伏安法测电阻有电流表外接和内接两种,这两种接法都会产生误差。
一、电流表外接
这种接法测电压准确,测电流测大了。因为测得电流是待测电阻电流和电压表上通过的电流之和。
即 I=Ix+Iv,
如果待测电阻阻值很大,与电压表阻值越接近,根据并联电流分配跟电阻成反比,电压表分流越多,误差越大。
因此,外接法测电阻的阻值越小,误差就越小。
二、电流表的内接法
这种方法测电流准确,电压表接在外面,测得的电压是待测电阻两端电压和电流表两端电压之和。
即 U=Ux+Ua
根据串联电路电压分配跟电阻成正比,待测电阻阻值越大,分得电压越多,电流表分得的电压越少,误差就越小。
因此,测大阻值电阻,一般用电流表内接法。
外接法和内接法
其他朋友的解释无疑是非常专业和正确的,你可以参考一下。
这里我们换一个更容易理解的解释方法:
你会发现,电流表的内接法,测量的结果其实是被测电阻与电流表内阻的串联值,两个电阻的串联值比其中任何一个都要大,因此测量结果偏大。电流表的内阻一般都很小,例如只有0.1Ω,假如被测电阻为100Ω,实测结果为100.1Ω,100差了0.1,相对误差为0.1%,即千分之一,这么小的误差,在中学阶段堪称理想。如果被测电阻只有1Ω,那么实测结果为1.1Ω,相对误差达到了恐怖的10%,令人无法容忍。如下图:
而电流表的外接法,测量的是被测电阻与电压表内阻的并联值,两个电阻的并联值比其中任何一个都要小,因此测量结果偏小。电压表的内阻通常都很大,例如,3V量程的电压表内阻高达6000Ω,假如被测电阻的阻值为60Ω,实测结果为60Ω与6000Ω的并联值,你可以自己计算一下,大约为59.4Ω,相对误差为1%,Very good !而如果被测电阻为600Ω,实测结果为6000Ω与600Ω的并联值,大约545Ω,相对误差9.2%,接近10%,无法容忍。如下图:
这里总结一下:
内接法的时候,被测电阻是电流表内阻的N倍,相对误差就是1/N;外接法的时候,电压表内阻是被测阻值的N倍,相对误差就是1/N。
为了减小误差,电流表、电压表的内阻与被测电阻值相比较,都是差距越大越好,越接近越糟糕。
相对被测电阻的阻值来说,内接法的时候,电压表的内阻无所谓,关键看电流表内阻是否足够小;外接法的时候,电流表的内阻无所谓,关键看电压表的内阻是否足够大。
你自己多举一些阻值的例子计算一下。