内接法和外接法测电源电动势的误差分析
测量电源电动势E,有两种电路接法,图一和图二,图一是电流表的内接法,图二是电流表的外接法。
图一 图二
下面讨论内接法和外接法的误差:
电源电动势测量原理:,r是电源内阻,U是路端电压,在理论上,认为电压表和电流表都是理想电表,U仅指电阻R上的电压,认识到这一点很重要。
①内接法:如图一所示,R和电流表看做外电路,电压表和电源看做一个新的等效电源,在等效电源里,电压表和内阻r并联,当干路中电流I=0A时,外电路中R和电流表上的电压等于电源的实际电动势,而U-I图像中,I=0A,测量电动势等于R上的电动势,所以,测量的电动势小于实际的电动势。电压表内阻和r的总阻值等于测量的电源内阻,因为和r并联,所以并联电阻小于电源实际内阻r,因此用这种接法测量的电源电动势和电源内阻都偏小。U-I图像如下:
②外接法:如图二所示,R是外电路,电流表和电源看做一个新的等效电源,在等效电源里,电流表和内阻r串联,当干路中电流I=0A时,R两端电压等于实际电动势,实际上,在U-I图像中,I=0A时,测量电动势等于R两端的电动势,所以,测量电动势等于实际电动势。电流表内阻和r的总阻值等于测量的电源内阻,因为和r串联,所以串联电阻大于电源实际内阻r,因此用这种接法测量的电源电动势等于实际电动势,测量的内阻大于实际内阻。U-I图像如下:
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