测定直流电源的参数并研究其输出特性.doc

测定直流电源的参数并研究其输出特性【目的要求】1. 用伏安法测定干电池的输出电压随电流变化的规律，并测定电池的电动势和内阻2. 测量电池的负载功率特性3. 学习用作图法处理实验数据【实验原理】1. 描绘干电池的伏安特性曲线，并测定电源的电动势和内阻 由于电表不能看成理想电表，因此电流表外接时，电压的测量为不准确值，此时测得的电源内阻为电源与电流表的串联电阻；电流表内接时，测得的电源内阻为电源与电压表的并联电阻。为减小实验误差采用电流表内接电路，如右图一所示。 假设电表为理想电表有：测出多组路端电压与电流值，并作出图像，如图二所示。根据图像可得纵轴的截距为电源的电动势。直线的斜率为电源的内阻值。2. 测量干电池的负载功率随负载变化的规律如图三所示：由于电流表的内阻不能忽略，且和电源内阻相差不大，故本实验采用一定值电阻和一电压表并联的方法测量电流，这样的测量减小电流表在电路中带来的误差。从而用得到的电压与电流值计算RL上的功率随电阻RL的变化情况。且此处的可其一定的保护作用【实验仪器】 UT39A万用表 干电池 5.1标准电阻 导线 面包板 开关【实验步骤】1. 测量干电池的电动势用数字万用表的电压挡直接测量电源的电动势E2. 描绘干电池的伏安特性曲线（1） 按图一连接电路（注意合上开关前，变组箱电阻应最大）（2） 调节变组箱组值，测量并记录值（3） 画曲线，通过图线得出E，r的值3. 测量干电池的负载功率随负载变化的规律（1） 按图三连接电路，另=5.1（2） 调节RL阻值，RL取的34倍逐渐较小到的一半左右，记录此时两电压表的读数。并作图像，判断变化规律【数据处理】（实验数据来自胡毓文）1.用万用表直接测得电源电压为E=1.415V2.定UI曲线，并得出电源电动势和内阻U/V1.2591.2481.2371.2251.2091.1951.1771.1391.1171.0630.938I/mA96.4107.1116.4127.1140.7156.2178.3210.0230.0290.0460.0 根据图像可得电源的电动势为电源内阻为 利用最小二乘法可得：即： 4. 描绘负载功率随负载电阻变化的关系。（本组数据来自李乐章）9.98765.85.65.45.25.04.83.02.01.00.8950.8350.7870.7510.7260.7140.7010.6890.6750.7170.5140.4250.3070.4440.4990.5440.5760.5980.6090.6210.6320.6440.6080.7920.8750.9820.0870.0980.1070.1130.1170.1190.1220.1240.1260.1190.1550.1720.19377.881.884.284.984.985.085.585.485.385.379.773.159.3由右图5可知，上的功率随着，的增大，先增大后减小。该当时，其上的功率最大。【误差分析】（1） 由于电压表的存在，在测量电源内阻时，使得测量结果偏小，电动势的测量结果也偏小（2） 电池在实验过程中放电，造成电源的内阻变大。（3） 电阻箱（长时间用过的电阻箱）的接触电阻不能忽略。（4） 电源放电时，尤其是电流较大时，温度变化，影响电源的电动势和内阻。【说明】（1） 该干电池为旧电池为宜，因为此时电池内阻较大，绘制的伏安特性曲线不至于太平，随外电阻的变化，其路端电压变化较大些。（2） 在此实验中电流不能太大，而且不能长时间通电，不然会影响被测量电源的内阻。（3） 本实验不可以用磁电式电表直接测量电源电动势，但可以用数字万用表直接测量，因为数字万用表的电压挡内阻一般大于10M（4） 用作图法处理数据得到的电源的电动势和内阻的有效位数为2-3位，而用最小二成法处理数据可以有4位有效数字。（5）