半偏法

半偏法

“半偏電流法”和“半偏電壓法” 半偏法”是一種科學巧妙的測定電錶內阻的方法,常見的有“半偏電流法”和“半偏電壓法”,下面對這兩種方法作一比較。

基本信息

實驗原理

圖1-半偏電流法 圖1-半偏電流法

1、半偏電流法

在用“半偏電流法”測定電流表的內電阻的實驗中,如圖1,R是滑動變阻器 R`是電阻箱,先閉合S1,調節R,

使電流表指針偏轉到滿刻度;再閉合S2,調節R`使電流表指針指在刻度盤的中央。在R>>R`的條件下,近似有Rg=R'。

2 半偏電壓法 2 半偏電壓法

2、半偏電壓法在用“半偏電壓法”測定電壓表的內電阻的實驗中,如圖2,Rw為滑動變阻器,R1為電阻箱,閉合開關S前,將滑動變阻器Rw滑片P移到最右端,並將電阻箱R的電阻調至零;閉合S,調節滑動變阻器Rw的阻值,使電壓表的指針指到滿刻度;保持P不動,調節電阻箱R阻值,使電壓表指針指到刻度盤的中央,記下此時R1的值。 在Rw<<R1的條件下,近似有Rv=R1。

器材選取

1、半偏電流法

實驗中作了科學的近似,即在R>>R' 條件,才有Rg=R'近似成立,實驗的準確程度,重要的就上述條件的滿足程度。因此,R應選用阻值較大的電阻, R'應選用阻值較小的電阻;根據 可知增大R的阻值一個有效的措施就是在選取電源時電動勢E儘可能大些;實驗中R、R'都要進行調節,必須用可變電阻,而R的具體阻值不必讀出,故既可以選用滑動變阻器,也可以選用變阻箱,R'的阻值須要讀出具體數值,只能選用變阻箱。R可稱為電位器。

2、半偏電壓法

實驗的條件是在Rw<<R1,才有RV=R1近似成立,該條件的滿足條件同樣對實驗的準確性起了決定性的作用。因此,Rw應選用阻值較小的電阻,R1應選用阻值較大的電阻(比電壓表內阻大,分析見誤差情況);根據串並聯電路的特點有:UV=ERV/(Rw+RwRV/x-x)(x為變阻器與電壓表並聯部分),減小E是減小R1的一個有效的措施;與半偏電流法同樣分析可知,實驗中Rw選用滑動變阻器,R1須選用變阻箱。Rw可稱為電位器。

誤差分析

1、半偏電流法

根據閉合電路歐姆定律和串並聯的特點,當閉合開關S2,調整電流表半偏時,迴路中的總電流增大(大於Ig),故流過R‘的實際電流比流過電流表的電流大(大於Ig/2),因此,R’<rg,即測量值小於真實值。

2、半偏電壓法

根據閉合電路歐姆定律和串並聯電路的特點,當調整電壓表半偏時,R2和電壓表上的電壓之和增大(大於Ug),故R2上的實際電壓大於電壓表上的電壓(大於Ug/2),因此,R2>RV,即測量值大於真實值。

3、電源 選擇電源時,電動勢越大的電源,R的有效值越大,測量的誤差越小

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