实验六 高阻计法测定高分子材料的体积电阻率和表面电阻率共18页
实验6 聚合物电阻的测定
实验6 聚合物电阻的测定一、实验目的1. 了解聚合物体积电阻和表面电阻的物理意义；2. 掌握ZC36型超高电阻计的使用方法。
二、实验原理聚合物的导电性，通常用与尺寸无关的体积电阻率（ρv）和表面电阻率（ρs）来表示。
体积电阻率ρv表示聚合物截面积为1cm2和厚1cm的单位体积对电流的阻抗。
ρv=R v S/h （1）式中，R v为体积电阻；S为测量电极的面积；h为试样的厚度。
表面电阻率ρs表示聚合物长1cm和宽1cm的单位表面对电流的阻抗。
ρs＝R s L/b （2）式中，R s为表面电阻；L为平行电极的长；b为平行电极间距。
电导率是电阻率的倒数。
电导是表征物体导电能力的物理量。
它是在电场作用下，物体中的载流子移动的现象。
高分子是由许多原子以共价键连接起来的，分子中没有自由电子，也没有可流动的自由离子（除高分子电解质含有离子外），所以它是优良的绝缘材料，其导电能力极低。
一般认为，聚合物的主要导电因素是由杂质所引起，称为杂质电导。
但也有某些具有特殊结构的聚合物呈现半导体的性质，如聚乙炔、聚乙烯基咔唑等。
当聚合物被加于直流电压时，流经聚合物的电流最初随时间而衰减，最后趋于平稳。
其中包括了3种电流，即瞬时充电电流、吸收电流和漏导电流（见图1）。
充电电流时间图1 流经聚合物的电流（1）瞬时充电电流是聚合物在加上电场的瞬间，电子、原子被极化而产生的位移电流，以及试样的纯电容性充电电流。
其特点是瞬时性，开始很大，很快就下降到可以忽略的地步。
（2）吸收电流是经聚合物的内部，且随时间而减小的电流。
它存在的时间大约几秒到几十分钟。
吸收电流产生的原因较复杂，可能是偶极子的极化、空间电荷效应和界面极化等作用的结果。
（3）漏导电流是通过聚合物的恒稳电流，其特点是不随时间变化。
通常是由杂质作为载流子而引起。
由于吸收电流的存在，在测定电阻（电流）时，要统一规定读取数值的时间（1min）。
另外，在测定中，通过改变电场方向反复测量，取平均值，以尽量消除电场方向对吸收电流的影响所引起的误差。
聚合物体积电阻系数和表面电阻系数的测定-高分子物理-实验15-17
实验十五聚合物的体积电阻系数和表面电阻系数的测定一、实验目的1．掌握聚合物体积电阻系数和表面电阻系数的测试方法；2．比较极性与非极性聚合物的电阻系数数值范围。
二、实验原理材料的导电性是由于其内部存在传递电流的自由电荷，即载流子，在外加电场作用下，这些载流子作定向移动，形成电流。
导电性优劣与材料所含载流子的数量、运动速度有关。
常用电阻系数（电阻率）ρ或电导系数（电导率）σ表征材料的导电性，它们是一些宏观物理量，而载流子浓度和迁移率则是表征材料导电性的微观物理量。
大量高聚物是作为绝缘材料使用的，但具有特殊结构的高聚物可能成为半导体、导体，甚至人们提出了超导体的模型。
决定高聚物导电性的因素有化学结构、分子量、凝聚态结构、杂质以及环境（温度、湿度等）等。
饱和的非极性高聚物具有很好的电绝缘性能，理论上计算它们的电阻系数可达到1023欧姆·米，而实测值要小几个数量级，说明高聚物中除自身结构以外的因素（如残留的催化剂、各种添加剂等）对导电性能产生了不小的影响。
极性高聚物的电绝缘性次之，微量的本征解离产生导电离子，此外，残留的催化剂、各种添加剂等都可以提供导电离子。
而一些共轭高聚物如聚乙炔则可制成半导体材料，这是由于主链上π轨道相互交叠，π电子有较高的迁移率。
但是它们的导电性实际并不高，原因是受到电子成对的影响，电子成对后，只占有一个轨道，空出另一个轨道，两个轨道能量不同，电子迁移时必须越过轨道间的能级差，这样就限制了电子的迁移，材料导电率下降。
采用掺杂方法可以减小能级差，电子迁移速率提高。
Heeger（黑格，美国)、 MacDiarmid（麦克迪尔米德，美国）以及白川英树（日本）就成功地完成了用溴、碘掺杂聚乙炔，没有掺杂时聚乙炔的电导率为3.2X10-6Ω-1•cm-1，掺杂后竟达到了38Ω-1•cm-1，提高了1000万倍，接近金属铝和铜的电导率。
