测量电阻的五种方法

电流表 电压表和多用电表的使用 电流表 表头 G 1 构造 主要由永磁铁和放入永磁铁磁场中的可转动的线圈组成 2 原理 当线圈中有电流通过时 线圈在磁场力的作用下带着指针一起偏转 电流越大 指针偏转的角度越大 由指针在标有电流值的刻度盘上所指的位置就可以读出通过表头的电流值 I 3 电流表G的参数 内阻Rg 电流表G的电阻 一般几百至几千欧 满偏电流Ig 电流表指针偏转到最大刻度 一般几十微安到几毫安 满偏电压Ug 电流表满偏时加在电流表两端电压 4 电流表和电压表的改装 见教材P143例1 例2 小结 见下表 测量电阻的五种方法 一 伏安法 测量原理 测出U和I从而得到R 误差分析 内接法 电路如右图所示 可见 内接法测电阻 测量值偏大 外接法 如右图所示 设电压表分流为 则 可见 外接法测电阻 测量值偏小 为消除伏安法测电阻内外接两种电路的系统误差而设计电路如右图所示 其具体操作步骤如下 闭合开关后 先将单刀双掷开关置于接点1 设此时电压总表的示数为 而电压表V的示数为 电流表A的示数为 则有 再将单刀双掷开关置于2 并同时略向左调节变阻器滑片P 使电压总表的示数仍为 在此情况下电压 V的示数为 电流表A的示数为 于是有 联立 可得 二 比较法 电路如右图所示 为保护电阻 定值电阻的阻值已知 待测电阻的阻值未知 电路设计思想 借助两电表示数之间的对比 用含有的关系式去表示待测电阻的阻值 操作步骤 闭合开关后 先将单刀双掷开关置于接点1 读出此时电压表的示数及电流表的示数 根据部分电路欧姆定律有 再将置于接点2 读出此时两表的示数及 同理有 由 两式可得 设计方案特点 精度不要求测量工具为理想电表 只要被选为比较对象的定值电阻阻值准确 待测电阻的测量结果就有较高 三 替代法 图中甲 乙两电路分别提供了由电流表或电压表充当监控电表时未知电阻的测量方法 电路中的为保护电阻 为电阻箱 为单刀双掷开关 具体操作步骤如下 闭合开关后 先将置于接点1 分别记下此时电流表的示数I及电压表的示数U 再将置于接点2 并调节电阻箱的阻值 使两表的示数分别与第一次显示的结果相同 这样就以替代的方式直接给出了测量结果 四 补偿法 对伏安法测电阻由于电表内阻影响所造成的误差用此方法消除 电路设计如右图所示 图中为定值电阻 它与电流表内阻共同构成了补偿电阻 为限流电阻 操作步骤 闭合开关后 先将单刀双掷开关置于1 记下此时电压表的示数和电流表的示数 于是有 再将接到2 记下此时两表的示数 于是有 五 半偏法 改进型 用半偏法测电流表及电压表内阻的典型电路分别为甲 乙两图所示 本设计对原电路改进的两项具体措施是 首先在电路中增设了对电路进行监控的电流表及电压表 的量程应分别大于A V的量程 其次是取消了对滑动变阻器的阻值在测量过程中不允许改变的限制条件 说明 操作步骤 闭合开关后 在断开的条件下调节使电流表A满偏 同时记下此时另一电流表的示数 闭合开关 并通过调节的阻值 使电流表A半偏 而电流表的示数仍与第一次相同 此时的阻值应比第一次时略大 这就保证干路电流不变的条件下 使电阻箱和电流表A各分到了满偏电流的一半 于是电阻箱的示数就等于电流表的内阻 即 对乙图操作步骤 先在闭合开关条件下调节使电压表满偏 同时记下另一电压表的示数 然后断开并通过调节的阻值 使电压表V半偏 而电压表的示数仍与第一次相同 同理有 欧姆表 1 构造 如图所示 欧姆表由电流表G 电池 调零电阻R 刻度盘和红黑表笔组成 欧姆表内部 电流表 电池 调零电阻串联 外部 接被测电阻Rx 2 工作原理 闭合电路的欧姆定律 I I I 可根据Rx与 的对应关系得到Rx的值 3 刻度的标定 红黑表笔短接 被测电阻Rx 0 时 调节调零电阻R 使I Ig 使电流表的指针达到满偏这一过程叫欧姆表调零 3 刻度的标定 红黑表笔短接 被测电阻Rx 0 时 调节调零电阻R 使I Ig 使电流表的指针达到满偏 这一过程叫欧姆表调零 当I Ig时Rx 0 在满偏电流Ig处标为 0 当I 0时Rx 在I 0处标为 当I 时 Rx Rg R r 此电阻值也叫中值电阻R中 Rg R r 在I 处 盘正中央 标为 R中 一般地 I 时 刻度值为Rx 注 欧姆表的表盘刻度不均匀 而电压表和电流表表盘刻度是均匀的 4 使用 欧姆表是多用电表其中一个功能 步骤 根据被测电阻的大致值 将选择开关旋转到欧姆挡相应的倍率上 选取挡位的根据是以测量时指针尽可能达半偏为宜 调零 红黑表笔短接 调节调零旋钮 测量 注意 a 不要用手接触电阻的引线 b 若发现指针偏角太大 用倍率较小的挡 若发现指针偏角太小