半偏法測電表內(nèi)阻及誤差分析

林從富

用電表指針半偏法測定電表內(nèi)阻的典型實驗有兩個，一個是測電流表的內(nèi)阻，另外一個是測電壓表的內(nèi)阻。

一、半偏法測電流表的內(nèi)阻

1.實驗電路

本實驗的目的是測定電流表的內(nèi)阻，實驗電路如圖1所示，實驗中滑動變阻器采用限流連接，電流表和電阻箱并聯(lián)。

2.實驗原理與步驟

①斷開S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R0，使電流表的示數(shù)滿偏為Ig；②保持R0不變，閉合S2，調(diào)節(jié)電阻箱R，使電流表的示數(shù)半偏為；③電流表與電阻箱并聯(lián)，則可得電阻箱的讀數(shù)即為電流表的內(nèi)阻，即RA=R。

3.誤差分析

電阻箱接入后導(dǎo)致回路總電阻增大，則通過電源的電流減小，由閉合電路歐姆定律可知電阻箱與電流表并聯(lián)部分電壓增大，通過電流表與電阻箱的總電流大于電流表的滿偏電流Ig，則當(dāng)電流表的電流為時，通過電阻箱的電流大于，電阻箱的阻值小于電流表的阻值，即電流表的測量值偏小。當(dāng)R0>>RA時，電阻箱接入前后，回路總電阻變化較小，測量誤差小。此方法比較適用于測量小阻值的電流表的內(nèi)阻，且測量值偏小。

二、半偏法測電壓表的內(nèi)阻

1.實驗電路

本實驗的目的是測量電壓表的內(nèi)阻，實驗電路如圖2所示，滑動變阻器采用分壓連接，電阻箱和電壓表串聯(lián)。

2.實驗原理與步驟

①斷開開關(guān)S，按電路圖連接好電路；②把滑動變阻器R的滑片P滑到b端；③將電阻箱R0的阻值調(diào)到零；④閉合開關(guān)S；⑤移動滑動變阻器R的滑片P的位置，使電壓表的指針指到滿偏的位置；⑥保持滑動變阻器R的滑片P位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值，使電壓表指針指到半偏位置，讀出此時電阻箱R0的阻值，此值即為電壓表內(nèi)阻RV的測量值。

3.誤差分析

該實驗中，電阻箱接入后回路總電阻增大，由閉合電路歐姆定律可得電阻箱與電壓表串聯(lián)部分的電壓大于電壓表的滿偏電壓Ug，此時，電壓表半偏時，加在電阻箱的電壓大于，則電阻箱的讀數(shù)大于電壓表的阻值，即電壓表內(nèi)阻的測量值偏大。當(dāng)電壓表的阻值遠(yuǎn)大于滑動變阻器的最大值時，電阻箱接入前后對回路總電阻的影響較小，測量誤差較小。此方法比較適用于測量大阻值的電壓表的內(nèi)阻，且測量值偏大。

三、兩種電路的比較

①并聯(lián)半偏法測電流表電阻，滑動變阻器限流連接，滑動變阻器的阻值遠(yuǎn)大于待測電流表的內(nèi)阻，電源的電動勢足夠大，測量值小于真實值?？梢院営洖椋翰ⅰ⌒。ú⒙?lián)半偏法適用于測量小阻值的電流表的內(nèi)阻，且測量值偏?。?。

②串聯(lián)半偏法測電壓表電阻，滑動變阻器分壓連接，滑動變阻器的阻值遠(yuǎn)小于待測電壓表的內(nèi)阻，電阻箱的阻值足夠大，測量值大于真實值。可以簡記為：串——大大（串聯(lián)半偏法適用于測量大阻值的電壓表的內(nèi)阻，且測量值偏大）。

編輯 孫彥君