實驗十 伏安法測電阻

1、１實驗十實驗十伏安法測電阻伏安法測電阻[目的目的]1.學習由測量電壓、電流求電阻值的方法(伏安法)及電表的選擇方法；2.學習減少伏安法中系統(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（AC54型）；5.萬用電表（MF50型）；6.滑線變阻器三個（600Ω0.5A、240Ω1A、50Ω2A、各一個）；7.電位器（47KΩ2W）；8.電阻器（500Ω0.5W）、電阻箱（ZX21a型0.25W）；9.待測電阻（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。[實驗原理實驗原理]一、伏安法伏安法如圖51、52所示

3、，用電表測出通過電阻R的電流I及其兩端的電壓U，按歐姆定律(51)IUR??求出被測電阻值的方法，稱為伏安法。因為是用電表測量值直接代入式（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電阻的實際值R不相等，存在一定的偏差。這個偏差是由于電表內(nèi)阻對電路的影響而產(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，則電壓表的測量值為：（52）AARIRIRUUU????則電阻的測量值（表觀電阻值）為:（53）ARRIUR????電阻的實際值（測量值的修正式）為：（54）ARIUR??電表的接入誤差為：（55）RRRRA???由（53）式可知，測量值大于

5、電阻的實際值R。顯然，只有當R＞＞RA時，采用電流表內(nèi)接法才能?R３則，確定出電壓表的量程。2.電表準確度等級的選擇電表準確度等級的選擇在確定了電表的量程后，應(yīng)根據(jù)對測量結(jié)果相對誤差的要求，選擇合適等級的電表進行測量。假設(shè)要求電阻測量的相對誤差不大于某一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測量值的相對誤差為:（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、電流表的準確度等級。將式（513）代入式（512）整理后可知，電VaAa壓表、電流表的準確度等級（電表誤差級別）應(yīng)滿足下式：1002???mRVUUEa1002???mRAIIEa式（314）中U、I為測量值，在選擇電流表的準確度等級、時，可取U=(23)(23)

7、Um、I=(23)I(23)Im進行VaAa運算，即取但在實際測量中應(yīng)注意，所有的U、I測量值均須大于或等于電表的100232???RAVEaa＝23量程值。五、測量標準不確定度測量標準不確定度的計算的計算)(xCRu本實驗測量值的標準不確定度主要來源于如下幾個方面：⑴重復(fù)測量引人的A類標準不確定度)(xARu由于本實驗是利用最小二乘法計算R值，且R為回歸直線的斜率，因此可取回歸直線斜率的標準b?b?偏差Sb作為測量的A類標準不確定度。