電力試驗(yàn)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(cè)電阻有兩種常用的電路,如為電流表外接法,為電流表內(nèi)接法。由于電流表和電壓表接入后對(duì)電路的影響,不論采用內(nèi)接法電路還是外接法電路都會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。中,電流表測(cè)量值為電壓表、待測(cè)電阻電流之和R測(cè)=UI=UIx+IV=RVRxRV+Rx可見(jiàn)測(cè)量值是RV與Rx的并聯(lián)電阻,因而測(cè)量電阻值小于真實(shí)值。
相對(duì)誤差Rx=RxRV+Rx,可見(jiàn)RV比Rx大的越多,誤差越小。中電壓表測(cè)量值為電流表與待測(cè)電阻電壓之和R測(cè)=UI=IRx+IRAI=Rx+RA,可見(jiàn)測(cè)量值是RA在內(nèi)的串聯(lián)電阻,測(cè)量值大于真實(shí)值。相對(duì)誤差Rx=RARx,RA越小于Rx,則誤差越小。為了減小測(cè)量誤差,不難看出,當(dāng)Rx遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí),應(yīng)采用電流表外接法,當(dāng)Rx遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻時(shí)應(yīng)采用電流表內(nèi)接法。一般說(shuō)來(lái)測(cè)量大阻值電阻時(shí)應(yīng)采用電流表內(nèi)接法,測(cè)量小阻值電阻時(shí)應(yīng)采用外接法。遇到Rx阻值既不太大又不太小時(shí)可用臨界值法來(lái)判斷:先算出臨界阻值R0=RARV,若Rx>R0采用電流表內(nèi)接法;若Rx 電路的選擇電路的接法主要有兩種:如(甲),稱(chēng)為分壓電路,圖(乙)稱(chēng)為限流電路。
在分壓電路中負(fù)載電阻的電壓變化范圍為0E,而在限流電路中負(fù)載電阻的電壓變化范圍為RxER+RxE,可見(jiàn)分壓電路中調(diào)節(jié)負(fù)載上的電壓范圍比較大。
在實(shí)驗(yàn)電路中在分壓、限流均可時(shí),從節(jié)省能源角度應(yīng)限流優(yōu)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(shí);(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)電路中電流都超過(guò)額定電流時(shí);(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值小于待測(cè)電阻阻值時(shí)。
例有一電阻估計(jì)在100到200之間,額定功率約為14W,要用伏安法較準(zhǔn)確的測(cè)出其阻值,F(xiàn)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(dòng)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(jié)干電池串聯(lián),允許最大電流0.1A(H)電鍵一個(gè),導(dǎo)線若干試選擇儀器并設(shè)計(jì)一個(gè)電路。
解析:1.滑動(dòng)變阻器只有一個(gè),優(yōu)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(dòng)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(yīng)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(yīng)選(C)。http://www.52lvi.cn