實(shí)驗(yàn)十 伏安法測(cè)電阻

1、１實(shí)驗(yàn)十實(shí)驗(yàn)十伏安法測(cè)電阻伏安法測(cè)電阻[目的目的]1.學(xué)習(xí)由測(cè)量電壓、電流求電阻值的方法(伏安法)及電表的選擇方法；2.學(xué)習(xí)減少伏安法中系統(tǒng)誤差的方法及最小二乘法求系統(tǒng)誤差的方法。[儀器和用具儀器和用具]1.直流穩(wěn)定電源（MCH303DⅡ型030V03A）；2.直流毫安表（C31mA型a=0.5量程:5102050mA內(nèi)阻:約為2.52.21.10.6Ω）；3.直流電壓表（C31V型a=0.5量程：0.0450.07537.515307

2、5150300600V3600V的電壓靈敏度：500ΩV）；4.直流指針式檢流計(jì)（AC54型）；5.萬用電表（MF50型）；6.滑線變阻器三個(gè)（600Ω0.5A、240Ω1A、50Ω2A、各一個(gè)）；7.電位器（47KΩ2W）；8.電阻器（500Ω0.5W）、電阻箱（ZX21a型0.25W）；9.待測(cè)電阻（約1.5KΩ、0.5W）；10.單刀雙擲開關(guān)；11.單刀開關(guān)；12.導(dǎo)線十六條。[實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理]一、伏安法伏安法如圖51、52所示

3、，用電表測(cè)出通過電阻R的電流I及其兩端的電壓U，按歐姆定律(51)IUR??求出被測(cè)電阻值的方法，稱為伏安法。因?yàn)槭怯秒姳頊y(cè)量值直接代入式（51）求得的，故稱為表觀電阻值阻值.?R?R顯然，由于電壓表內(nèi)阻的分流(或電流表內(nèi)阻的分壓)作用，表觀電阻值與?R電阻的實(shí)際值R不相等，存在一定的偏差。這個(gè)偏差是由于電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響而產(chǎn)生的，屬于系統(tǒng)誤差，通常又稱為電表的接入誤差。二、兩種連線引入的誤差兩種連線引入的誤差由圖51、52可知，伏安

4、法有兩種聯(lián)線方式——電流表內(nèi)接（電流表接在電壓表里側(cè)）與電流表外接（電流表接在電壓表外側(cè)）。兩種連線引入的誤差如下：1.內(nèi)接法引人的誤差如圖（52）所示，設(shè)電流表的內(nèi)阻為RA，通過電阻R的電流為I，則電壓表的測(cè)量值為：（52）AARIRIRUUU????則電阻的測(cè)量值（表觀電阻值）為:（53）ARRIUR????電阻的實(shí)際值（測(cè)量值的修正式）為：（54）ARIUR??電表的接入誤差為：（55）RRRRA???由（53）式可知，測(cè)量值大于

5、電阻的實(shí)際值R。顯然，只有當(dāng)R＞＞RA時(shí)，采用電流表內(nèi)接法才能?R３則，確定出電壓表的量程。2.電表準(zhǔn)確度等級(jí)的選擇電表準(zhǔn)確度等級(jí)的選擇在確定了電表的量程后，應(yīng)根據(jù)對(duì)測(cè)量結(jié)果相對(duì)誤差的要求，選擇合適等級(jí)的電表進(jìn)行測(cè)量。假設(shè)要求電阻測(cè)量的相對(duì)誤差不大于某一ER值，由UI并根據(jù)誤差傳遞公式可得電表本身誤差??R而引入的R測(cè)量值的相對(duì)誤差為:（511）22)()(IIUURRER????????根據(jù)誤差均分的原則取代入式（411）可得IIUU

6、???（512）IIUUIIUUER????????22)(2)(222式中、為電表的極限誤差，其值分別為U?I?%VmaUU??%AmaII??式（313）中、分別為電壓表、電流表的準(zhǔn)確度等級(jí)。將式（513）代入式（512）整理后可知，電VaAa壓表、電流表的準(zhǔn)確度等級(jí)（電表誤差級(jí)別）應(yīng)滿足下式：1002???mRVUUEa1002???mRAIIEa式（314）中U、I為測(cè)量值，在選擇電流表的準(zhǔn)確度等級(jí)、時(shí)，可取U=(23)(23)

7、Um、I=(23)I(23)Im進(jìn)行VaAa運(yùn)算，即取但在實(shí)際測(cè)量中應(yīng)注意，所有的U、I測(cè)量值均須大于或等于電表的100232???RAVEaa＝23量程值。五、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算的計(jì)算)(xCRu本實(shí)驗(yàn)測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來源于如下幾個(gè)方面：⑴重復(fù)測(cè)量引人的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度)(xARu由于本實(shí)驗(yàn)是利用最小二乘法計(jì)算R值，且R為回歸直線的斜率，因此可取回歸直線斜率的標(biāo)準(zhǔn)b?b?偏差Sb作為測(cè)量的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。