伏安法测电阻
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实验七 伏安法测电阻Experiment 7 Determining resistance using the Volt-ampere method 用电压表测得某电阻两端的电压U 及用电流表测得通过该电阻的电流强度I ,由欧姆定律即可求出该电阻的阻值R 。
此方法称为伏安法。
伏安法原理简单、测量方便。
但由于存在电表的接入而造成的方法误差以及电表本身具有的仪器误差,使测量结果出现一定的不确定度。
只要我们采用合适的接法,引入相应的修正公式,并正确使用电表,就可将测量的不确定度控制在一定的范围内。
实验原理Experimental principle1.方法误差method error根据电流表与电压表相互位置的不同,有两种接线方法,一是电流表在电压表的内侧图1(a )所示的接线方法称为内接法;二是电流表在电压表的外侧图1(b )所示的接线方法称为外接法。
在外接法中,电压表的读数U 等于电阻R X 两端的电压U X ;电流表的读数I 不等于I X ,而是I = I X +I V 。
利用电压表、电流表的指示值U 、I 得到待测电阻的测量值为:(1)IUR =测V X X I I U +=而待测电阻的实际值为: (2)XX X I U R =对比(1)、(2)式可知:采用外接法测电阻时,测量值要比实际值R X 偏小,测R 图1(a )内接法图1(b )外接法且测量的相对误差为:,式中的负号是由于﹤VX XXXR R R R R R E +-=-=外外测R XR 而引起的。
当利用外接法测电阻时,待测电阻阻值用下面修正公式来进行计算:(3)VVX X X R U I UI I UI U R -=-==式中U,I 为外接法测量时电压表、电流表的读数,为电压表的内阻。
V R 在内接法中,电流表的读数I 为通过待测电阻R X 的电流I X ;电压表的读数U 不是待测电阻R X 两端电压U x ,而是;利用电压表、电流表的指示A X U U U +=值U 、I 得到待测电阻的测量值为:(4)I UV R =测XAX I U U +=AX R R +=由此知:采用内接法测电阻时,测量值要比实际值R X 偏大,且测量的相测R 对误差为:。
伏安法测电阻方法伏安法测电阻是一种常见的电阻测量方法,它通过应用欧姆定律来测量电阻值。
在电子工程、物理实验及工业生产中,伏安法测电阻广泛应用。
本文将从原理、测量步骤、仪器要求等方面介绍伏安法测电阻的方法,以帮助读者更好地了解和应用这一电阻测量技术。
一、方法原理1.欧姆定律欧姆定律是伏安法测电阻的基础原理。
根据欧姆定律,电流I通过一个电阻R的导体时,产生的电压V与电流I成正比,即V=IR。
利用这一定律,可以通过测量电流和电压来计算电阻的数值。
2.伏安法原理伏安法测量电阻利用欧姆定律,通过施加电压,测量通过被测电阻的电流,再根据欧姆定律计算电阻的值。
一般来说,使用直流电源对电路进行供电,通过测量所施加电压和电流的关系,从而计算出电阻值。
二、测量步骤1.准备工作在进行伏安法测量电阻之前,首先要确保仪器和线路的正常运行。
确保电源稳定可靠,测量仪器准确度高,测量线路连接正确。
2.连接电路将被测电阻与电源和测量仪器连接成电路。
通常将被测电阻接入电路中,保证电流沿着被测电阻流过,同时使用电压表或示波器测量两端的电压。
3.施加电压通过电源向电路施加一定的电压。
根据实际测量需要确定施加的电压大小,一般为直流电源。
4.测量电流使用电流表或示波器测量电路中通过被测电阻的电流值。
5.测量电压使用电压表或示波器测量被测电阻两端的电压值。
6.计算电阻根据欧姆定律,通过测量得到的电流和电压值计算电阻的数值。
根据V=IR的关系,电阻值R=V/I。
三、仪器要求1.电源在进行伏安法测量电阻时,需要使用可调节的直流电源,以提供稳定的电压给电路。
2.电流表用于测量电路中通过被测电阻的电流值,通常需要选择合适量程的电流表。
3.电压表用于测量被测电阻两端的电压值,可选择数字电压表或模拟电压表。
4.示波器示波器能够直观地显示电路中的电压和电流波形,适用于对电路信号进行实时监测和分析。
伏安法是一种简单而常用的测量电阻的方法。
通过仪器精准测量电流和电压值,结合欧姆定律,可以准确计算出被测电阻的数值。
测量电阻常用的6种方法一、伏安法测电阻是电学实验中常用的方法之一,可以用于测量未知电阻、电阻率和电表内阻等。
在实验中需要选择合适的电压表和电流表,并正确连线。
例如,在一个实验中,需要测量一个约为10Ω的电阻,可以选择电压表V1量程为6V,内阻约为2kΩ,电流表A1量程为0.6A,内阻约为0.2Ω,和滑动变阻器R1最大阻值为10Ω,最大电流为2A。
为了获得更精确的测量结果,需要测量多组数据,且两表读数大于量程一半。
二、伏伏法测电阻是一种常用的方法,可以在缺少合适的电流表时使用。
在实验中,可以使用已知内阻的电压表代替电流表。
例如,在一个实验中,需要测量一个约为600Ω的电阻,可以选择电压表V1量程为~500mV,内阻r1=1 000Ω,电压表V2量程为~6V,内阻r2约为10kΩ,和电流表A量程为~0.6A,内阻r3约为1Ω。
此外,还需要定值电阻R和滑动变阻器R,以及一个单刀单掷开关S和若干导线。