并且在发现聚乙炔的导电性后，黑格发现聚乙炔的磁性、电学、光学性质都异常。
高分子性能测试-电学性能
高分子性能测试第六章其他性能6.3电性能试验高分子材料由于其优异的电学性能，在电子和电工技术上得到极为广泛的应用高分子材料的电学性能是指它术上得到极为广泛的应用。
高分子材料的电学性能是指它们在外加电压或电场的作用下的行为以及表现出来的各种物理现象，包括在交变电场中的介电性质，在弱电场中的导电性能，在强电场中的击穿现象以及发生在高聚物表面的静电现象等。
高分子材料电学性质往往非常灵敏地反映材料内部结构的变化和分子运动状况，因而能作为力学性变能测量的补充。
电性能试验方法种类：电阻率测定、介电强度测定、介电常数和介质损耗角正切测定、耐电弧测定强度测定介电常数和介质损耗角正切测定耐电弧测定等。
6.3电性能试验电阻率电阻率是用来表示物质电阻特性的物理量电阻率是用来表示物质电阻特性的物理量。
某种材料制成米横截面积是平方米在常某种材料制成的长1米、横截面积是1平方毫米的在常温下（20℃时）导线的电阻，叫做这种材料的电阻率导体体积电阻率低于106Ω•cm，半导体在106-109Ω•cm，缘体则高于绝缘体则高于109Ω•cm塑料材料决大多数为绝缘体。
6.3电性能试验6.3.1电阻率测定体积１体积电阻Rν和表面电阻Rｓ：通过试样的总漏电流I是体积漏电流Iv与表面漏电流Is之和：I Iv+Is >R U/(Iv+Is)I=Iv+Is=>R=U/(Iv+Is)加于绝缘材料电极上的直流电压U与施加电压一定时间后的稳态体积漏电流定时间后的稳态体积漏电流Iv之比称为体积电阻Rv：Rv=U/IvR U/I同样表面电阻Rs=U/IsRv和Rs是并联在一起，所以1/R=1/Rv+1/Rs.6.3电性能试验6.3.1电阻率测定2定义体积电阻：在试样的相对两表面上放置的两电极间所加直流电压与流过两个电极之间的稳态电流之商；该电流不包括沿材料表面的电流。
在两电极间可能形成的极化忽略不计。
体积电阻率：在绝缘材料里面的直流电场强度与稳态电流密度之商，即单位体积内的体积电阻。
高分子材料的表面电阻与体积电阻的测定
实验报告：高分子材料的表面电阻与体积电阻的测定一、实验目的加深理解表面电阻率PS与体积电阻率p v的物理意义，掌握超高电阻测试仪的使用。
二、实验原理大多数高分子材料的固有电绝缘性质已长期被利用来约束和保护电流，使它沿着选定的途径在导体中流动，或用来支持很高的电场，以免发生电击穿。
高分子材料的电阻率范围超过20个数量级，耐压高达100万伏以上。
加上其他优良的化学、物理和加工性能，为满足所需要的综合性能指标提供了广泛的选择余地。
可以说，今天的电子电工技术离不开高分子材料。
高分子的电学性质是指高分子在外加电压或电场作用下的行为及其所表现出来的各种物理现象，包括在交变电场中的界电性质，在弱电场中的导电性质，在强电场中的击穿现象以及发生在高分子表面的静电现象。
随着科学技术的发展，特别是在尖端科学领域里，对高分子材料的电学性能指标，提出了越来越高的要求。
高分子半导体、光导体、超导体和永磁体的探索，已取得了不同程度的进展。
高分子材料的电性能往往相当灵敏地反映出材料内部结构的变化和分子运动状况，电性能测试是研究高分子的结构和分子运动的一种有力手段。
材料的导电性是用电阻率p （单位：欧•米）或电导率（7 （单位：欧-1•米）来表示的。
两者互为倒数，并且都与试样的尺寸无关，而只决定于材料的性质。
工程上习惯将材料根据导电性质粗略地分为超导体、导体、半导体和绝缘体四类。
表1材料导电性质及电阻率范围在一般高分子中，特别是那些主要由杂质解离提供载流子的高分子中，载流子的浓度很低，对其他性质的影响可以忽略，但对高绝缘材料电导率的影响是不可忽视的。
在高分子的导电性表征中，需要分别表示高分子表面与体内的不同导电性，常常采用表面电阻率p s与体积电阻p v率来表示。
