“半偏电流法”和“半偏电压法”“半偏法”是一种科学巧妙的测定电表内阻的方法,常见的有“半偏电流法”和“半偏电压法”,下面对这两种方法作一比较。
【实验原理】1、半偏电流法
图1-半偏电流法在用“半偏电流法”测定电流表的内电阻的实验中,如图1,R1和R2是电阻箱,先闭合S1,调节R1,
使电流表指针偏转到满刻度;再闭合S 2,调节R2使电流表指针指在刻度盘的中央。在R1>>R2的条件下,近似有Rg=R2。
2、半偏电压法
在用“半偏电压法”测定电压表的内电阻的实验中,如图2,R1为滑动变阻器,R2为电阻箱,闭合开
关S前,将滑动变阻器滑片P移到最右端,并将电阻箱的电阻调至零;闭合S,调节滑动变阻器R1的阻值,
使电压表的指针指到满刻度;保持P不动,调节电阻箱R2阻值,使电压表指针指到刻度盘的中央,记下此时R2的值。 在R1<<R2的条件下,近似有Rv=R2。
图2-半偏电压法【器材选取】1、半偏电流法
实验中作了科学的近似,即在R1>>R2 条件,才有Rg=R2近似成立,实验的准确程度,重要的就上述条件的满足程度。因此,R1应选用阻值较大的电阻, R2应选用阻值较小的电阻;根据 可知增大R1的阻值一个有效的措施就是在选取电源时电动势E尽可能大些;实验中R1、R2都要进行调节,必须用可变电阻,而R1的具体阻值不必读出,故既可以选用滑动变阻器,也可以选用变阻箱,R2的阻值须要读出具体数值,只能选用变阻箱。
2、半偏电压法
实验的条件是在R1<<R2,才有RV=R2近似成立,该条件的满足条件同样对实验的准确性起了决定性的作用。因此,R1应选用阻值较小的电阻,R2应选用阻值较大的电阻(比电压表内阻大,分析见误差情况);根据串并联电路的特点有:UV=ERV/(R1+R1RV/x-x)(x为变阻器与电压表并联部分),减小E是减小R1的一个有效的措施;与半偏电流法同样分析可知,实验中R1选用滑动变阻器,R2须选用变阻箱。
【误差分析】1、半偏电流法
根据闭合电路欧姆定律和串并联的特点,当闭合开关S2,调整电流表半偏时,回路中的总电流增大(大于Ig),故流过R2的实际电流比流过电流表的电流大(大于Ig/2),因此,R2<rg,即测量值小于真实值。
2、半偏电压法
根据闭合电路欧姆定律和串并联电路的特点,当调整电压表半偏时,R2和电压表上的电压之和增大(大于Ug),故R2上的实际电压大于电压表上的电压(大于Ug/2),因此,R2>RV,即测量值大于真实值。