在测量中,需要保证两只电表的读数都不小于其量程的,并能测量多组数据。
的并联电路使用。
所以选择的电表是A12)实验原理图如下图所示:3)根据安安法测电阻的公式,可得到测量R x的表达式为:RxU1R+r1I2r2I1I2R本文介绍了两种电路测量方法,一种是伏安法测量待测电阻阻值,另一种是半偏法测量电表内阻。
伏安法测量待测电阻阻值时,采用外接法,改装的电压表电压量程为2.6 V,滑动变阻器采用分压式接法。
为了保证电表读数不得小于量程的三分之一,电表应选择A、B。
半偏法测量电表内阻时,先不连接变阻箱或将变阻箱阻值调为零,使电流表或电压表的读数调至满偏,然后再串联或并联上电阻箱,调节电阻箱的阻值,使电表示数为满偏刻度的一半,则认为电阻箱的阻值与待测的电流表或电压表电阻相等。
具体操作步骤如下:对于测量电流表内阻:1.将电阻箱的电阻调到零;2.闭合S,调节R,使电流表达到满偏;3.保持R不变,调节R,使电流表示数为满偏刻度的一半;4.由上得到电流表内阻RA=R。
伏安法测电阻七种方法
伏安法是一种常用的测量电阻值的方法,通过测量电流与电压的关系来确定待测电阻的数值。
以下是常见的七种伏安法测电阻的方法:
1.直流伏安法:直流伏安法是最常见的一种方法,通过测量直流电流和电压的比值来确定电阻值。
该方法简单易行,在实验室和工业中广泛应用。
2.交流伏安法:交流伏安法是利用交流电信号测量电阻值的方法。
相对于直流伏安法,交流伏安法具有更高的测量精度和更广的应用范围,特别适用于高精度电阻测量和频率响应的测试。
3.两电压法:两电压法是一种通过测量两个已知电压和待测电阻上的电压来计算电阻值的方法。
通过选择合适的电压值和测量电流,可以减小由测量电压带来的误差。
4.电桥法:电桥法是通过构建一个电阻比较电桥,通过比较未知电阻与已知电阻之间的电流或电压来计算电阻值的方法。
电桥法具有较高的准确度和稳定性,广泛应用于实验室和工业中。
5.电阻网络法:电阻网络法是通过将待测电阻与一组已知电阻串联或并联,然后测量整个电阻网络的总电阻来计算待测电阻的数值。
该方法适用于较小电阻值的测量。
6.稳态方法:稳态方法是一种通过测量电压和电流稳定后的数值来计算电阻值的方法。
该方法适用于电阻值较大、波动较大或者频率较低的情况。
7.动态方法:动态方法是通过测量电阻上的电流和电压随时间的变化来计算电阻值的方法。
该方法适用于需要测量电阻的快速响应或复杂变化的情况。
这是常见的七种伏安法测电阻的方法,根据具体的测量需求和条件,选择合适的方法进行电阻测量,可以得到准确可靠的电阻数值。
《伏安法测电阻》
伏安法测电阻是电阻测量最基本的方法,伏安法测电阻常涉及电流表内、外接法的选择与滑动变阻器限流、分压式的选择,前者是考虑减小系统误差,后者是考虑电路的安全及保证可读取的数据。
一. 伏安法测电阻基本原理
1. 基本原理:伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律R
U
I
=,只要测出元件两端电压和通
过的电流,即可由欧姆定律计算出该元件的阻值。
2. 测量电路的系统误差控制:
(1)当R
x 远大于R
A
时,电流表内接;当临界阻值R R R
A V x
<时,采用电流表的内
接;当采用电流表内接时,电阻测量值大于真实值,即R R
测真
>(如图1所示)。
(2)当R
x 远小于R
V
时,电流表外接;当临界阻值R R R
A V x
>时,采用电流表的外
接;当采用电流表外接时,电阻的测量值小于真实值,即R R
测真
<(如图2所示)。
3. 控制电路的安全及偶然误差:根据电路中各元件的安全要求及电压调节的范围不同,滑动变阻器有限流接法与分压接法两种选择。
(1)滑动变阻器限流接法。
一般情况或没有特别说明的情况下,由于限流电路能耗较小,结构连接简单,应优先考虑限流连接方式。
限流接法适合测量小电阻或与变阻器总电阻相比差不多或还小,(如图3所示)。
图3
(2)测动变阻器分压接法。
若采用限流电路,电路中的最小电流仍超过用电器的额定电流时,必须选用滑动变阻器的分压连接方式;当用电器电阻远大于滑动变阻器总电阻值,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组实验数据)时,必须选用滑动变阻器分压接法;要求某部分电路的电压从零开始可连续变化时,须选用滑动变阻器分压连接方式(如图4所示)。
例1.有一小灯泡上标有“6v ,0.6W ”的字样,现在要用伏安法测量这个灯泡的I —U 图像,已知所用器材有:
A .电流表:0—0.3A ,内阻1Ω
B .电压表:0—15V ,内阻20k Ω
C .滑动变阻器:0—30Ω,额定电流2A
D .学生电源(直流9V )
E .开关一只,导线若干
为使实验误差尽量减小,试画出合理的实验电路图
练习
(1)为了测量两节串联干电池的电动势,
某同学设计了如图3所示的实验电路。
其中:E 是待测电池组,内阻不能忽略; V 1、V 2是两只量程都合适的电压表, 内阻不是很大,且未知;
S 1、S 2是单刀单掷开关;导线若干。
①请根据电路图3,在图4中连线,将器材连成实验电路。
②实验中需要测量的物理量是 。
③用测出的物理量作为已知量,导出计算串联电池电动势的表达式。
(写出推导过程) 。