在提到电阻率而又没有特别指明的地方通常就是指体积电阻率。
将平板试样放在两电极之间，施于两电极上的直流电压和流过电极间试样表面上的电流之比，为表面电阻；施于两电极上的直流电压和流过电极间试样的体积内的电流之比为体积电阻。
高分子物理实验
高分子物理实验李丽陈国文袭建人编写山东大学〔南校区〕材料工程学院、材料科学系2006、03、01目录实验一偏光显微镜法观察聚合物的结晶形态 (2)实验二激光小角散射法测聚合物的球晶 (4)实验三相差显微镜法观察共混物的构造形态 (7)实验四粘度法测定高聚物的分子量 (9)实验五高聚物熔融指数的测定 (13)试验六高分子材料的电阻值的测定 (15)实验七应力——应变曲线实验 (17)附：塑料冲击试验 (23)附录一：电位记录仪Y轴负荷值标定的操作 (36)附录二：电位记录仪X轴形变值标定的操作 (37)实验一偏光显微镜观察聚合物的结晶形态用偏光显微镜研究聚合物的结晶形态是一种简便而实用的方法。
众所周知，随着结晶条件的不同，聚合物的结晶，可以具有不同的形态，如：单晶、球晶、纤维晶及伸直链晶体等，熔体冷却结晶或浓溶液中析出结晶体时，聚合物倾向于生成球状多晶聚集物，称为球晶，球晶可以长得很大，直径甚至可达厘米数量级，对于几微米以上的球晶，用普通的偏光显微镜可以进展观察。
结晶高聚物的使用性能，如：光学透明性、冲击强度等，与材料内部的结晶形态、晶粒大小及完善程度有亲密的联络，因此，对于聚合物的结晶形态的研究具有重要的理论和实际意义。
一、目的要求1、理解偏光显微镜的构造及使用方法；2、学惯用熔融法制备高聚合物球晶；3、观察聚丙烯的结晶形态，估算聚丙烯球晶大小；二、原理球晶的根本构造单元是具有折叠构造的片厚度在100A 左右。
许多这样的晶片从一个中心〔晶核〕向四面八方生长，开展成为一个球状聚集体。
图1-1 球晶内晶片的排列与分子链取向图1-2 球晶中双折射示意图图1-1示意地说明球晶中分子链是垂直球晶半径的方向排列的。
分子链的取向排列使球晶在光学性质上是各向异性的，即在平行于分子链和垂直于分子链的方向上有不同的折光率。
在正交偏光显微晶下观察时，在分子链平行于起偏镜或检偏镜或检偏镜的方向上将产生消光现象。
呈现出球晶特有的黑十字消光图案〔称为Maltase 十字〕。
实验六 高阻计法测定高分子材料的体积电阻率和表面电阻率共17页
实验步骤
2 接通电源,合上电源开关,电源指示灯亮，仪器预 热10min。
实验目的
1. 掌握高分子材料体积电阻率和表面电阻率的测 试方法；
2. 了解电学测试中标准样的制备； 3. 学会材料电学性能测试常用仪器——高阻计的
基本操作； 4. 了解高分子材料产生电导的物理本质及特点； 5. 掌握影响高分子材料电阻率的主要因素。
实验原理
• 仪器：
ZC36型高阻计外观图
实验原理
• 本实验仪器一般情况下不能用来测量一端 接地试样的绝缘电阻。
• 每完成一个试样的测试后，务必先将方式 选择开关拨向放电位置，几分钟后方可取 出试样，以免受测试系统电容中残余电荷 的电击。
安全提示
• 在进行体积电阻和表面电阻测量时，应先测体积 电阻再测表面电阻，反之由于材料被极化而影响 体积电阻。当材料连续多次测量后容易产生极化， 会使测量工作无法进行下去，这时须停止对这种 材料测试，置于净处8h-10h后再测量或者放在 无水酒精内清洗，烘干，等冷却后再进行测量。
• 测试时,人体不能触及仪器的高压输出端及其连 接物,以防高压触电危险.同时仪器高压端也不能 碰地,避免造成高压短路。
思考题
• 试样尺寸大小对测试结果有何影响？ • 高分子的电阻率温度依赖关系与金属的有
何不同?为什么？ • 高分子的分子结构和聚集态结构与材料的
体积电阻率和表面电阻率之间有何关系？
谢谢！
实验步骤
结束时，先关闭总电源，取出试样，并将 面板上各开关恢复到测试前的位置。
高阻计
高阻计法测定高分子材料体积电阻率和表面电阻率高分子材料的电学性能是指在外加电场作用下材料所表现出来的介电性能、导电性能、电击穿性质以及与其他材料接触、摩擦时所引起的表面静电性质等。
