伏安法測電阻

當(dāng)伏安特性為曲線時，曲線上任一點C點的直流電阻為直線OC的斜率而C點的動態(tài)交流電阻為C點處切線AB的斜率例題：用伏安法測某電阻RX（其標(biāo)稱值為75Ω，1W），要求測量結(jié)果誤差，應(yīng)如何選擇電表準(zhǔn)確度和確定測量條件？對電表內(nèi)阻影響如何修正？解：確選擇電表、測量電路和測試條件：1、確定電表級別我們已經(jīng)知道，無論內(nèi)接法還是外接法，都會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，但在電壓表和電流表內(nèi)阻已知時，都能對測量結(jié)果進(jìn)行修正而求得被測電阻的準(zhǔn)確值，故在選擇電表準(zhǔn)確度和確定測量條件時，要求偶然誤差3%即可。由歐姆定律知：所以，根據(jù)誤差等作用原理，要求及，參照電表準(zhǔn)確度級別的規(guī)定，顯然，電表的級別應(yīng)選擇1.0級。2、測量條件的確定（含儀表量程的確定）儀器準(zhǔn)確度給定后，測量誤差還可隨測量值的大小而變化。故在確定儀器等級后，還應(yīng)給出各測量條件，即在滿足誤差要求和安全實驗的條件下，給出各直接測量值所能取的上、下限，定出儀器所使用的量程。上限：一般受測量對象和其他給定條件的限制，如待測電阻的標(biāo)稱值為75Ω、1W，則額定電壓為（伏）而實驗室給出的1.0級的電壓表為3/7.5/15/30V，1K/2.5K/5K/10KΩ，因此，電壓的最高讀數(shù)選為，電壓表的量程選為7.5V。相應(yīng)的電流最高讀數(shù)為而實驗室給出的1.0級電流表為50/100/500/1000mA，對應(yīng)的內(nèi)阻RA為2.94/1.48/0.30/0.15Ω，故電流表的量程選為100mA。下限：一般受誤差要求限制，即在最低讀數(shù)值時也應(yīng)滿足誤差要求：則（伏）就是說，對上述給定的被測Rx，應(yīng)選用1.0級的電壓表和毫安表，量程分別為7.5V和100mA，測量時兩電表的讀數(shù)分別在5.0～7.5V和66.6～100mA范圍內(nèi)，才能保證測量的誤差要求。3、電表內(nèi)阻的影響加以修正已知選用電壓表量程為7.5V時，內(nèi)阻，毫安表量程為100mA時，內(nèi)阻，則可對內(nèi)接法及外接法電路的系統(tǒng)誤差做出估計：內(nèi)接：外接：電表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響，外接法時達(dá)到2.9%，而內(nèi)接法時為2%，顯然此情況適合采用內(nèi)接法。為了得到較精確的測量結(jié)果，我們用（14.2）式修正電表內(nèi)阻對測量結(jié)果帶來的系統(tǒng)誤差后，作為Rx的測量值。綜上分析，為測未知電阻RX，設(shè)計方案應(yīng)為：（1）電路采用內(nèi)接法電路，為便于控制測量中的電壓與電流，還配以限流器和分壓器的電路，如圖14.1（a）所示。（2）電流表選擇：1.0級，量程100mA，測量時使電流在66.6～100mA內(nèi)，且靠近100mA為宜。電壓表選擇：1.0級，量程7.5V，測量時應(yīng)使RX上兩端電壓在5.0～7.5V內(nèi)，且靠近7.5V為宜。（3）對電表內(nèi)阻影響的修正：按（14.2）式修正系統(tǒng)誤差。（4）誤差估計：由得式中RX用修正系統(tǒng)誤差后的值，即表示。【實驗儀器】待測電阻：RX1（標(biāo)稱值200Ω，1W）；RX2（標(biāo)稱值24Ω，1W）；小燈泡（6V，0.25W）電壓表：1.0級；3/7.5/15/30（V）；其內(nèi)阻為1k/2.5k/5k/10k（Ω）；毫安表：1.0級；50/100/500/1000（mA）；其內(nèi)阻為2.94/1.48/0.30/0.15（Ω）；直流電源，滑線電阻，單刀開關(guān)，二極管，導(dǎo)線等?！緦嶒瀮?nèi)容】一、測量線性電阻用伏安法測電阻RX1和RX2，測量誤差不超過3%。要求自行設(shè)計實驗方案，具體內(nèi)容包括：1、畫出電路（分壓器和限流器）和確定電表的級別、量程和接法（內(nèi)接還是外接）；2、選擇修正公式進(jìn)行修正，最后求出待測電阻RX；3、正確地表達(dá)測量結(jié)果待測電阻：RX1（標(biāo)稱值200Ω，1W）；電壓表量程：毫安表接法：毫安表量程：次數(shù)項目123456V（V）5.005.506.006.507.007.50I（mA）R’x(Ω)Rx(Ω)△Rx(Ω)表1待測電阻：RX2（標(biāo)稱值24Ω，1W）；電壓表量程：毫安表接法：毫安表量程：表2次數(shù)項目1234567V（V）I（mA）707580859095100R’x(Ω)Rx(Ω)△Rx(Ω)二、測試小燈泡的伏安特性做出小燈泡的伏安特性曲線，注意電流不能超過被測元件的最大允許電流，，根據(jù)實驗所得的數(shù)據(jù)作出小燈泡的伏安特性曲線。測量小燈泡（6V，0.1A）的伏安特性電壓表量程：毫安表接法：毫安表量程：表3V（V）0.10.20.30.51.01.52.02.53.03.54.04.5I’（mA）I（mA）【注意事項】實驗本身與所用儀器雖然不十分復(fù)雜，但要得到較好的數(shù)據(jù)，還必須注意以下事項：一、線路的連接一定要正確，先接電路，經(jīng)檢查無誤后，方可接通直流電源。二、電流表、電壓表的量程檔選擇正確的檔位。三、線路接好后開關(guān)稍碰一下，看電流、電壓表指示是否過大，如是則調(diào)節(jié)分流器、分壓器至表針正常為止。反之則可合上開關(guān)繼續(xù)實驗?！舅伎碱}】一、在安培表外接，RV>>RX時，