伏安法测量定值电阻的阻值 matlab

目录摘要 (1)1 基础强化训练内容 (2)2 电路分析与计算 (2)2.1 设计题目 (2)2.2 理论分析与计算 (3)2.3MA TLAB编程计算 (4)2.3.1 求解流程 (4)2.3.2求解结果 (4)2.4利用MA TLAB仿真求解 (5)2.4.1 SIMULINK仿真基础 (5)2.4.2 SIMULINK的基本操作 (6)2.4.3 SIMULINK启动 (6)2.4.4 SIMULINK的模块库介绍 (7)2.4.5SIMULINK模块编辑窗口启动 (7)2.4.6仿真元件的选取及参数设定 (8)2.4.6.1仿真参数的设定 (8)2.4.6.2电阻的选取 (9)2.4.6.3直流电压源的选取 (10)2.4.6.4直流电流源的选取 (11)2.4.6.5完整的电路图 (12)2.4.6.6启动仿真 (13)3结果分析 (14)4结束语 (15)参考文献 (16)摘要MA TLAB是主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。

它在数学科技应用软件中在数值计算方面首屈一指,MA TLAB可以进行矩阵运算等。

MA TLAB的基本单位数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中的常用形式十分相似，故用MA TLAB 来结算问题要简捷的多。

MA TLAB在我们电气工程专业发挥着重要的作用，在我们已经学习的电路基本原理的知识中矩阵方程的求解是经常要用到了，如何减少计算分析的过程又能保证较高的准确率，MA TLAB为我们完成这些任务提供了便利的条件。

对于各种各样的简单的基本电路我们可以通过对简单电路的分析列矩阵方程编写程序得到运算结果，并且如果我们对于电路的分析不确定的时候我们可以在SIMULINK中选取合适的模块搭建电路图代入电路参数仿真求解。

将仿真的结果与编程求解的结果对比就能确保万无一失了。

关键词：MA TLAB SIMULINK 仿真矩阵MATLAB在电阻电路中的分析与应用1 基础强化训练内容此次基础强化训练主要以学习MA TLAB软件为目的了解相关问题的处理方法和步骤基本掌握MA TLAB的软件运用让同学们更多的接触学习MA TLAB软件的应用以便以后更加容易地解决各种问题。

初始条件：试用叠加原理计算图中所示电路中的电流I和电压U ab。

b设计任务：1.根据已知分析电路（包括电路变换及简化）；2.完成在MATLAB中的参数设定及模型建立；3.完成仿真输出波形显示，并分析结果。

4.整理设计过程，总结心得，完成报告。

摘要《电路原理》是电类专业必修的一门重要的技术基础课，它具有基础科学和技术科学的二重性，不仅是电类学生学习后续课程的基础，也直接为解决电工电子工程中的一些实际问题服务。

大一下学期开始，通过对本课程的学习，我初步掌握了近代电路理论的一些基本知识和概念，能分析计算一些常见的，比较简单的基本电路，初步具有了解决实际问题的能力，并为后续课程的学习准备了必要的电路理论知识。

其分析电路的常见方法有：节点电压法，网孔电流法，叠加原理分析法，戴维宁定理和诺顿定理等等。

本文主要讨论用叠加原理分析法来分析直流电路中关于电阻电路的计算方法。

在这个分析解决问题的过程中需要运用到MATLAB软件。

MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink 两大部分。

本文就是通过对MATLAB编程计算出的结果和Simulink仿真出的结果两大部分。

本文就是通过对MATLAB编程计算出的结果和直流电路中电阻电路的计算1题目分析1.1设计题目试用叠加原理计算图1中所示电路中的电流I和电压U ab。

b图1 电路图1.2理论分析题图1中有一个电压源和一个电流源，根据叠加原理可以将电路图进行分解成图2和图3叠加。

aI2Ωb图2 分解图一20ΩI 10图3 分解图二列方程得I 1+I 2=3 10 I 1-20 I 2=0 （10+20）I 3=-12对上面三个方程，可将其写成如下所示的矩阵形式：=求解线性方程组得I 1 =2A I 2=1A I 3=-0.4A由叠加原理得I= I 1+I 3=1.6A由电路性质得U ab =10I=16V上面的过程，为理论上的解题方法。

