利用ESP32和Phyphox的伏阻法测电源电动势和内电阻

1 引言

近日联考，实验是一道利用伏阻法测量电源电动势和内电阻的题目，考虑到这个实验背景的真实性，微主利用ESP32和Phyphox进行了实验验证。

2 试题回放与参考解析

3 实验验证

在此次验证实验中，利用ESP32上自带的5V恒压作为等效电源的电动势，利用可编程电阻板调出10欧姆作为等效电源的内阻，利用变阻箱控制电路，利用IO33脚测量变阻器的电压，再利用闭合电路欧姆定律换算出变阻器的实际电阻，最后将1/Ω和1/U利用蓝牙发送给智能手机中的Phyphox进行图像绘制和数据显示。

运行程序，将变阻箱的电阻值从9Ω逐渐减小至1Ω，Phyphox就自动绘制出了等效电源的1/Ω和1/U图像。

将1/Ω和1/U图像展至全屏，并对绘制出的1/Ω和1/U图像进行线性拟合，可得1/Ω和1/U图像的纵截距为-0.1，斜率为0.5。

从纵截距和斜率的物理意义来看，等效电源的内阻为10Ω，电动势为5V。实验实测结果与实验预设的等效电源参数十分吻合。

4 感悟

在这次实验中，起初使用电位计控制电路，实验总是失败，后来幡然醒悟，是电位计的电阻相对于等效电源内阻实在是太大了，后来用变阻箱，立马就成功了。

为了让ESP32和Phyphox知道变阻箱的电阻值，并利用变阻箱的电阻值和电压表读数值绘制动态的图像，需要在ESP32内部的实验程序中进行运算，再将运算出来的1/Ω和1/U数据发送并绘制图像。