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計量論壇

標題: 常用的幾種電阻測量方法 [打印本頁]

作者: sunhz 時間: 2007-5-21 12:53
標題: 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常用到的，本文就這些學習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，關鍵是有一個電阻箱面我們就以圖1-1為例作以介紹。
把單刀雙置開關打在a端，調節R1使電流表的示數指在一個適當的位置并記錄下此時電流表指針所在位置，保持R1不動，將單刀雙置開關打在b端，調節電阻箱的阻值使刻度重新回到剛才的位置，記下此時電阻箱的阻值，這時電阻箱所顯示的示數就是待測電阻Rx的阻值。
此法測電阻時在理論上不存在誤差，圖1-1也僅供大家參考，其具體電路要根據實際情況來定，如電流表我們可以用電壓表來代替，單刀雙置開關也可以由普通的開關來替代，總的說來如題中所給儀器包含一個電阻箱，一個電壓或電流表（即使讀數不準也可，因為只是用它做一個標記）時我們要考慮此法。
例1現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，滑動變阻器R2，單刀雙置開關K1，單刀單置開關K2，電源和導線。
（1）畫出實驗電路圖。
（2）寫出主要的實驗步驟。
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電流表的情況下我們只有從替代法上考慮此題，在此同學們可以參照上這所述來處理此題，在此就不做過多敘述。
二、利用并串聯電路規律
1、利用串聯電路和分壓關系；
在純電阻串聯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：兩個電壓表，一個電阻箱。其電路可參照圖2-1。
對于此法我們也可以用一個單刀雙置開關和一個表來代替，同學們可以試一試，或請教一下老師。
用圖2-1電路測量時也有理論誤差存在，實際上是忽略了電壓表對電路的影響，因此用此法時應滿足Rv遠遠大于待測電阻Rx和可調電阻的阻值。
2、利用并聯電路的分流關系；
在純電阻并聯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：兩個電流表，一個電阻箱。
對于此法我們同樣可以用一個單刀雙置開關和一個電流表來代替。
用此法測量電阻同樣有理論誤差存在，實際上是忽略了電流表對電路的影響，因此用此法時應滿足RA遠遠小于待測電阻Rx和可調電阻的阻值。
例（2001年理科綜合改編）實驗室中現有器材如下：電池E，電動勢約10V內阻1Ω；電流表A1，量程10A，內阻約為0.2Ω；電流表A2，量程300mA，內阻約為5Ω；電流表A3，量程250mA，內阻約為5Ω；電阻箱最大值999.9Ω，阻值最小改變量為0.1Ω；
滑動變阻器R2最大阻值100Ω；單刀單置開關S，導線若干。
要求測定電流表A3的內阻。
（1）畫出實驗電路
（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普通的開關，如選用此法要對電路進行拆卸，比較麻煩。
對于電流表或電壓表在實際應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，此題中給了三個電流表，但量程為10A的我們是不能用的，因為其它兩個為毫安級，用它誤差會太大。
這樣就剩下兩個電流表（其中一個又是待測電阻），一個電阻箱，符合并聯電路關系測量，但電流表內阻又有能忽略，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為圖2-3
這時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，此時電阻箱的阻值R
（3）表達式為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，當然如果把電流表換成電壓表示數同樣為0，利用這一關系我們可以測出電阻Rx。
四、半偏法
在電流表的改裝實驗中我們使用的就是這種方法，同學們可以參照課本《把電流表改裝為電壓表》加以學習，本文就不多做介紹。
總之電阻的測量方法多種多樣，我們要根據實際情況靈活把握，切不可拘泥于固定的格式。

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