伏 安 法 测 电 阻一、伏安法测电阻1、 原理：R=U/I 电流表测通过电阻的电流；电压表测电阻两端的电压2、 两种测量方法： 外接法：（1） 电路如图所示：（2） 电阻两端的电压准确；但伏特表与被测电阻并联后有分流作用，测出的电流值偏大，求出的电阻值要比真实值小。

x Vx V xR R R R R R +=测（3） 实验中只能尽量减小误差。

也就是通过电流表的电流尽可能的通过电阻，也就要求电阻本身的电阻较小。

所以外接法适应于测阻值较小的电阻。

适用条件：x V R R 〉〉内接法：（4） 电路如图所示：（5） 通过电阻的电流准确；但电流表有分压作用，测出电阻两端的电压偏大，求出的电阻值要比真实值大。

（6） 电阻两端的电压准确；但伏特表与被测电阻并联后有分流作用，测出的电流值偏大，求出的电阻值要比真实值小。

x A x R R R R +=测（7） 实验中只能尽量减小误差。

也就是电压表两端的电压尽可能为电阻两端的电压，也就要求电阻本身的电阻较大。

所以内接法适应于测阻值较大的电阻。

适用条件：A x R R 〉〉注意事项：1、 x V R R 〉〉用“外接法”2、 A x R R 〉〉用“内接法”3、 实际中，VA x 、R 、R R 相比，其大小并不，用“比值法”选择“内接法”或“外接法”外接法 Vx V x R R R R R +=测 11+=+=Vx xV V xR R R R R R R 测0→Vx R R 误差越小内接法：A x R R R +=测 xA xRR RR +=1测0→xA R R 误差越小总结：V A x R R R > 外接法 V A x R R R < 内接法练习:1、 如图所示，伏安法测电阻时，为提高测量的精度，可在连接电路时，将电压表的一端预留出来，使P 分别跟a 、b 两点接触一下，同时注意观察电流表、电压表的示数，则下面的决定正确的是（BC ） A 、两次比较若电流表的示数变化显著，则P 应接在aB 、两次比较若电流表的示数变化显著，则P 应接在bC 、两次比较若电压表的示数变化显著，则P 应接在aD 、两次比较若电压表的示数变化显著，则P 应接在b2、 下列关于“伏安法测电阻”的说法中，正确的是（A ）A 、伏安法测电阻要根据待测电阻的情况来选择用内接法还是外接法，这样可减小误差B 、对于同一电阻，用内接法和外接法的测量结果是相同的C 、内接法测电阻的误差较大，因为其存在电流表的分压D 、外接法测电阻的误差较大，因为其存在电压表的分流滑动变阻器的两种接法3、 限流接法 （1） 电路如图所示（2） 负载Rx 的电压范围～E RR ER x x +电流范围xmx R E ～R R E +（3） 限流接法比分流接法节省电能（4） 采用限流法的情况：滑动变阻器的电阻比待测电阻大，可以保证不超过电压表或电流表的量程。

科学探究的主要步骤※一、提出问题※二、猜想与假设※三、设计实验（一) 实验原理（二) 实验装置图（三）实验器材和规格（三）实验步骤（四）记录数据和现象的表格四、进行试验※五、分析与论证※六、评估七、交流与合作※最后：总结实验注意事项第一方面：电学主要实验滑动变阻器复习提纲1、原理——通过改变接入电路中电阻丝的长度，来改变电路中的电阻，从而改变电路中的电流。

2、构造和铭牌意义——200Ω：滑动变阻器的最大阻值1.5A：滑动变阻器允许通过的最大电流3、结构示意图和电路符号——4、变阻特点——能够连续改变接入电路中的电阻值。

