測定表頭內阻有很多方法,根據學校條件山海關第一中學劉守勤老師建議可采用以下幾種,分別敘述如下:
半值法:
調節電阻箱,使表頭指針偏轉滿刻度,記下R的值。再調節電阻箱,使表頭指針轉到滿刻度的一半,記下R′的值。電源內電阻不計,兩次測量結果必然有:
E=I(Rg+R)E=I2(Rg+R′)解得:Rg=R′-2R這種測法的缺點是誤差太大,原因是,一般學校用的電流表內阻都很小,幾十或一百多歐姆,滿偏電流為300μA左右、使用一節幹電池做電源,電動勢是15V,則R和R′都是幾千歐,電阻箱和表頭串聯,電阻箱上的電壓降很大,若R的值改變幾歐或幾十歐,G的讀數都無明顯的變化,這樣測量的內阻值誤差,有時能超過50%,甚至幾倍。所以不實用。
分流法:
先把電流表和電阻箱串聯在電路裏,調節R使電流表指針滿偏,再在G的兩端並聯另一個電阻箱R′調節R′使電流表指針轉到滿刻度一半,記下R′的值。則有:
Rg=R′使用這個線路,測量較準確,還可以直讀。實驗效果好。主要是因為它使用的原理是比較R′與Rg的值的方法,若兩者有幾歐的差值,電流表的讀數就有明顯的變化。
但是用這種方法測內阻,從原理上講,隻能是近似的。因為當G的兩端並上R′之後,整個線路上的電阻變小了,相應幹路上的電流變大了,例如I變為I′(I′>I),R′中的電流則是I′-I2,而I′-I2>I2。如果嚴格地說,實際Rg=(I′-I2)R′I2=(2I′I-1)R′因為I′=I所以2I′I-1>1即Rg>R′然而用這個線路直讀時把Rg的值看成R′了,其誤差△Rg=(2I′I-1)R′-R′=(2I′I-2)R′當RRgRR′時I′≈I則△Rg≈0所以Rg≈R′分流法的改進:
在線路中再串聯一個電流G′,開始時調節R使G的指針滿偏,並觀察好G′的指針位置。當G的兩端並入R′時,影響了G′的讀數(變大),在調節R′使G指針偏轉到滿刻度一半時,再稍增大R的值,使G′的指針位置和沒並入R′時一樣(R和R′可反複調幾次),這樣就做到了整個線路的總電阻不變,總電流不變。Rg=R′就是準確的,從原理上說也較完善,實驗效果也較好。
上列三種方法各有優點,第一種,原理對,但測不準,不能采用。第二種,測量較準,但原理上有毛病。第三種,能測準,原理上也較嚴密,但實驗較麻煩,用的儀器也較多。
半值法的改進:
電路如下,這個電路和前麵講的半值法電路不同之處是在電源處加了一個電阻值很小,即Rr,RA