文档介绍：测电流计的内阻和量程实验报告
电流表内阻测量实验报告
实验名称:比较不同方法测电流表头内阻的精度
实验日期::二教506 实验人员:
实验目的:(至少用四种不同方法)
;
(误差分析和不确定度估计); 实验器材:DH6102型伏安特性实验仪,直流稳压源,标准电阻箱,电流表头,
开关,导线等
1. 实验原理
a、半偏法
按图1连好电路,S2断开,S1闭合,调节变阻器R,
使待测电流表G的指针满偏。再将S2也闭合,保持
变阻器R接在电路中的电阻不变,调节电阻箱R?使
电流表G的指针半偏。读出电阻箱的示值R?,则可认为图 a-错误!文档中没有指
定样式的
rg?R?。因为调节电阻箱后,电路总电流和原来几乎相同文字。-1
(因为R滑远大于Rg),那么现在这个电流分成了2路,一路经过G,一路经过与G并联的电阻箱,而且通过G的电流变为原来一半,说明流过电阻箱的电流也是总电流的一半,这样G的电阻就是电阻箱的示数。
b、替代法
G?为监测表,按图所示连接电路,G为待测电流表,
S1为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关。先将S2拨
至与触点1接通,闭合S1,调节变阻器R,使监测表
G?指针指某一电流值(指针偏转角度大些为好),记下这一示值。再将单刀双掷开关S2拨至与触点2接通,保持变阻器R的滑片位置不变,调节电阻箱R?,使监测表G
?恢复原来的示值,则可认为被测电流表G的内阻等于电阻箱的示值。
这种方法,要求监测表的示值要适当大一些,这样灵敏度较高,测量误差较
小。
c、惠斯通电桥法
若待测电阻Rx和标准电阻R并联,因并联电阻两端的电压相等,于是RxI2?
这样,待测电阻Rx与标准电阻R通过电流比联系在一起,可以不用电压表来测量电压了,但是要测得Rx,还需要测量电流I1和I2。为了避免
这两个电流的测量,我们设法用另一对电阻比Ra/Rb来代替这两个电流比,即要求 Ra ? I2
(2)
这是容易做到的,设计一如图(a)电路,当B点和D点电位相等时,(2)式成立。 RI1b1
(a) (b)
图(a)所示电路就称之为惠斯通电桥电路。在B、D之间接一检流计G,调节电阻Ra和Rb(或标准电阻R),使检流计G中没有电流通过,这时B、D两点的电位相等。图(a)和(b)是等效的。比较(1)(2)两式,得
RaRx Ra ?或 R?
KR (3)Rx ?bRb
这样就把待测电阻Rx的值用三个电阻值表示了出来,式中k=Ra/Rb 称为比率臂或倍率。通常将Rx、Ra、Rb和R叫做电桥的臂。Rx称为待测臂,R称为比较臂,将接检流计G的对角线BD称为“桥”,当桥上没有电流通过时,称电桥达到了平衡。比例关系式(3)称为电桥平衡的条件,这时两对面桥臂的电阻的乘积相等,这是“桥”的另一含义。可见电桥的平衡与电流的大小无关。
调节电桥达到平衡有两种方法:一种是保持标准电阻R
(比较臂)不变,调
节比例臂K的值;另一种是取比例臂K为某一定值,调节比较臂R。前一种方法准确度较低很少使用。
本实验采用三个电阻箱分别当做R、Ra、Rb三个桥臂,电阻板当做待测臂Rx,用检流计检测桥上的电流,自己组装电桥。由(3)式可以看出,待测电阻Rx由比率值K和比较臂电阻R决定。检流计在测量过程中起判断桥路有无电流的作用,由于比较臂电阻可以采用比较精密的电阻,所以利用电桥的平衡原理测电阻的准确度可以很高,大大优于伏安法测电阻,这也是电桥应用广泛的重要原因。
d、补偿法
在一定温度下,直流电通过
待测电阻Rx时,用电压表测
出Rx两端的电压U,用电流
表测出通过Rx的电流I,则
电阻值可表示为:Rx=U/I
连接如下电路图,调节R3使
检流计G无电流通过(指针指零),这时电压表指示的电压值Ubd等于Rx两端的电压Uac,即b,d之间的电压补偿了Rx两端的电压。清除了电压内阻对电路的影响。
2. 实验方案
提前设计实验以及所需电路图,在实验室按照设计的实验及电路图进行实验,得到实验数据,对其进行分析处理及误差分析。
3. 实验操作步骤
A半偏法
(1) 按照右图连接电路,G为待测电流表
(2) 断开S2,闭合S1,调节R阻值,使G满
偏
(3) 闭合S2,保持R不变,调节R
’,使G
半
偏,记下此刻R’读数。
(4) 重复测量5次,记下数据
B替代法
(1) 按照右图连接电路,G为待测电流表,R’为变
阻箱
(2) 闭合S1,将S2与1接通,调节R的阻值,是
G’停留在一定的数值,记录下该