5、接线方法——6、使用方法——与被调节电路（用电器）串联7、作用——1、保护电路2、改变所在电路中的电压分配或电流大小8、注意事项——电流不能超过允许通过的最大电流值9、在日常生活中的应用——可调亮度的电灯、可调热度的电锅、收音机的音量调节旋钮？……实验题目：导体的电阻一定时，通过导体的电流和导体两端电压的关系（研究欧姆定律实验新教材方案）一、提出问题：通过前面的学习，同学们已经定性的知道：加在导体两端的电压越高，通过导体的电流就会越大；导体的电阻越大，通过导体的电流越小。

现在我们共同来探究：如果知道了一个导体的电阻值和它两端的电压值，能不能计算出通过它的电流呢？即通过导体的电流与导体两端的电压和导体的电阻有什么定量关系？二、猜想与假设：1、电阻不变，电压越大，电流越。

（填“大”或“小”）2、电压不变，电阻越大，电流越。

（填“大”或“小”）3、电流用I表示，电压用U表示，电阻用R表示，则三者之间可能会有什么关系？三、设计实验:（一) 实验器材：干电池3节，10 Ω和5 Ω电阻各一个，电压表、电流表，滑动变阻器、开关各一只，导线若干。

（二）实验电路图：1、从研究电流与电压的关系时，能否能否保证电压成整数倍的变化，鉴别一下甲和乙的优劣？2、乙图重点：研究的是定值电阻这部分电路，而非整个电路。

教育研究课程教育研究110学法教法研究1.MATLAB 在力学分析中的应用如图1，质量为m 的小球，从静止开始沿半径为R 的1/4圆弧光滑无摩擦轨道MN 滑下，重力的瞬时功率如何变化？图1 小球下降过程示意图1.1 建模小球下降过程中的瞬时功率：（θ为F 和v 的夹角），通过受力分析，最后可解得重力瞬时功率的表达式为：（1）通过式（1），学生的一般分析是：重力在圆弧轨道上的分离逐渐减小，但小球下滑的速度会逐渐加大，但两者乘积的结果如何难以判断。

通过复杂数学计算可以得出P 的极值，进而可推断出瞬时功率先增大后减小。

但功率随角度θ具体变化的情况学生根据已有知识却无法很快做出判断。

1.2 程序及结果运行结果如图2所示，从图中很容易看出随着角度变化，瞬时功率先增加后减小，在35度左右发生转折。

图2 功率随角度变化曲线2.MATLAB 在电学分析中的应用如图3所示，倾角为30度的直角三角形底边长2l ，且处于水平位置，斜面为光滑绝缘导轨，现在底边中点O 处固定一正电荷Q，让一质量为m 的带负电的点电荷q 从斜面顶端A 处释放沿斜面滑下（不脱离斜面）。

现测得它滑到B 点在斜边上的垂足D 处的速度为v ，问质点的运动过程如何？图3 电荷受力分析图2.1 建模我们可以分析得：点电荷q 在斜面上任一点处受力情况，β，则两电荷间的距离r 可用：（2））其中，β在20度到150度之间。

，所以加速度的变化主要随的变化而变化。

2.2程序及结果为了绘图方便，这里设，β在20度到150度之间变化，A 对角度变化的曲线如图4所示，能很直观的看出，加速度先增加再减小。

图4 质点加速度曲线3.MATLAB 在电学实验中的应用MATLAB/Simulink 仿真实验模拟真实实验环境，让学生在虚拟的实验环境中进行实验，能便捷地熟悉物理实验并学习物理知识。

下面通过MATLAB/Simulink 建模仿真对伏安法测电阻实验进行分析。

3.1 建模根据欧姆定律，在同一电路中，通过某一导体R 的电流I U 成正比，即：4）（4）进行变形，可以导出测量电阻的公式为：5）建模用MATLAB/Simulink 中的Sim-powerSystems 的电力系统模型库，选取相应的电阻、直流电源、电压表、电流表及示波器等基本功能模块，模块按照图5建立仿真模型，设置电压值为24V ，电阻为48欧姆，然后进行仿真。

