电流表电阻为RA,其上电压为UA,通过它的电流为IA.
在电流表内接电路中,UA=UR+UA,IA=IR,测量误差的来源在于电压表读数大于R两端的电压,由R=UV/IA计算出的阻值比真实值偏大.当R>>RA时,U>>UA,即U≈UV,测量结果不致引起太大的误差.
在电流表外接法电路中,UV=UR,IA=IR+IV.测量误差的来源在于电流表读数IA大于通过R 的电流IR,所以由R=UV/IA计算出来的电阻值比真实值偏小.当RV>>R时,IA>>IV,即IA≈IR,测量结果不致引起太大误差.
在实验中,如不知待测电阻的阻值范围,可先将电流表与待测电阻串联接入电路,接通电源,记下电流表读数.然后将电压表接于待测电阻两端,若这时电流表读数变化较大,则采用电流表内接法;若电流表读数变化很小,则采用外接法.。