最基本的是电导性能和介电性能，前者包括电导(电导率γ，电阻率ρ=1/γ)和电气强度(击穿强度Eb)；后者包括极化(介电常数εr)和介质损耗(损耗因数tg δ)。
共四个基本参数。
种类繁多的高分子材料的电学性能是丰富多彩的。
就导电性而言，高分子材料可以是绝缘体、半导体和导体，如表1所示。
多数聚合物材料具有卓越的电绝缘性能，其电阻率高、介电损耗小，电击穿强度高，加之又具有良好的力学性能、耐化学腐蚀性及易成型加工性能，使它比其他绝缘材料具有更大实用价值，已成为电气工业不可或缺的材料。
高分子绝缘材料必须具有足够的绝缘电阻。
绝缘电阻决定于体积电阻与表面电阻。
由于温度、湿度对体积电阻率和表面电阻率有很大影响，为满足工作条件下对绝缘电阻的要求，必须知道体积电阻率与表面电阻率随温度、湿度的变化。
表1 各种材料的电阻率范围材料电阻率(Ω·m) 材料电阻率(Ω·m)超导体导体≤10-810-8～10-5 半导体绝缘体10-5～107 107～1018除了控制材料的质量外，测量材料的体积电阻率还可用来考核材料的均匀性、检测影响材料电性能的微量杂质的存在。
当有可以利用的相关数据时，绝缘电阻或电阻率的测量可以用来指示绝缘材料在其他方面的性能，例如介质击穿、损耗因数、含湿量、固化程度、老化等。
表2为高分子材料的电学性能及其研究的意义。
表2 高分子材料的电学性能及测量的意义电学性能电导性能①电导（电导率γ，电阻率ρ=1/γ）②电气强度（击穿强度Eb）介电性能③极化（介电常数εr）④介电损耗（损耗因数tanδ）测量的意义实际意义①电容器要求材料介电损耗小，介电常数大，电气强度高。
②仪表的绝缘要求材料电阻率和电气强度高，介电损耗低。
③高频电子材料要求高频、超高频绝缘。
实验5比体积电阻、比表面电阻的测定(精)
实验5 比体积电阻、比表面电阻的测定一、 实验目的1、加深理解比体积电阻、比表面电阻的物理意义。
2、掌握绝缘电阻测试仪（高阻计）的使用方法。
二、实验原理将平板状试样放在两电极之间，施于两电极上的直流电压和流过电极间试样表面层上的电流之比，称为表面电阻Rs 。
若试样长度为1厘米，两电极间的试样宽度为1厘米，则这时的Rs 就是该试样的比表面电阻ρs ，单位为欧姆。
同理，施于两电圾上的直流电压和流过电极间试样体积内的电流之比，称为体积电阻Rv 。
若试样厚度为1厘米，测量电极面积为1平方厘米，则这时的Rv 值即为该试洋的比体积电阻ρv ，单位为欧姆·厘米。
通常，在提到“比电阻”而又没有特别注明的时候就是指ρv 。
ρs 和ρv 一般用绝缘电阻测试仪（超高阻仪）法和检流计法测定。
绝缘电阻测试仪的主要原理如图所示。
测试时，被测试样Rx 与高阻抗直流放大器的输入电阻R 0串联，并跨接于直流高压测试电源上。
放大器将其输入电阻R 0上的分压信号经放大后输出给指示仪表CB ，由指示仪表可直接读出Rx 值。
本实验计算公式如下：1、 Rv = 0U U R 0 2、ρv = Rvt Ae 3、Ae =4π(d1+g)2 = 21.237(cm 2) 式中： Rv — 体积电阻t — 被测试样厚度（cm ）d1 — 测量电极直径（5cm ）g — 测量电极与保护电极间隙（0.2cm ）4、ρs = Rs ϕπ25、φ = ln12d d 式中： d1 —— 测量电极直径(5cm)d2 —— 保护电极(环电极)内径(5.4cm)三、实验设备、用具及试样1、 绝缘电阻测试仪2、 酚醛树脂标准试样2块，规格：100×100×2mm四、实验步骤1、照仪器面板，熟悉各开关、旋钮。
2、将体积电阻-表面电阻转换开关指在所需位置：当指在Rv 时，高压电圾加上测试电压，保护电极接地；当指在Rs 时，保护电极加上测试电压，高压电极接地，如图：3、校正高阻仪的灵敏度．4、将被测试祥用导线(屏蔽线)接至Rx 测试端钮。
超高电阻、电阻率和绝缘材料的精确测量
超高电阻、电阻率和绝缘材料的精确测量橡胶、塑料、电木等，作为绝缘材料，在我们的电子和电力产品设计时必不可少。
