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計(jì)量論壇

標(biāo)題: 常用的幾種電阻測量方法 [打印本頁]

作者: sunhz 時(shí)間: 2007-5-21 12:53
標(biāo)題: 常用的幾種電阻測量方法
常用的幾種電阻測量方法

電阻測量方法除了課本上講述的伏安法和萬用表還有一些方法是我們經(jīng)常用到的，本文就這些學(xué)習(xí)中常用的方法作以介紹。
一、替代法
此法顧名思義就是用已知電阻來代替未知電阻，其電路形式多種多樣，關(guān)鍵是有一個(gè)電阻箱面我們就以圖1-1為例作以介紹。
把單刀雙置開關(guān)打在a端，調(diào)節(jié)R1使電流表的示數(shù)指在一個(gè)適當(dāng)?shù)奈恢貌⒂涗浵麓藭r(shí)電流表指針?biāo)谖恢茫３諶1不動(dòng)，將單刀雙置開關(guān)打在b端，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使刻度重新回到剛才的位置，記下此時(shí)電阻箱的阻值，這時(shí)電阻箱所顯示的示數(shù)就是待測電阻Rx的阻值。
此法測電阻時(shí)在理論上不存在誤差，圖1-1也僅供大家參考，其具體電路要根據(jù)實(shí)際情況來定，如電流表我們可以用電壓表來代替，單刀雙置開關(guān)也可以由普通的開關(guān)來替代，總的說來如題中所給儀器包含一個(gè)電阻箱，一個(gè)電壓或電流表（即使讀數(shù)不準(zhǔn)也可，因?yàn)橹皇怯盟鲆粋€(gè)標(biāo)記）時(shí)我們要考慮此法。
例1現(xiàn)要測一未知電阻的阻值Rx，所給器材如下，一改裝后尚未校對的電流表A定值電阻R0，電阻箱R1，滑動(dòng)變阻器R2，單刀雙置開關(guān)K1，單刀單置開關(guān)K2，電源和導(dǎo)線。
（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。
（2）寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟。
解析：由本題所給的條件看，用伏安法是根本沒法處理的，因此在已知電阻箱和一個(gè)電流表的情況下我們只有從替代法上考慮此題，在此同學(xué)們可以參照上這所述來處理此題，在此就不做過多敘述。
二、利用并串聯(lián)電路規(guī)律
1、利用串聯(lián)電路和分壓關(guān)系；
在純電阻串聯(lián)電路中用電器上分得的電壓與用電器的電阻成正比，即R1/R2=U1/U2
用此法測電阻需具備的儀器有：兩個(gè)電壓表，一個(gè)電阻箱。其電路可參照圖2-1。
對于此法我們也可以用一個(gè)單刀雙置開關(guān)和一個(gè)表來代替，同學(xué)們可以試一試，或請教一下老師。
用圖2-1電路測量時(shí)也有理論誤差存在，實(shí)際上是忽略了電壓表對電路的影響，因此用此法時(shí)應(yīng)滿足Rv遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于待測電阻Rx和可調(diào)電阻的阻值。
2、利用并聯(lián)電路的分流關(guān)系；
在純電阻并聯(lián)電路中用電器上分得的電流與用電器的電阻成反比，即R1/R2=I2/I1，其電路可參照圖2-2
用此法測電阻需具備的儀器有：兩個(gè)電流表，一個(gè)電阻箱。
對于此法我們同樣可以用一個(gè)單刀雙置開關(guān)和一個(gè)電流表來代替。
用此法測量電阻同樣有理論誤差存在，實(shí)際上是忽略了電流表對電路的影響，因此用此法時(shí)應(yīng)滿足RA遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于待測電阻Rx和可調(diào)電阻的阻值。
例（2001年理科綜合改編）實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有器材如下：電池E，電動(dòng)勢約10V內(nèi)阻1Ω；電流表A1，量程10A，內(nèi)阻約為0.2Ω；電流表A2，量程300mA，內(nèi)阻約為5Ω；電流表A3，量程250mA，內(nèi)阻約為5Ω；電阻箱最大值999.9Ω，阻值最小改變量為0.1Ω；
滑動(dòng)變阻器R2最大阻值100Ω；單刀單置開關(guān)S，導(dǎo)線若干。
要求測定電流表A3的內(nèi)阻。
（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路
（2）你要測量的物理量有哪些？
（3）用這些物理量表示出待測電阻的計(jì)算公式。
解析：從題材中所給器材看我們可以選用替代法，但是題材中只給了一個(gè)普通的開關(guān)，如選用此法要對電路進(jìn)行拆卸，比較麻煩。
對于電流表或電壓表在實(shí)際應(yīng)用中我們可以把它們看成可以讀出自身電流或電壓的電阻，此題中給了三個(gè)電流表，但量程為10A的我們是不能用的，因?yàn)槠渌鼉蓚€(gè)為毫安級(jí)，用它誤差會(huì)太大。
這樣就剩下兩個(gè)電流表（其中一個(gè)又是待測電阻），一個(gè)電阻箱，符合并聯(lián)電路關(guān)系測量，但電流表內(nèi)阻又有能忽略，所以不能直接采用圖2-2電路。
綜上所述我們電路可以演變?yōu)閳D2-3
這時(shí)A3可以測了出自身電流大小，A2所測為通過A3與電阻箱的總電流，
通過電阻箱的電流IR=I總-IA
IA/ I總-IA=R/RA3
解；（1）電路如圖2-3
（2）需要測量的物理量有；待測電表的電流IA，通過電流表的電流I總，此時(shí)電阻箱的阻值R
（3）表達(dá)式為RA3= R（I總-IA）/ IA
三、惠更斯電橋法
此法是一種測量精度很高的方法其電路如圖3-1所示，R1為電阻箱，R3、R4為已知阻值的定值電阻，Rx為待測電阻，如果電路中滿足R1/ Rx= R3/ R4
則電流表中電流為0，當(dāng)然如果把電流表換成電壓表示數(shù)同樣為0，利用這一關(guān)系我們可以測出電阻Rx。
四、半偏法
在電流表的改裝實(shí)驗(yàn)中我們使用的就是這種方法，同學(xué)們可以參照課本《把電流表改裝為電壓表》加以學(xué)習(xí)，本文就不多做介紹。
總之電阻的測量方法多種多樣，我們要根據(jù)實(shí)際情況靈活把握，切不可拘泥于固定的格式。

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