滑动变阻器的分压和限流接法和电阻的测量.ppt

电阻的测量 一 伏安法测电阻的两种电路 1 电流表接在电压表两接线柱外侧 通常叫 外接法 2 电流表接在电压表两接线柱内侧 通常叫 内接法 因为电流表 电压表分别有分压 分流作用 因此两种方法测量电阻都有误差 二 伏安法测电阻的误差分析 电流表外接法 电压表示数 电流表示数 测量值偏小 适合测量小电阻 说明 误差来源于电压表的分流 分流越小 误差越小 所以该电路适合测量小电阻 十 电阻的测量 电流表内接法 电压表示数 电流表示数 测量值偏大 适合测量大电阻 说明 误差来源于电流表的分压 分压越少 误差越小 所以该电路适合测量大电阻 十 电阻的测量 二 伏安法测电阻的误差分析 外接法 内接法 误差来源 测量结果 测量条件 伏特表的分流 电流表的分压 R真 R测 R真 R测 R RA R RV 小结 伏安法测电阻 用外接法 用内接法 小结 伏安法测电阻电路选择 一 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析 如图1所示的电路中 滑动变阻器总电阻为R0 输入电压为U0 负载电阻R两端的电压U随变阻器调节变化情况作如下的讨论 1 滑动变阻器的分压接法 一 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析 首先 不接负载R时 输出端的电压U Rap 可见 U与成正比 输出电压电线性的 如图1 b 中 所示 换言之 触头P在ab间移动时 左半部分分得的电压是均匀变化的 电压的变化范围是0 U0 一 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析 其次 当滑动变阻器的aP连接负载电阻R时 P点左边电路的等效电阻减小 与P点右边部分串联而得的电压将比原来减小 如图1 b 所示 一 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析 再次 当负载电阻R很小 对于确定的Rap 左部分分得的电压将更小 如图如图1 b 所示 一 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析 可以得出结论 分压接法要能通过连续调节滑动变阻器得到平缓变化的电压 负载阻值应该较大 换言之 分压接法滑动变阻器应该选用阻值相对较小的 一 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析 如图2所示的电路输入电压为U0 滑动变阻器总阻值为R0 滑动变阻器对负载R0电流的控制情况作如下的讨论 2 滑动变阻器的限流接法 一 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析 首先 电路中的电流 I U0 RaP R0 可见 I随RaP的增大而减小 如图 b 所示 当Rap 0时 电路中的最大电流Im U0 R0 R两端的电压最大Umax U0 一 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析 当Rap最大值R0分别为负载电阻1 3 5 倍时 电路中电流的最小值为Im 2 Im 4 Im 6 负载电阻R两端的最小电压Umin为U0 2 U0 4 U0 6 一 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析 由此可见 若滑动变阻器总电阻R0较小 它对整个电路的电流控制能力就小 反之较大 但是 实际选择滑动变阻器时 并不是R0越大越好 R0很大 其单位长度的阻值越大 触头P处a点稍作移动 整个电路总电阻迅速增大 通过电路的电流就很小 要连续均匀地调节电流 负载R两端的电压 滑动变阻器只能在极小的范围内调节 所以操作很不方便 一 滑动变阻器的分压接法和限流接法的电路分析 通过分析图线 可以得出结论 限流式接法要能在调节过程中平缓控制电流 电压 滑动变器阻值要稍大些 二 分压接法和限流接法的比较 三 滑动变阻器分压接法和限流接法的选择 滑动变阻器分压接法和限流接法都能调节负载的电流 电压 但在相同条件下的调节效果不同 实际应用要根据情况恰当地选择适当的方法 通常情况下 满足安全条件 由于限流电路能耗较小 结构连接简单 因此 优先考虑以限流接法为主 三 滑动变阻器分压接法和限流接法的选择 1 在下面三种情况下必须选择分压接法 a 要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节 只有滑动变阻器分压接法的电路才能满足 如测定导体的伏安特性 三 滑动变阻器分压接法和限流接法的选择 b 如果实验所提供的电压表 电流表量程或电阻元件允许最大电流较小 采用限流接法时 无论怎样调节 电路中实际电流 电压 都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流 电压 为了保证电表和电阻元件免受损坏 必须采用滑动变阻器分压接法连接电路 三 滑动变阻器分压接法和限流接法的选择 c 伏安法测电阻实验中 若所用的变阻器阻值小于待测电阻阻值 若采用限流接法时 即使变阻器触头从一端滑至另一端 待测电阻上的电流 电压 变化小 这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据 为了变阻器远小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流 电压 应选择滑动变阻器的分压接法 用伏安法测某一电阻时 用电流表外接法测得结果为R1 用电流表内接法测得结果为R2 若电阻的准确值为R 则 A R1 R R2B R1R1 R2D R R1 R2 B 例与练 一个未知电阻 无法估计其电阻值 某同学用伏安法测量此电阻 用如图 a b 两种电路各测一次 用 a 图所测数据为3 0V 3 0mA 用 b 图测得的数据是2 9V 4 0mA 由此可知 用图测得Rx的误差较小 测量值Rx a 1000 例与练 4 几点说明 对实验器材和装置的选择 应遵循的几条主要原则 安全性原则 准确性原则 方便性原则 经济性原则 分压电路中 在通过变阻器实际电流小于变阻器额定电流 或电压 的条件下 尽量选用变阻器总阻值小的变阻器做分压电路使用 用伏安法测量某电阻Rx的阻值 现有实验器材如下 A 待测电阻Rx 范围在5 8 额定功率1WB 电流表A1 量程0 0 6A 内阻0 2 C 电流表A2 量程0 3A 内阻0 05 D 电压表V1 量程0 3v 内阻3K E 电压表V2 量程0 15v 内阻15k F 滑动变阻器R 0 100 G 蓄电池 电动势12VH 导线 电键 为了较准确的测量 并保证器材安全 电流表应选 电压表应选 并画出电路图 例与练 由 Rx知 应选外接法 先确定测量电路 额定电流Im 0 45A 应选电流表A1 额定电压Um 2 8V 应选电压表V1 由R 100 10Rx知 应选择限流式电路 再确定控制电路 分析 有一个电阻Rx 其阻值大约是25k 可供选择的器材是 电流表A1 0 100 A 2k 电流表A2 0 500 A 300 电压表V1 0 10V 100k 电压表V2 0 50V 500k 直流稳压电源E 15V 1A 滑动变阻器R 1k 1W 电键K和若干根导线 试选择适当的器材 选取适当的电路 使测量尽可能准确 并画出电路图 再将如图示的实物连线 解答 根据上述分析 选择电流表和电压表应为 电流表A1 0