但不知您想过没有，您选择的材料的电阻性能到底怎么样，在各种工作场景或温度情况下，其电阻或电阻率有多大，是否能满足产品的设计要求？如下表所示，金属和合金的电阻率都很小；而电木、橡胶的电阻率都很大。
在供电、输电线路中，为了减小损耗，要选用铜、铝等低电阻率的材料制作导线；外层绝缘部分又要选用橡胶等高电阻率的材料。
几种常用材料20℃时的电阻率☟材料ρ(Ω·m)材料ρ(Ω·m)银 1.65x10⁻8镍铬合金 1.0x10-6铜 1.75x10⁻8碳 3.5x10-5铝 2.83x10-8硅 2.3x103铁9.78x10-8电木1010~1014锰铜合金 4.4x10-7橡胶1013~1016很多工程师，在验证材料的电阻特性时，可能首先会想到用数字万用表。
但即便是我们最高性能的六位半数字万用表，其测量电阻的最高量程，只有1GΩ。
但我们设计中采样的绝缘材料，随随便便都超高1GΩ！测量大电阻，为啥如此之难呢？如何测量TΩ甚至PΩ的电阻呢？肯定是利用欧姆定律电阻测量时，通常是用施加电流激励，测量电阻端的电压，按照欧姆定律就可以获得电阻值，如测量100KΩ的电阻，10uA电流激励下，测量1V电压。
但是，如果0.1TΩ的被测电阻，依然施加10uA电流，请问电压是多少伏呢？10 uA x 0.1TΩ = 1MV这个电压值是否会让工程师感到恐怖！因此，高阻测量时，采用电压激励，测量电流值的方法。
传统的万用表，已经无法胜任，需要动用皮安计和高阻计，例如是德科技的B2985B。
在测量0.1TΩ的电阻时，它可以施加最高1000V的电压，而电流测量分辨率是0.01fA！其电阻测量能力可以达到10PΩ级，即1016级别！2985B 皮安计和高阻计B2985B 实测100GΩ电阻对于绝缘体或高阻来说，材料的电阻率往往比电阻值本身更受关注。
高密度电阻率法实验报告
工程物探实验报告实验一：高密度电阻率法勘探班级：姓名：学号：贵州理工学院资源与环境工程学院2017年11月1 实验目的了解电阻率法（高密度电阻率法）的方法原理、野外工作布置及装置形式；掌握高密度电阻率法数据的采集、处理和解释，熟练操作高密度电阻率法软件。
2 高密度电阻率法原理高密度电阻率法属于直流电阻率法的范畴，它是在常规电法勘探基础上发展起来的一种勘探方法，仍然是以岩土体的电性差异为基础，研究在施加电场的作用下，地下传导电流的变化分布规律。
相对于传统电法而言，高密度电阻率法其特点是信息量大。
利用程控电极转换器，由微机控制选择供电电极和测量电极，实现了高效率的数据采集，可以快速采集到大量原始数据。
具有观测精度高、数据采集量大、地质信息丰富、生产效率高等特点。
一次布极可以完成纵、横向二维勘探过程，既能反映地下某一深度沿水平方向岩土体的电性变化，同时又能提供地层岩性沿纵向的电性变化情况，具备电剖面法和电测深法两种方法的综合探测能力。
该观测系统包括数据的采集和资料处理两部分，现场测量时，只需将全部电极设置在一定间隔的测点上，测点密度远较常规电阻率法大，一般从1m~10m。
然后用多芯电缆将其连接到程控式多路电极转换开关上，电极转换开关是一种由单片机控制的电极自动换接装置，它可以根据需要自动进行电极装置形式、极距及测点的转换。
测量信号由电极转换开关送入微机工程电测仪，并将测量结果依次存入随机存储器。
将数据回放送入微机，便可按给定程序对数据进行处理。
高密度电阻率法现场工作时是在预先选定的测线和测点上，同时布置几十乃至上百个电极，然后用多芯电缆将它们连接到特制的电极转换装置，电极转换装置将这些电极组合成指定的电极装置和电极距，进而用自动电测仪，快速完成多种电极装置和多电极距在观测剖面的多个测点上的电阻率法观测。
再配上相应的数据处理、成图和解释软件，便可及时完成给定的地质勘查任务。
高密度电阻率法的探测深度随着供电电极距的增大而增大，当隔离系数 n 逐次增大时电极距也逐次增大，对地下深部介质的反映能力亦逐步增加。
电阻率和表面电阻率
