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    半偏法

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    半偏法的概念

    半偏法是一種科學巧妙的測定電表內阻的方法,常見的有“半偏電流法”和“半偏電壓法”。

    半偏電流法是利用電流半偏來測定電流表內電阻的方法。

    半偏電壓法是利用電壓半偏來測定電壓表內電阻的方法。

    下面,高中物理網編輯與同學們來深入分析利用半偏法來測量電流表的內電阻;而利用半偏法測量電壓表內電阻請見這篇文章《半偏法測量電壓表內阻》。

    半偏法

    借助半偏法測電流表內阻的實驗

    利用半偏法測量電流表內阻的電路圖如上圖所示。

    實驗器材

    待測電流表G、電源、滑動變阻器、電阻箱、電鍵2個、導線若干。

    具體步驟

    1.按上圖連接電路圖,保持兩個電鍵處于打開位置,使滑動變阻器R1置于最大電阻位置。

    2.閉合電鍵S1,調整滑動變阻器R1,使電流表G指針滿偏。

    3.保持滑動變阻器R1調整好的觸頭位置不變,閉合電鍵S2。

    4.調整電阻箱R2的阻值,使電流表G指針半偏。

    5.讀取R2的示數,該示數即為電流表G的內阻。

    實驗原理

    基本原理:并聯電路各支路兩端電壓相等。

    G與R2屬于并聯關系,兩端電壓相等。因為G電流由滿偏變為半偏,消失的那一半的電流通過了R2,因此通過兩者的電流是相等的。

    因為G與R2兩端電壓相等,通過的電流相等,則電阻必然相等,因此R2的讀數即為G的內阻阻值。

    半偏法測電流表內阻的理論誤差分析

    如圖所示電路,閉合S1使電流表指針偏轉到滿刻度,根據全電路歐姆定律可得:

    E=Ig(R+rg+r)( rg為電流表內阻;Ig為電流表的示數),

    合上開關 S2,保持 R 不變,調節電阻箱R’使電流表指針偏轉到正好是中間刻度Ig/2,這時有

    借助半偏法測量電流表內阻

    同時有

    借助半偏法測量電流表內阻

    解以上三個方程可得

    借助半偏法測量電流表內阻

    當 R + r>>R′時, rg = R′,即電流表的內阻等于此時電阻箱的電阻值。

    實驗的基本要求:R >> R′。

    誤差分析:由于該過程中,R的電阻較大,我們近似的把整個過程中的干路電流當作不變的。

    但是實際情況中,隨著S2的閉合,整個電路中的電流將會變大,但實際上我們仍然按照電流不變時的電流來計算的,所以將導致通過G靈敏電流表的電流為原來一半時(半偏),通過變阻器 R′的電流將比通過G待測靈敏電流表的電流要大,又因為 R′與G 并聯,電壓一樣,所以實際的變阻器讀數 R′將小于G待測靈敏電流表的電阻(內阻),所以,半偏法測電阻測出的電阻要小于實際電阻,原因是電流將要改變。

    參考文獻

    電流表改裝電壓表http://www.q6113.com/zongjie/kaodian/480407.html

    分壓限流電路http://www.q6113.com/zongjie/kaodian/480404.html

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