电力试验仪表的选取
电路的选择电流表、电压表在电路中接法的确定伏安法测电阻有两种常用的电路,如为电流表外接法,为电流表内接法。由于电流表和电压表接入后对电路的影响,不论采用内接法电路还是外接法电路都会产生测量误差。中,电流表测量值为电压表、待测电阻电流之和R测=UI=UIx+IV=RVRxRV+Rx可见测量值是RV与Rx的并联电阻,因而测量电阻值小于真实值。
相对误差Rx=RxRV+Rx,可见RV比Rx大的越多,误差越小。中电压表测量值为电流表与待测电阻电压之和R测=UI=IRx+IRAI=Rx+RA,可见测量值是RA在内的串联电阻,测量值大于真实值。相对误差Rx=RARx,RA越小于Rx,则误差越小。为了减小测量误差,不难看出,当Rx远小于电压表内阻时,应采用电流表外接法,当Rx远大于电流表内阻时应采用电流表内接法。一般说来测量大阻值电阻时应采用电流表内接法,测量小阻值电阻时应采用外接法。遇到Rx阻值既不太大又不太小时可用临界值法来判断:先算出临界阻值R0=RARV,若Rx>R0采用电流表内接法;若Rx 电路的选择电路的接法主要有两种:如(甲),称为分压电路,图(乙)称为限流电路。
在分压电路中负载电阻的电压变化范围为0E,而在限流电路中负载电阻的电压变化范围为RxER+RxE,可见分压电路中调节负载上的电压范围比较大。
在实验电路中在分压、限流均可时,从节省能源角度应限流优先,但下列三种情况必须采用分压电路:(1)要求电路中电压或电流从零变化时;(2)当滑动变阻器无论怎样调节电路中电流都超过额定电流时;(3)当滑动变阻器阻值小于待测电阻阻值时。
例有一电阻估计在100到200之间,额定功率约为14W,要用伏安法较准确的测出其阻值。现有器材如下:(A)毫安表:50mA,rg=50(B)安培表03A,RA=0.01(C)电压表05V,RV=3000(D)电压表010V,RV=5000(E)滑动变阻器:20,允许最大电流1A(F)直流电源:12V,允许最大电流1A(G)两节干电池串联,允许最大电流0.1A(H)电键一个,导线若干试选择仪器并设计一个电路。
解析:1.滑动变阻器只有一个,优先考虑它的使用,因Rx>R滑,故采用分压电路。2选择电源:若用3V0.1A电源,I源=320=0.15A>0.1A,将烧坏电源;若用12V电源,I源=1220=0.6安,小于电源和滑动变阻器的额定电流,故选12伏电源。3.选择电压表和电流表:电阻允许的最大电流Im=PR=14/100=0.05A,故电流表应选(A);电阻所能承受的最大电压为Um=IRx=0.05100伏=5伏,故电压表应选(C)。http://www.grainyq.com
