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伏安法测电源的电动势和内阻的误差分析 [转贴 2008-04-06 21:32:40]  删除... 
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在伏安法测电源的电动势和内阻的实验中,要应用闭合电路的欧姆定律,学习应用图像处理数据,练习测量电流、电压的技能。此外,还必须明确电流表和电压表的接入会带来一定的实验误差。到底电流表内接还是电流表外接呢?下面我们讨论这个问题。

一、安培表外接
  
外接法电路如图——1所示,由于电流表得分压,电压表测得的电压并不是真正的路端电压,这种接法测量值和真实值之间的关系如何呢?

设滑动变阻器的滑片在某一位置时电路中的电流表的示数为I1,电压表的示数为U1,改变滑片的位置,电流表中的示数为I2 ,电压表的示数为U2
  
由闭合电路的欧姆定律得:如果不考虑电表的影响则有

   
E=U1+I1 r             E=U2+I2 r 

图——2

解得:   

   

  
如果考虑电表的影响,设电流表的内阻为RA则有


    电流表外接时,由于测量的电流是干路中的电流,测量的电压比路端电压小,所以,同一个电流I下,电压的测量值总是在电压的真实值的下方,反映在图像上如图——2所示。

比较可得: ,测量的内电阻比真实的内电阻大,多的数值为电流表的内阻,由于一般电源的内阻和电流表的内阻相差不多,采用这种接法时,使得内电阻测量的误差非常大,一般不采用这种接法。

二、电流表内接

图——3

电流表内界的电路如图——3所示,由于电压标的分流,测得的电流并不是通过电源的电流,采用这种接法时,电动势和内阻的测量值和真实值之间又有什么关系呢?

设滑动变阻器的滑片在某一位置时电路中的电流表的示数为I1,电压表的示数为U1,改变滑片的位置,电流表中的示数为I2 ,电压表的示数为U2
  
由闭合电路的欧姆定律得:如果不考虑电表的影响则有

    
E=U1+I1 r             E=U2+I2 r 

解得:   
   

  
如果考虑电表的影响,设电流表的内阻为RV则有


比较可得:  ,测量的内电阻和电动势都比真实的内电阻和电动势小,由于电压表的内阻RV一般比较大,并且U2U1比较小,所以很小,

它的数值对实验影响小,采用这种接法时,使得内电阻和电动势测量的误差较小,一般采用这种接法测电动势和内电阻。

分类: 趣味物理
所属版块: 科技
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