内接法和外接法的选择
很多同学在学了伏安法测电阻后,分不清什么时候采用内接法,什么时候采用外接法,
仅是知道测大电阻用内阻法,测小电阻用外接法,但在测量既不是很大也不是很小的电阻时,
就不清楚采用哪种接法才能使测量的误差最小。下面就来谈谈在伏安法测电阻时内接法与外
接法的选择。
一.误差的产生原因
伏安法测电阻是根据部分电路欧姆定律来进行测量的。它的测量值和真实值应该是:
UU
R?测,R=x,即使是测量十分准确的电压表和电流表,由于电压表和电流表都
测I真I
测x
有内阻,导致了电阻的测量值和真实值存在误差。
当选用外接法(a)时,电压表与电阻并联,电压表的读数就是电阻两端的电压,但电
流表测量的是通过电阻和电压表的总电流,因此测量值要小于真实值,实际上测量的电阻值
RR
是电压表内电阻和电阻并联的阻值。如果电阻的值远小于电压表的内阻,电压表分
xV
去的电流很小,这时电流表测量的电流就接近于通过电阻的电流,所以外接法适合于测小电
阻。
当选用内接法(b)时,电流表与电阻串联,电流表的读数就是电阻的电流值,但电压
表测的是电阻和电流表的总电压,所以测量值大于真实值,实际上测量的电阻值是电阻与电
RR
流表内电阻串联的总电阻值。如果电阻的值远大于电流表的内阻,电流表分去的电
xA
压很小,这时电压表测量的电压就接近于电阻两端的电压,所以内接法适合于测大电阻。
二.系统的相对误差
由于外接法(a)测量的实际上是电阻和电压表并联的电阻,所以:
RR
|Vx?R|
|R?R|R?RxR
相对误差?测x?Vx?x?100%
RRR?R
xxxV
内接法(b)测量的实际是电阻与电流表的串联电阻,所以:
|R?R||R?R?R|R
测xxAxA
相对误差????100%
RRR
xxx
RR
当内、外接法相对误差相等时,有x?A,所以,R?RR(R??R)
R?RR0AVAV
xVx
R?RRRR?RRR
为临界值。当(为大电阻)时用内接法,当(为小
xAVxxAVx