电磁学实验基本知识

一、电磁测量的方法
1．电磁测量的作用、特点和内容 （1）电磁测量的作用
对电磁学的基本规律、基本现象进行观察、分 析和测量。 电磁测量，可以实现各种电磁量和电路元件特 性的测量，还可以通过各种传感器，将各种非 电量转换为电量进行测量。
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（➢2测）量电精磁度测高量。特实物点基准过渡到量子基准
未完全平衡，其值由这些量所产生的效应的差值 来判断。
差值法的测量误差取决于标准量的误差及测量差值 的误差。差值越小，则测量差值的误差对测量误差的影 响越小。差值测量法所用的仪器有非平衡电桥、非完全 补偿的补偿器等。
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③替代测量法 将被测量与标准量先后代替接入一测量装置中， 在保持测量装置工作状态不变的情况下，用标准 量值来确定被测量的方法称为替代法。
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（2）选择测量方法的原则
➢ 所选择的测量方法必须能够达到测量要求（包 括测量的精确度）。
➢ 在保证测量要求的前提下，选用简便的测量方 法。
➢ 所选用的测量方法不能损坏被测元器件。 ➢ 所选用的测量方法不能损坏测量仪器。
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如何根据具体情况选择合适的测量方法？
1）根据被测物理量的特性选择测量方法
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2．电磁测量的方法
（1）测量方法的分类——“直读测量法”和“比较测量法” 1）直读测量法
根据一个或几个测量仪器的读数来判定被测物理量的 值，而这些测量仪器是事先按被测量的单位或与被测量有 关的其它量的单位而分度的。
➢ 直接测量法（或称直接计值法）
例如用安培表测量电流，用伏特表测量电压，用欧姆表测量电阻
➢ 电工技术和电子技术:应用于农业、工业、wk.baidu.com讯、 交通、国防、科学技术、家电设备
➢ 基础：电磁学实验研究基本方法
➢ 电磁学：实验科学，完整理论体系。
➢ 电磁测量仪器：复杂、精密，用于人们观察研 究电磁现象。
➢ 电磁学实验：
基本电磁量的测量方法；
法。
电磁测量仪器仪表的工作原理和使用方
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（1）重新列表整理原始数据，并可增加必要的中间计算结果， 注明物理量的名称和单位。 （2）处理数据 按每次实验的具体要求处理实验数据，报道测量结果 6.实验结果的分析与评定
主要包括各种不确定度来源对实验结果的影响，并且对结果 进行评定，是否达到精度的要求，如没达到，分析问题所在。 7.回答问题 （书后问题，不做硬性要求） 8.建议和体会 （收获、感想和体会，对实验的改进建议和方案 等。）
➢ 当标准量为可调时，用可调标准量的方法保持测量装置工 作状态不变，则称为完全替代法。
➢ 如果标准量是不可调的，允许测量装置的状态有微小的变 动，这种方法称为不完全替代法。 在替代法测量中，由于测量装置的工作状态不变，或 者只有微小变动，测量装置自身的特性及各种外界因素对 测量产生的影响是相同的，在替代时可以互相抵消，测量 准确度就取决于标准量的误差。
➢ 测量线性电阻（如金属膜电阻），由于其阻值不随流经它 的电流的大小而变化，可选用电桥（比较式仪器）直接测 量，这种方法简便，精确度高。
➢ 测量非线性电阻（如二极管、灯丝电阻等），由于这类电 阻的阻值随流经它的电流的大小而变化，宜选用伏安法间
接测量，并作I～V曲线和R～I曲线，然后由曲线求得对
应于不同电流值的电阻。 ➢ 同理，测量线性电感时，可选用交流电桥直接测量，测量
数字式电压表的分辨率可达10－9伏
➢ 反应迅速。测量范围大。 ➢ 可进行遥控，实现远距离测量。 ➢ 可实现自动化测量。 ➢ 非电量可以通过传感器转换为相应的电磁量进
行测量。
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（3）电磁测量的内容
➢ 电磁量的测量。
例如电压、电流、电功率、电场强度、介电常数、磁感应强度、 磁导率等的测量。
➢ 间接测量法（或称间接计值法）
例如利用部分电路欧姆定律R＝V／I，用安培表直接测量流过待测电 阻的电流I，用伏特表直接测量电阻两端的电压V，然后间接计算出电 阻值R
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2）比较测量法
是将被测的量与该量的标准量作比较而决定被测的量 值的方法 。例如用电桥测量电阻，用电位差计测量电压
➢ 直接比较法
实验报告书写要求： ➢ 预习报告（教师签字有效）
1.实验内容及步骤 （详述） 2.待测数据列表 3.仪器操作方法及注意事项。 ➢ 原始数据（教师签字有效）
填入待测数据列表
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➢ 实验报告 实验名称
室温、相对湿度、大气压、姓名、日期 1.实验目的 2.仪器与用具 3.实验原理 （简述，主要公式，原理图） 4.实验主要内容 （简述） 5.数据处理
报告册每人2本，交替使用，每做完两个实验上交一次。 电磁学实验基本知识
评分规则：
每项实验满分5分
➢ 预习报告 （1分） ➢ 纪律操作 （1分） ➢ 实验报告 （3分）
第1—4步：0.5分；
第5步：
2分；
第6—8步：0.5分。
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➢ 现代科学技术的主要基础
比较测量法又分为三类：
①零值测量法 是被测量对仪器的作用被同一种类的已知量的
作用相抵消到零的方法 。
如，电位差计测量电池的电动势，是用一已知的标准 电压降和被测电动势相抵消，从已知标准电压降的电压值 来得知被测电动势的值。零值法的误差取决于标准量的误 差及测量的误差。
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②差值测量法 也是被测量与标准量作比较，不过被测的量
➢ 信号特性的测量。
例如信号频率、周期、相位、波形、逻辑状态等的测量。
➢ 电路网络特性的测量。
例如幅频特性、相移特性、传输系数等的测量。
➢ 电路元器件参数的测量。
例如电阻、电容、电感、耗损因数、Q值、晶体管参数等的测量。
➢ 电子仪器性能的测量。
例如仪器仪表的灵敏度、准确度，输入、输出特性等的测量。
➢ 各种非电量（例如温度、位移、压力、速度、重量等）通过 传感器转化为电学量的测量。
被测的量直接与它的同种类的标准器相比较。例如某一 电阻与标准电阻相比较就是直接比较法。
➢ 间接比较法
是利用某一定律所代表的函数关系，用比较法测量出有 关量，再由函数关系计算出被测量的值。
例如，用比较法测出流经标准电阻RS上的电压V，再利用欧姆定律I ＝V／RS算出电流强度I的大小，就是间接比较法。
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