測定電源電動勢和內(nèi)阻及誤差分析(微課課件).ppt

1、測定電源電動勢和內(nèi)阻及誤差分析,一、電流表外接法,這是課本上的學(xué)生實(shí)驗(yàn)電路圖，只要測出兩組 U、I的值，就能算出電動勢 和內(nèi)阻。對電路的接法可以 這樣理解：因?yàn)橐獪y電源的 內(nèi)阻，所以對電源來說用的 是電流表外接法,1.計算法 設(shè)E測和r測為測量值,E真和r真為真實(shí)值 由 E測=U+Ir測和 E測=U2+I2r測 解得E測=(I2U1I1U2)/（I2-I1） r測=（U1U2）/（I1I2） 若考慮電壓表的分流，有： E真=U1+（I1+U1/RV）r真 E真=U2+（I2+U2/RV）r真 解得： E真=（I2U1I1U2）/（I2I1）（U1U2)/RV） r真=（U1U2）/（I2I1）

2、（U1U2）/RV,比較得： E測 E真 r測 r真,2.圖象法 先畫測量線,再畫真實(shí)線,I真 = I +IV I真 = I +U/RV 當(dāng)U = 0 時，I真= I 當(dāng)U 越大時，IV 越大 從圖可知： E測 E真 r測 r真,U,I,0,真實(shí)線,測量線,3.等效法,可以把電源和電壓表看成一個整體，這樣測得的就是這個整體的端電壓和通過這個整體的 電流，計算出的就是這個整體的 電動勢和這個整體的內(nèi)電阻。根 據(jù)戴維寧定理，這個整體的電動 勢相當(dāng)于開路時電壓表所分得的 電壓，整體的電阻相當(dāng)于電源和 電壓表并聯(lián)的阻值。 即,4.實(shí)驗(yàn)拓展,教科書上介紹了用電壓表和電阻箱測電源電動勢和內(nèi)阻。調(diào)節(jié)R，測出

3、兩組U、R的值， 就能算出電動勢和內(nèi)阻，其測量的 原理方程為,其中U是電壓表示數(shù)，R是電阻箱示數(shù)。 這種方法產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差和前面分析是一樣的，因?yàn)樯鲜街械?U/R就相當(dāng)于外接法的電流表所測的流過變阻器的電流I，誤差產(chǎn)生的原因還是由于電壓表的分流， U/R的值并不是流過電源的電流，而只是流過R的電流。所以最終測得的電動勢和內(nèi)阻的測量值也都小于真實(shí)值,二、電流表內(nèi)接法,既然以上方法都存 在系統(tǒng)誤差，那么將電 流表接到如右圖所示的 位置，即對電源來說是 電流表內(nèi)接，這種接法 行嗎,1.計算法,如不考慮電表影響,由于電流表的分壓，電壓表的示數(shù)U不是電源的路端電壓U0，有UU0，設(shè)電流表的內(nèi)阻為RA，用

4、E0表示電動勢的真實(shí)值，r0表示內(nèi)阻的真實(shí)值，則方程應(yīng)修正為,得,解得,可見電動勢的測量值等于真實(shí)值，內(nèi)阻的測量值大于真實(shí)值,2.圖象法 先畫測量線,再畫真實(shí)線,U,I,0,真實(shí)線,測量線,U真 = UA +UV U真 = I RA+UV 當(dāng)I = 0 時，U真= UV 當(dāng)I 越大時，UA 越大 從圖可知： E測= E真 r測 r真,3.等效法,把電流表和電源等效為一新電源，如圖虛線框所示，這個等效電源的內(nèi)阻r為r0和RA的串聯(lián) 總電阻，也就是測量值，即 r =r0+RAr0,等效電源的電動勢為電流表和 電源串聯(lián)后開路的路端電壓， 也就是測量值，即 E=E0,因此，要減小誤差，電流表的內(nèi)阻需很小，使得RAr 這個要求在實(shí)驗(yàn)室測定干電池的內(nèi)阻時是很難滿足的,4.實(shí)驗(yàn)拓展,教科書上還介紹了用電流表和電阻箱串聯(lián)測電源電動勢和內(nèi)阻。調(diào)節(jié)R，測出 兩組I、R的值，就能算出 電動勢和內(nèi)阻，其測量的 原理方程為：E =I(r+R,其中I是電流表示數(shù)，R是電阻箱示數(shù)。這種方法產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差和電流表內(nèi)接法分析是一樣的，因?yàn)樯鲜街械?IR就相當(dāng)于內(nèi)接法的電壓表所測的流過變阻器的電壓U，誤差產(chǎn)生的原因還是由于電流表的分壓， IR的值并不是電源的路端電壓，而只是R兩端的電壓。所以最終測得的電動勢的測量值等于真實(shí)值，而內(nèi)阻的測量值大于真實(shí)值,三、評估交流,雖然電流表內(nèi)接法測得的電動勢的測量值等于真