開路電壓

電池在開路狀態下的端電壓稱為開路電壓。電池的開路電壓等于電池在斷路時（即沒有電流通過兩極時）電池的正極電極電勢與負極的電極電勢之差。

開路電壓怎樣測量

開路電壓無法用電壓表直接測量，那么，開路電壓如何測量出來呢？

要測量開路電壓，就要設法創造條件滿足，流過被測電路“電流為零”的要求。只有這樣測量出來的電壓，才能稱為嚴格意義上的開路電壓。

用電位差計測量開路電壓，電路原理圖下如1所示。Ux是被測電路的開路電壓，Rx是被測電路的內阻；Us標準電池或標準電壓源（其電壓非常穩定且已知）；U是穩定的工作電源，U》Ux，U》Us；AC是一段均勻電阻絲；G是靈敏電流計。

測量首先將開關擲于1，調節B觸點使流過靈敏電流計G的電流為零。此時D與B點等電位，有：

Ux=UAB（1）設流過AB的電流為I，則UAB=IRAB或Ux=IRAB（2）其中RAB是AB段的電阻。

然后再將開關擲于2，調節觸點B使流過靈敏電流計G的電流再次為零。此時D與B點等電位，有：US=IRAB’（3）其中RAB’是AB’段的電阻。

兩種情況下靈敏電流計G都無電流流過，故（1）、（2）式中流過AB、AB’的電流I是相同的。因此可得：Ux/Us=RAB／RAB’（4）由R=pL/（S^2）可知，均勻電阻絲的電阻值跟它的長度L成正比，故有：RAB／RAB’=LAB／LAB，（5）LAB、LAB’分別為AB、AB’的長度。

聯立（4）、（5）式，最后可得：Ux=（LAB/LAB’）Us（6）這樣，只要測量出LAB、LAB’，利用US的已知值，就可以利用（6）式求出Ux。

這種方法只能測量直流電路的開路電壓，對于交流電路，是不適用的。

實際測量

實際計算時，可視為開路處連有一個伏特表，伏特表讀數，即為開路電壓。但是干電池開路電壓測量，使用磁電系儀表和數字式電壓表，往往讀出的數據有差異，有時相差30mV左右，所以測量時應按照以下步驟：

1.指針式電壓表讀數時，眼睛要正視，表針與鏡面針及表盤刻度線重合。

2.量程的選擇要在表盤的1/3-r2/3之間。

3.測量導線應有良好的接觸端。

4.再將圖片列出的表型參照各種規格電阻參數與測得的實際值進行修正。

電池內阻一定時，凡是電壓表內阻大的，指示值就比較接近實際值，電壓表內阻小，指示值誤差就大。’與電池容量大時，其內阻小，不同類型電壓表測得開路電壓值的誤差就小，數字電壓表的內阻比磁電系電壓表的內阻大得多，它測得的電池開路電壓更接近電池實際開路電壓，測得的數據更可靠。

有源二端網絡中開路電壓和短路電流測量的幾種補償測量方法的比較研究

1、短路電流和開路電壓補償測量法

1．1、短路電流補償測量法

對于任何一個有源二端網絡，它的外部特性可以等效為理想電流源ISC和電阻RS的并聯組合支路，其中，ISC為原網絡的短路電流，RS為原網絡內所有獨立電源置零后端口處的入端電阻。若電流表內阻為RA，則短路電流直接測量的相對誤差。可見，直接測量法只適用于RA《《RS的情況（工程上認為，RS≥100RA時屬于這種情況）。

1．1．1、電流源補償法

短路電流的電流源補償測量法如圖1所示，其中，虛線框內為補償電路。方法是，先用電流表粗測有源二端網絡的短路電流，再用一個可調直流穩流源按圖1連接電路，調節穩流源輸出電流，當檢流計G的讀數為零時，C，D兩點等電位，CD兩端相當于短路，即補償電路的接入沒有改變原電路的工作狀態，因此，這種補償測量法完全消除了電流表內阻對測量短路電流帶來的誤差，電流表的讀數即為有源二端網絡的短路電流。

1．1．2、電壓源補償法

短路電流的電壓源補償測量法如圖2所示，其中，虛線框內為補償電路。方法是，調節電位器RP，使毫伏表讀數為零，此時CD兩端相當于短路，電流表的讀數即為有源二端網絡的短路電流。由于補償電路的接入沒有改變原電路的工作狀態，因此，這種補償法也完全消除了電流表內阻對測量帶來的誤差。

1．2、開路電壓補償測量法

對于任何一個有源二端網絡，它的外部特性可以等效為理想電壓源U0C和電阻RS的串聯組合支路，其中，U0C為原網絡的開路電壓，RS為原網絡內所有獨立電源置零后端口處的入端電阻。若電壓表內阻為RV，則開路電壓直接測量的相對誤差，可見，直接測量法只適用于RS《《RV，的情況（工程上認為，RV≥100RS時屬于這種情況）。

如果有可調直流穩壓電源，可以采用如圖3所示的電路，虛線框內為補償電路。方法是：先用電壓表粗測CD兩端的開路電壓，然后調節直流穩壓源的輸出電壓近似等于所測開路電壓，將C’，D’兩點分別與C，D兩點相接，再細調直流穩壓源輸出電壓。當檢流計G中的電流為零時，CD兩端相當于開路，即補償電路的接入沒有改變原電路的工作狀態，此時電壓表的讀數即為有源二端網絡的開路電壓。因此，這種補償測量法完全消除了電壓表內阻對測量開路電壓帶來的誤差。

如果直流穩壓電源不可調，則可以采用如圖4所示的分壓電路，虛線框內為補償電路。方法是：先用電壓表粗測CD兩端的開路電壓，然后閉合開關K，調節分壓器輸出電壓，使分壓器輸出電壓近似等于所測開路電壓，將C’，D’兩點分別與C，D兩點相接，再細調分壓器輸出電壓，使檢流計G中的電流為零，此時CD兩端相當于開路，即補償電路的接入沒有影響原電路的工作狀態，電壓表的讀數即為CD兩端的開路電壓。可見，采用這種補償測量法也完全消除了電壓表內阻對測量開路電壓帶來的誤差。