伏安法測電阻補償法

1、用補償法對伏安法測電阻的研究【摘要】: 本文對伏安法中內(nèi)接法與外接法的實驗系統(tǒng)誤差，做了理論上的分析，并在此基礎上設計出電壓補償測電阻和電流補償測電阻的實驗電路。并對補償法測電阻的原理進行分析,證明補償點路測量精度高,結(jié)構(gòu)簡單,操作方便?！娟P鍵詞】伏安法；內(nèi)接法；外接法；電阻測量；系統(tǒng)誤差；電壓補償；電流補償【引言】 電流、電壓是線性直流電路中的重要參數(shù)，最直接、簡單的方法是接上電壓表、電流表進行測量。但由于有電流表、電壓表的電阻因素，導致電流會流過儀表，使被測量電路狀態(tài)發(fā)生改變。最終測量值并非原電路真實值，產(chǎn)生了系統(tǒng)誤差。電壓、電流補償法能保證待測電路原狀態(tài)并精確測量電壓、電流。一、 用伏安

2、法測電阻時，連接電表的方式有兩種:一種為電流表內(nèi)接法，如圖1；一種為電流表的外接法，圖21. 在電流表內(nèi)接法中，電流表準確地測定了流過被測電阻R二的電流I，但電壓表所測的是被測電阻兩端的電壓Ux安培表兩端的電表UA和，據(jù)歐姆定律算出的電阻為: 可見，測量值R大于實際值.2. 在電流表的外接法中，電壓表準確地測定了被測電阻Rx端的電壓U，但電流表所測的是流過被測電阻Rx的電流Ix與流過伏特表的電流IA之和，由歐姆定律算出的電阻為: 可見，測量值R小于實際值Rx。二、（1）電壓補償原理：由穩(wěn)壓電源E1和滑線變一阻器R。組成一個分壓電路，所分得的電壓用電壓表V測出。由穩(wěn)壓電源E2、待測電阻Rx二和電

3、流表A組成一閉合回路，當Rx兩端電壓與分壓器分得的電壓相等時，檢流計G指零。此時電路達到補償.電壓表示數(shù)就等于Rx二兩端電壓。此時的電壓表既能測出Rx二兩端的電壓，又不從E2k2ARx回路中分得電流。所以此時的電壓表相當于內(nèi)阻為無窮大的電壓表。而電流表測出的電流就是通過Rx的電流。這樣很容易由歐姆定律的公式求出Rx之值。 （2）電流補償原理：由穩(wěn)壓電源E2和滑線變一阻器R2，組成一個補償電路。調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使靈敏電流計的讀數(shù)為零,即兩電路的電流通過靈敏電流計的電流“補償”抵消,達到電流補償?shù)哪康?從而使電路中靈敏電流計的兩端電勢相等,這樣電壓表V中測量值就等于Rx兩端電壓的真實值。由于靈敏

4、電流計的讀數(shù)為零,對于原電路在G中的電流方向相反、大小相等,即通過電流表中的電流與通過Rx的真實電流值相等。這樣很容易由歐姆定律的公式求出Rx之值。三、用改裝后的電表測電阻1、改裝電路圖 電壓補償測電阻原理圖 電流補償測電阻原理圖2、實驗數(shù)據(jù)再對100歐姆的電阻經(jīng)過調(diào)節(jié)滑動變阻器進行多次測量得到的數(shù)據(jù)3、誤差分析本實驗的誤差卞要決定于靈敏電流計的靈敏度及電流表、電壓表的精確度，精確度非常高的靈敏電流計的影響比電流表電壓表的影響要小得多，故實驗的誤差卞要由電流表，電壓表的測量誤差來決定。根據(jù)最大相對誤差的理論可得電流表和電壓表測量的最大相對誤差:測量實際電阻的相對誤差: 則測量及計算結(jié)果如下：1

5、00歐姆的電阻的平均值為100.06歐姆四、電路改裝前的數(shù)據(jù)100歐姆的電阻經(jīng)過調(diào)節(jié)滑動變阻器進行多次測量得到的數(shù)據(jù)1、電流表外接時測量數(shù)據(jù)：100歐姆的電阻的平均值為91.86歐姆。則其百分比誤差 3. 電流表內(nèi)接時測量的數(shù)據(jù)： 100歐姆的電阻的平均值為102.40歐姆。則其百分比誤差 從兩種方法測量同一電阻的誤差分析中明顯看出補償法測量的實驗誤差遠小于伏安法.五。結(jié)論伏安法測量電阻時，誤差主要是電流表和電壓表的內(nèi)阻帶來的系統(tǒng)誤差.另外其被測電阻所流過的電流是由電源電壓所決定的，在測量中，電壓表的最小量程為3V,一般情況電表讀數(shù)在量程的2 /3至滿量程的范圍內(nèi)，讀數(shù)誤差最小，但考慮在2V - 3V時，流過電阻的電流過大，流過電阻的電流過大使電阻發(fā)熱，阻值會增加，所以實驗中電壓最大只取1V.而應用補償法測量電阻，被測電阻所流過的電流是可以控制的，被測電阻雖仍有微量電流流過，但0.5mA或更微小的電流流過被測電阻所造成的影響是完全可以