電力試驗儀表的選取
電路的選擇電流表、電壓表在電路中接法的確定伏安法測電阻有兩種常用的電路,如為電流表外接法,為電流表內接法。由于電流表和電壓表接入后對電路的影響,不論采用內接法電路還是外接法電路都會產生測量誤差。中,電流表測量值為電壓表、待測電阻電流之和R測=UI=UIx+IV=RVRxRV+Rx可見測量值是RV與Rx的并聯電阻,因而測量電阻值小于真實值。
相對誤差Rx=RxRV+Rx,可見RV比Rx大的越多,誤差越小。中電壓表測量值為電流表與待測電阻電壓之和R測=UI=IRx+IRAI=Rx+RA,可見測量值是RA在內的串聯電阻,測量值大于真實值。相對誤差Rx=RARx,RA越小于Rx,則誤差越小。為了減小測量誤差,不難看出,當Rx遠小于電壓表內阻時,應采用電流表外接法,當Rx遠大于電流表內阻時應采用電流表內接法。一般說來測量大阻值電阻時應采用電流表內接法,測量小阻值電阻時應采用外接法。遇到Rx阻值既不太大又不太小時可用臨界值法來判斷:先算出臨界阻值R0=RARV,若Rx>R0采用電流表內接法;若Rx 電路的選擇電路的接法主要有兩種:如(甲),稱為分壓電路,圖(乙)稱為限流電路。
在分壓電路中負載電阻的電壓變化范圍為0E,而在限流電路中負載電阻的電壓變化范圍為RxER+RxE,可見分壓電路中調節負載上的電壓范圍比較大。
在實驗電路中在分壓、限流均可時,從節省能源角度應限流優先,但下列三種情況必須采用分壓電路:(1)要求電路中電壓或電流從零變化時;(2)當滑動變阻器無論怎樣調節電路中電流都超過額定電流時;(3)當滑動變阻器阻值小于待測電阻阻值時。
例有一電阻估計在100到200之間,額定功率約為14W,要用伏安法較準確的測出其阻值。現有器材如下:(A)毫安表:50mA,rg=50(B)安培表03A,RA=0.01(C)電壓表05V,RV=3000(D)電壓表010V,RV=5000(E)滑動變阻器:20,允許最大電流1A(F)直流電源:12V,允許最大電流1A(G)兩節干電池串聯,允許最大電流0.1A(H)電鍵一個,導線若干試選擇儀器并設計一個電路。
解析:1.滑動變阻器只有一個,優先考慮它的使用,因Rx>R滑,故采用分壓電路。2選擇電源:若用3V0.1A電源,I源=320=0.15A>0.1A,將燒壞電源;若用12V電源,I源=1220=0.6安,小于電源和滑動變阻器的額定電流,故選12伏電源。3.選擇電壓表和電流表:電阻允許的最大電流Im=PR=14/100=0.05A,故電流表應選(A);電阻所能承受的最大電壓為Um=IRx=0.05100伏=5伏,故電壓表應選(C)。http://www.pc256.com