高阻计法测定高分子材料体积电阻率和表面电阻率2010年03月07日10:37 admins 学习时间：20分钟评论 0条高分子材料的电学性能是指在外加电场作用下材料所表现出来的介电性能、导电性能、电击穿性质以及与其他材料接触、摩擦时所引起的表面静电性质等。
最基本的是电导性能和介电性能，前者包括电导(电导率γ，电阻率ρ=1/γ)和电气强度(击穿强度Eb)；后者包括极化(介电常数εr)和介质损耗(损耗因数tg δ)。
共四个基本参数。
种类繁多的高分子材料的电学性能是丰富多彩的。
就导电性而言，高分子材料可以是绝缘体、半导体和导体，如表1所示。
多数聚合物材料具有卓越的电绝缘性能，其电阻率高、介电损耗小，电击穿强度高，加之又具有良好的力学性能、耐化学腐蚀性及易成型加工性能，使它比其他绝缘材料具有更大实用价值，已成为电气工业不可或缺的材料。
高分子绝缘材料必须具有足够的绝缘电阻。
绝缘电阻决定于体积电阻与表面电阻。
由于温度、湿度对体积电阻率和表面电阻率有很大影响，为满足工作条件下对绝缘电阻的要求，必须知道体积电阻率与表面电阻率随温度、湿度的变化。
表1 各种材料的电阻率范围材料电阻率(Ω·m) 材料电阻率(Ω·m)超导体导体≤10-810-8～10-5 半导体绝缘体10-5～107 107～1018除了控制材料的质量外，测量材料的体积电阻率还可用来考核材料的均匀性、检测影响材料电性能的微量杂质的存在。
当有可以利用的相关数据时，绝缘电阻或电阻率的测量可以用来指示绝缘材料在其他方面的性能，例如介质击穿、损耗因数、含湿量、固化程度、老化等。
表2为高分子材料的电学性能及其研究的意义。
表2 高分子材料的电学性能及测量的意义电学性能电导性能①电导（电导率γ，电阻率ρ=1/γ）②电气强度（击穿强度Eb）介电性能③极化（介电常数εr）④介电损耗（损耗因数tanδ）测量的意义实际意义①电容器要求材料介电损耗小，介电常数大，电气强度高。
高电阻率测量
充电电流
瞬时充电电流
吸收电流
由于吸收电流的存在， 电流达到稳定值一般 需要一分钟时间，因 此，在测定电阻(电流) 时，要统一规定读取 数值的时间(1min)。
漏导电流
图3 流经绝缘体的电流
时间
实验设备
ZC36型高阻计
该仪器是一种直流式的超高电阻计和微电流两用仪器。仪 器的最高量限电阻值1017Ω，微电流10-14A微电流。 适用对绝缘材料、电工产品、电子设备以及元件的绝缘电 阻测量和高阻兆欧电阻的测量，也可用于微电流测量。
1
2
3
4
5
MΩ μ A
+
13 6 7 8 9 10 11 12 14 15 16 17
图 4 ZC36型10 17 Ω超高电阻10－14A微电流测试仪面板
1－指示表；2－倍率选择开关；3－测试电压选择开关；4－“＋”、“－”极性开关； 5－“放电、测试”开关， 6－输入端钮；7－接地端钮；8－高压端钮（红色）； 9－“输入短路开关”；10－“0、∞”旋钮；11－满度调整旋钮；12－电源开关； 13－指示灯；14－测量端；15－接地端；16－高压端；17－Rs、Rv旋钮。
将倍率开关由×102位置转至“满度”位置，把“输入短路”开关下拨至“开 路”，这时指针应从“∞”位置指向“满度”，即“1”位置。如果偏离，则调节 “满度”电位器，使之刚好到“满度”。
五、测试
1、试样放入
2、测试过程
选择测试类 型。Rv体 积电阻，Rs 表面电阻， 选择电压开 关。从低压 10V开始。
了解影响测试结果的主要因素。
实验原理
材料的导电性能
表1 各种材料的电阻率范围
材料 导体 半导体 电阻率(Ω·m) ≤10-5 10-5～107
(完整版)最牛高中物理实验电阻测量方法归纳与总结
高中物理电阻丈量方法概括总结说明：本文概括并整理了电阻的丈量各样方法，这些方法都是全体物理教师集体智慧的结晶，希望能使学生对高中物理电学知识的学习有所帮助，同时感谢那些为无私奉献，愿意分享的物理教师！电阻丈量向来是高中物理电学实验中的重头戏，高中物理教材中编排的电学实验对电阻的丈量只是给出了一个大体的框架，实质上电阻的丈量方法好多，认识并掌握电阻的丈量方法能够使学生对电学知识的理解更为深刻和透辟。