一、概述Matlab作为一种功能强大的仿真软件，被广泛应用于电路仿真领域。

在进行电路仿真时，合理的参数设置对于模拟电路的仿真结果具有重要的影响。

本文将就Matlab仿真电路的参数设置进行详细的讨论，帮助读者更好地了解如何进行合理的参数设置，以获得准确和可靠的仿真结果。

二、仿真电路参数设置的重要性1. 电路参数对仿真结果的影响对于电路仿真来说，电阻、电容、电感等元件的参数设置直接影响到仿真结果的准确性。

合理的参数设置可以使得仿真结果更加接近实际电路中的情况，从而提高仿真结果的可靠性。

2. 参数设置对电路性能的分析通过合理的参数设置，可以方便地对电路的性能进行分析，比如电压、电流的波形、功率的分布等。

这对于电路设计者来说非常重要，可以帮助他们更好地了解电路的工作情况，从而进行进一步的优化和改进。

三、Matlab仿真电路参数设置的方法1. 参数设置前的准备工作在进行电路仿真之前，首先需要对电路进行建模，包括各个元件的连接方式、参数等。

建模的准确性对于仿真结果至关重要，因此需要在参数设置之前对电路的模型进行充分的验证和调试，确保模型的准确性。

2. 参数设置的流程在进行电路仿真时，需要对每个元件的参数进行合理的设置。

一般来说，可以按照以下步骤进行参数设置：(1) 选择合适的元件模型对于不同类型的元件，Matlab提供了多种模型可供选择，比如电阻可以选择理想电阻模型、非线性电阻模型等。

需要根据实际情况选择合适的模型。

(2) 设置元件的参数根据电路的实际情况，对每个元件的参数进行设置，包括电阻的阻值、电容的电容量、电感的电感值等。

需要根据实际情况进行合理的设置，避免出现参数设置不合理的情况。

(3) 设置仿真参数在进行仿真的时候，需要设置仿真的时间、步长等参数，以获得更加详细和准确的仿真结果。

3. 参数设置的注意事项在进行参数设置时，需要注意以下几点：(1) 参数的合理性参数的设置需要符合实际的电路情况，不能盲目地进行设置。

1第二单元 恒定电流伏安法测电阻及误差分析【原理】伏安法测电阻是电学的基础实验之一。

它的原理是欧姆定律IR U =。

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。

【内接法与外接法】由于所用电压表和电流表都不是理想电表，即电压表的内阻并非趋近无穷大，电流表也存在内阻，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。

为了减少测量过程中的系统误差，通常伏安法测电阻的电路有两个基本连接方法：电流表内接法和电流表外接法（如图1所示），简称内接法和外接法。

图1 电路图【误差分析】对于这两个基本电路该如何选择呢？下面从误差入手进行分析。

外接法：误差分析方法一：在图2的外接法中，考虑电表内阻的存在，则电压表的测量值U 为R 两端的电压，电流表的测量值为干路电流，即流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，此时测得的电阻为R 与v R 的并联总电阻，即：RR RR I U v v+⨯＝＝测R ＜R （电阻的真实值） 此时给测量带来的系统误差来源于v R 的分流作用，系统的相对误差为：100%RR 11100%RR v ⨯⨯=＋＝－测R E （1）误差分析方法二：当用外接法时，U 测＝U 真，I 测＝I V ＋I 真＞I 真∴测出电阻值R 测＝测测I U ＝真真＋I I V U ＜R 真，即电压表起到分流作用，当R 越小时，引起误差越小，说明该接法适应于测小电阻。

内接法：误差分析方法一：在图3内接法中，电流表的测量值为流过待测电阻和电流表的电流，电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和，即：R R IUA ＋＝＝测R ＞R （电阻的真实值）此时给测量带来的系统误差主要来源于A R 的分压作用，其相对误差为：100%RR RR R E A⨯＝－＝测 （2） 误差分析方法二：当用内接法时，I 测＝I 真，U 测＝U A ＋U 真＞U 真 ∴测出电阻值R 测＝测涡I U ＝真真＋I U A U ＞R 真，即电流表起了分压作用。