伏安法测电阻专题

伏安法测电阻

一、 伏安法及测量原理

测量原理：用电压表测出电阻两端的电压U ，用电流表测出通过电阻的电流I ，利用部分电路的欧姆定律可以测出电阻的阻值R ，即

这种用伏特表和安培表测量电阻的方法叫伏安法。

二、 伏安法测电阻的两种电路

a) 电流表接在电压表和两接线柱外侧，叫外接法。如图： b) 电流表接在电压表和两接线柱内侧，叫内接法。如图：

三、 伏安法测电阻的误差分析

上面两图中，Rx 为待测电阻，因为电流表、电压表分别有分压、分流作用，因此两种方法测量电阻都有误差。

1、电流表外接法

电压表示数 U V = U R

电流表示数

I A = I R + I V > I R

R 测 = 测量值偏小，适于测量小阻值电阻 。

说明：误差来源于电压表的分流作用，分流越小，误差越小，所以该电路适合测量小电阻，

即Rx 《 R V. .

外接法：

内接法：

2、电流表内接法

电压表示数 U V = U R +U A > U R 电流表示数 I A = I R

R 测 =

A V I U = R A + Rx > R

R

I U = Rx 测量值偏大，适于测量大阻值电阻。

说明：误差来源于电流表的分压作用，分压越少，误差越小，所以该电路适合测量大电阻，

即Rx 》R A .

四、 伏安法测电阻电路的选择 1、直接比较法：

当 Rx 》R A 用内接法。 当 Rx 《 R V. 用外接法。 2、定量判断法

若已知待测电阻的大约值 Rx ，电流表内阻R A 和电压表内阻R V.，则 当Rx>

A v R R (即Rx 为大电阻)用内接法.

当Rx

当Rx=A v R R 时,内、外接法均可。

3、试触法：当Rx 、RA 、Rv 大约值都不清楚时用此法。

如图所示将电压表的一个接线空着，分别轻触电流表的A 、B 接线柱，观察电压表和电流表的示数变化情况。

若电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，即Rx 是一个高值电阻，应选用内接法，接线应接B 测量。

若电压表示数有显著变化，说明电流表的分压作用强，即Rx 是一个低值电阻，应选用外接法，接线应接A 测量

五、小结

六、滑动变阻器的两种连接方式

1、如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R0）对负载R L的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a）电路称为限流接法，图（b）电路称为分压接法．

适用测大电阻

或Rx 》R A .

适用测小电阻

或Rx《 R V

适用条件

R测= R真串R A= R A + Rx R测= R真并R V =

V

X

V

X

R

R

R

R

测量值实质

R A的分压作用

R V的分流作用

误差

原因

R测> R真

R

测

< R

真

I测= I真

I测> I真

U测> U真

U测= U真

误差

分析

R X

Ａ

v

Ａ

v

R X

电路

安培表内接

安培表外接

名称

伏安法测电阻----原理R＝U/I

2、两种电路的比较

分压电路优点：调节范围宽，其次是它的电流，电压都包含了0值且与R 0

无关。

（2）.从方便调节的角度比较

其中，在限流电路中，通R L 的电流I L R 0＞R L 时I L 主要取决于

R 0的变化，当R 0＜R L 时，I L 主要取决于R L ，特别是当R 0<

在分压电路中，并联电路电阻比小的那个还小，当R 0>>R L 时，R 并≈R L ，所以R L 两端电压随R 0增大而增大，几乎不受负载影响。当R L 比R 0小或小很多时，R 并≈R 0这时几乎不受影响，不宜采用分压电路。

归纳为：大负载 R 0>R L 时，分压电路 小负载 R 0

（3）.从两电路连线和节能角度比较

从两电路连线方面看，限流电路简单，分压电路复杂。

从两电路节能方面看，限流电路耗能小（EI L ），分压电路耗能大（E （I L ＋I ap ））。 3、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法

滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取．

（1）下列三种情况必须选用分压式接法

①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法．

②当用电器的电阻R L 远大于滑动变阻器的最大值R 0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法．因为按图（b ）连接时，因R L >>R 0＞R ap ，所以R L 与R ap 的并联值R 并≈R ap ，而整个电路的总阻约为R 0，那么R L 两端电压U L =IR 并=

R U

·R ap ，显然U L ∝R ap ，且R ap 越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作．

③若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过R L 的额定值时，只能采用分压接法．

（2）下列情况可选用限流式接法

①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且R L 与R 0接近或R L 略小于R 0，采用限流式接法．

②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法．

③没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法． 七、伏安法测电阻的实验电路图