一、基本方法 ----- 伏安法（ V-A 法）伏安法丈量电阻主要波及丈量电路的选择，控制电路的选择和实验器械的选择。
1、原理：依据部分电路欧姆定律。
2、控制电路的选择控制电路有两种：一种是限流电路（如图 1）；另一种是分压电路。
（如图 2）（1）限流电路是将电源和可变电阻串连，经过改变电阻的阻值，以达到改变电路的电流，但电流的改变是有必定范围的。
其长处是节俭能量；一般在两种控制电路都能够选择的时候，优先考虑限流电路。
图 1 （2）分压电路是将电源和可变电阻的总值串连起来，再从可变电阻的两个接线柱引出导线。
如图 2，其输出电压由 ap 之间的电阻决定，这样其输出电压的范围能够从零开始变化到靠近于电源的电动势。
在以下三种状况下，必定要使用分压电路：① 要求丈量数值从零开始变化或在座标图中画出图线。
② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。
③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。
3、丈量电路因为伏特表、安培表存在电阻，所以丈量电路有两种：即电流表内接和电流表外接。
（ 1）电流表内接和电流表外接的电路图分别见图 3、图 4（ 2）电流表内、外接法的选择，①、已知 R V、 R A及待测电阻R X的大概阻值时能够利用相对偏差判断若R X＞R V，采纳内接法，R X＜R V，采纳外接法R A R X R A R X②不知 R V、 R A及待测电阻R X，采纳试试法，见图5，当电压表的一端分别接在a、b 两点时，如电流表示数有显然变化，用内接法；电压表示数有显然变化，用外接法。
测量电阻率的实验报告
测量电阻率的实验报告一、实验目的1、掌握测量电阻率的基本原理和方法。
2、学会使用相关仪器测量电阻和长度等物理量。
3、加深对电阻定律的理解，并通过实验数据计算材料的电阻率。
二、实验原理电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。
某种材料制成的长为 L、横截面积为 S 的导体的电阻 R 为：R ＝ρ×（L/S)其中，ρ 就是电阻率。
电阻率的倒数为电导率。
在本实验中，我们通过测量一段金属丝的电阻 R、长度 L 和横截面积 S，来计算其电阻率ρ。
电阻的测量采用伏安法，即通过测量金属丝两端的电压 U 和通过金属丝的电流 I，根据欧姆定律 R ＝ U ／ I 计算电阻。
金属丝的长度 L 使用毫米刻度尺直接测量。
金属丝的横截面积 S 由其直径 d 计算得出，S ＝π×（d/2)²，直径 d 使用螺旋测微器测量。
三、实验器材1、直流电源（输出电压可调）2、电流表（量程 0 06 A，0 3 A）3、电压表（量程 0 3 V，0 15 V）4、滑动变阻器（阻值范围0 20 Ω）5、开关6、待测金属丝7、毫米刻度尺8、螺旋测微器9、导线若干四、实验步骤1、用螺旋测微器在金属丝的不同部位测量其直径，共测量 5 次，记录测量数据，并计算平均值。
2、按照电路图连接实验电路。
将电源、开关、滑动变阻器、电流表、待测金属丝串联起来，电压表并联在待测金属丝两端。
注意电表的量程选择和正负接线柱的连接。
3、闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表和电压表的示数在合适的范围内，记录此时电压表和电流表的示数 U1 和 I1。
4、改变滑动变阻器的阻值，再次测量并记录多组电压表和电流表的示数 U2、I2，U3、I3，……5、用毫米刻度尺测量金属丝的长度，测量 3 次，记录数据并计算平均值。
6、断开开关，整理实验器材。
