測定直流電源的參數(shù)并研究其輸出特性

測定直流電源的參數(shù)并研究其輸出特性【目的要求】用伏安法測定干電池的輸出電壓隨電流變化的規(guī)律，并測定電池的電動勢和內(nèi)阻測量電池的負載功率特性學(xué)習用作圖法處理實驗數(shù)據(jù)【實驗原理】描繪干電池的伏安特性曲線，并測定電源的電動勢和內(nèi)阻由于電表不能看成理想電表，因此電流表外接時，電壓的測量為不準確值，此時測得的電源內(nèi)阻為電源與電流表的串聯(lián)電阻；電流表內(nèi)接時,測得的電源內(nèi)阻為電源與電壓表的并聯(lián)電阻。為減小實驗誤差采用電流表內(nèi)接電路，如右圖一所示。假設(shè)電表為理想電表有：U二E-Ir測出多組路端電壓與電流值，并作出U-1圖像，如圖二所示。根據(jù)圖像可得縱軸的截距為電源的電動勢。直線的斜率為電源的內(nèi)阻值。測量干電池的負載功率隨負載變化的規(guī)律如圖三所示：由于電流表的內(nèi)阻不能忽略，且和電源內(nèi)阻相差不大，故本實驗采用一定值電阻和一電壓表并聯(lián)的方法測量電流，這樣的測量減小電流表在電路中帶來的誤差。從而用得到的電壓與電流值計算Rl上的功率隨電阻Rl的變化情況。且此處的R可其一定的保護作用L0【實驗儀器】UT39A萬用表干電池5.1Q標準電阻導(dǎo)線面包板開關(guān)【實驗步驟】測量干電池的電動勢用數(shù)字萬用表的電壓擋直接測量電源的電動勢E描繪干電池的伏安特性曲線按圖一連接電路(注意合上開關(guān)前，變組箱電阻應(yīng)最大)調(diào)節(jié)變組箱組值，測量并記錄U、I值畫U-1曲線，通過圖線得出E，r的值測量干電池的負載功率隨負載變化的規(guī)律⑴按圖三連接電路，另R0=5」Q(2)調(diào)節(jié)Rl阻值，Rl取r+Ro的電阻箱（長時間用過的電阻箱）的接觸電阻不能忽略。?電源放電時，尤其是電流較大時，溫度變化，影響電源的電動勢和內(nèi)阻?！菊f明】（1）該干電池為舊電池為宜，因為此時電池內(nèi)阻較大，繪制的伏安特性曲線不至于太平,隨外電阻的變化，其路端電壓變化較大些。（2）在此實驗中電流不能太大，而且不能長時間通電，不然會影響被測量電源的內(nèi)阻。電阻箱（長時間用過的電阻箱）的接觸電阻不能忽略。電源放電時，尤其是電流較大時，溫度變化，影響電源的電動勢和內(nèi)阻?！菊f明】（1）該干電池為舊電池為宜，因為此時電池內(nèi)阻較大，繪制的伏安特性曲線不至于太平,隨外電阻的變化，其路端電壓變化較大些。（2）在此實驗中電流不能太大，而且不能長時間通電，不然會影響被測量電源的內(nèi)阻。兩電壓表的讀數(shù)。并作pl-rl圖像，判斷變化規(guī)律【數(shù)據(jù)處理】(實驗數(shù)據(jù)來自胡毓文)1?用萬用表直接測得電源電壓為E=1.415V2?定U—I曲線，并得出電源電動勢和內(nèi)阻U/V1.2591.2481.2371.2251.2091.1951.1771.1391.1171.0630.938I/mA96.4107.1116.4127.1140.7156.2178.3210.0230.0290.0460.0U/V圖490.0由右圖12345可知，Rl上的功率隨著，代的30.0增大，先增大后減小。該當R二5.40圖490.0由右圖12345可知，Rl上的功率隨著，代的30.0增大，先增大后減小。該當R二5.40時,L70.0其上的功率最大。60.051001.02.03.04.05.06.07.08.0圖5II【誤差分析】根據(jù)圖像可得電源的電動勢為E=1.35V電源內(nèi)阻為r=0.910利用最小二乘法可得：U=1.337+0.898I即：E二1.337Vr二0.8980描繪負載功率隨負載電阻變化的關(guān)系。（本組數(shù)據(jù)來自李樂章）R二5.100R/0L9.98765.85.65.45.25.04.83.02.01.0U/VL0.8950.8350.7870.7510.7260.7140.7010.6890.6750.7170.5140.4250.307U/V00.4440.4990.5440.5760.5980.6090.6210.6320.6440.6080.7920.8750.982I/A00.0870.0980.1070.1130.1170.1190.1220.1240.1260.1190.1550.1720.193P/mWL77.881.884.284.984.985.085.585.485.385.379.773.159.3因為數(shù)字萬用表的電壓擋內(nèi)阻一般大于10MQ4)用作圖法處理數(shù)據(jù)得到的電源的電動勢和內(nèi)阻的有效位數(shù)為2-3位，而用最小二成法處理數(shù)據(jù)可以有4位有效數(shù)字。根據(jù)P-R圖像也可以得到電源的內(nèi)阻值，但這種方法得到的結(jié)果不夠準確。且如LL果用電流表外接法來測量的話，誤差甚至超過100%在作P-R圖像時，即將到達最大值附近應(yīng)取R的值密集些。LLL（1）由于