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电源内阻是实际电源的重要特性。理想电源的内阻为零,而实际电源都存在内阻。当电流通过内阻时,会产生压降,使得端电压小于电动势。端电压等于电动势减去内阻上的压降,即U等于E减去I乘以r。内阻的存在会影响电源的输出特性和电路的工作性能。
伏安法是测量电源内阻的基本方法。实验电路包括待测电源、电流表、电压表和可变电阻。通过改变滑动变阻器的阻值,可以得到不同的负载电阻,从而测得多组电压和电流数据。根据欧姆定律,端电压等于电动势减去内阻上的压降。在U-I坐标系中作图,得到的直线斜率的绝对值就是电源的内阻。这种方法直观易懂,是学习电源内阻测量的基础。
等效替代法是一种精确测量电源内阻的方法。首先连接电路,测量电源带负载时的电流值。然后用标准电阻箱替代电源,调节电阻箱的阻值,使电路中的电流与原来相同。此时电阻箱的阻值就等于电源的内阻。这种方法的优点是避免了电表内阻对测量结果的影响,测量精度较高,特别适用于内阻较小的电源测量。
半偏法是测量电源内阻的一种巧妙方法。首先闭合开关S1,调节R1使电流表满偏。然后闭合开关S2,调节并联电阻R2,使电流表指针指到满偏的一半位置。此时流过电流表的电流减半,说明并联电阻R2分走了一半电流。根据并联电路的分流原理,当电流表半偏时,并联电阻R2的阻值就等于电源的内阻。这种方法操作简单,但要求R1远大于内阻r,以保证总电流基本不变。