用惠斯通电桥测电阻为何不用直接测量值而用图线上的值

宝宝妈妈2023-03-15  60

直接测量制只是实验中某种条件下单个数据,因为其存在很大的偶然性(如实验室的仪器误差,空气湿度,环境温度等影响)所以不能选取;而图线上的选取值代表了所有实验数据正态分布值,能够有效避免测量值数据的偶然性,虽然依然存在误差,但已经在实验可接受范围之内。

其实这里面不仅仅是电阻的问题,还有电流的问题。

这样,我们分开看。这里我们不考虑其他电子元件和损耗,只考虑现在看到这三个。

首先第一个图:

并联电路(也就是电压表和电阻的电路)的电阻变小了,那么作为电流表分压就会变大(0.1:87.4与0.1:80.4),那么电流表的分压变大,电流i就会变大,电流变大的同时,测出来的U(电流表读数)变小了,那么实际测试值比原值肯定是小的,小了多少?我们做一个假设:假设电压为87.4V,那么电流应该是1A,电压是87.4V,但现在是,电流=87.4/80.5

电压=87.4*804/805,那么电压除以电流=87.4*804/805/(87.4/80.5)=80.4(这个是计算出来的最终结果),和得到的80.4是一样的。(虽然电压表和电阻也会进行分流,但是一般我们计算时是不算分流的,所以这里就不计算)

(可能会感觉说的是废话,但是你看完第二个图就明白了)

再来看第二张图(我们还用上面的87.4V来计算):

按照你的计算,总电阻是87500/1087.5,那么电压毋庸置疑是87.4V,这个没有问题。

电阻支路电流(测试得到的电流)=87.4/87.5

那么最后的结果就是87.4/(87.4/87.5)=87.5

你可能要问,为什么我计算的87500/1087.5电阻没用?这个不是测试得到的电阻吗?

还真不是,你测试得到的结果是电压和电流,并不能直接得到电阻,你计算得到的电阻是整个电路的电阻,但是整个电路里的电阻并不影响里面的单一元器件。

看不懂没关系,我们分开来看

整个电路的电阻是87500/1087.5,那么电压是87.4V,那么整个电路分压多少?在不考虑其他元器件的情况下,或者我们认为整个电路只有这一个并联电路的情况下,是不是认为他可以拿到全部分压,也就是87.4V,那么我们知道并联分流,两个支路的电压是一样的,剩下的就是电流的分配了,你说的“整个电路的电阻”变小了,确实是让整个电路的电流变大了,但是整个电路的电流也分流了,一部分过了电压表,一部分过了电阻和电流表,而你测得的电流是经过电流表的支路电流,不是整个并联电路的电流,这点要弄清楚。

那是不是所有的电路都是第二种方式更好,并不是。如果被测电阻的大小事1欧姆,那么你会发现第二种接法误差比第一种接法大,所以要根据实际情况来选,不能一概而论。


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