五、实验数据记录与处理1、金属丝直径的测量｜测量次数｜ 1 ｜ 2 ｜ 3 ｜ 4 ｜ 5 ｜平均值｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜直径 d（mm）｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜2、金属丝长度的测量｜测量次数｜ 1 ｜ 2 ｜ 3 ｜平均值｜｜｜｜｜｜｜｜长度 L（mm）｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜3、电阻的测量｜测量次数｜ 1 ｜ 2 ｜ 3 ｜ 4 ｜ 5 ｜｜｜｜｜｜｜｜｜电压 U（V）｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜｜电流 I（A）｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜根据欧姆定律 R ＝ U ／ I ，计算出每次测量的电阻值，并求出平均值 R 平均。
高聚物的体积与表面电阻
a、 测体积电阻系数：
图1
v ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱv
电极面积近似计算可采用：
S d
S
式中 D0 r1 r2 电极面积精确计算可采用：
D02
4
(1
2 2 ) DD0
S
式中 d [
D02
4
(1
g ln cosh( )] 4 d
2
【实验分析】
本实验先后几组均没有得到理想数据。而且大家都测定了 PC 的数据，实验结果也不尽 相同。 而 PP 则更是千差万别， 但是大家测量 PP 时电流均衰减到了 0。 PP 的表面本身不平， 放在台上时存在接触问题。如果有接触不良情况，本身就不导电的 PP 就更不可能测出电阻 了。单凭那个重块还不足以把 PP 片压平。 再者，由于电流已经到了-14 量级，任何轻微的干扰都可能让示数不准。实验时我敲了 一下桌子，指针就突然向右偏转了好多。可见本实验需要十分精密的操作，影响因素太多。
6.
注意事项
1. 2. 3. 换接试样时须关掉高压和短路输入开关； 操作高阻计旋钮时应小心，不要使高阻计超量程； 本实验在测 Rv 时电极面积可采用近似计算法。
7. 8.
实验条件
干温度计 26.6℃，湿温度计 19.7℃，相对湿度 41%。
实验数据
当在仪器上加聚丙烯试样时，电流值衰减到 0，电阻无穷大，未能测出。以下实验所用 试样为掺杂碳纳米管的 PC。
8.1. PC 表面电阻测量 测试电压 250V，量程 102 μA 。
表 1.PC 表面电阻实验数据 时间/s 15 30 45 60 90 120 180 210
PC表 面 电 阻 系 数 测 量 31 30.8 30.6 30.4 30.2
聚合物体积电阻系数和表面电阻系数的测定-高分子物理-实验15-17
实验十五聚合物的体积电阻系数和表面电阻系数的测定一、实验目的1．掌握聚合物体积电阻系数和表面电阻系数的测试方法；2．比较极性与非极性聚合物的电阻系数数值范围。
二、实验原理材料的导电性是由于其内部存在传递电流的自由电荷，即载流子，在外加电场作用下，这些载流子作定向移动，形成电流。
导电性优劣与材料所含载流子的数量、运动速度有关。
常用电阻系数（电阻率）ρ或电导系数（电导率）σ表征材料的导电性，它们是一些宏观物理量，而载流子浓度和迁移率则是表征材料导电性的微观物理量。
大量高聚物是作为绝缘材料使用的，但具有特殊结构的高聚物可能成为半导体、导体，甚至人们提出了超导体的模型。
决定高聚物导电性的因素有化学结构、分子量、凝聚态结构、杂质以及环境（温度、湿度等）等。
饱和的非极性高聚物具有很好的电绝缘性能，理论上计算它们的电阻系数可达到1023欧姆·米，而实测值要小几个数量级，说明高聚物中除自身结构以外的因素（如残留的催化剂、各种添加剂等）对导电性能产生了不小的影响。
极性高聚物的电绝缘性次之，微量的本征解离产生导电离子，此外，残留的催化剂、各种添加剂等都可以提供导电离子。
而一些共轭高聚物如聚乙炔则可制成半导体材料，这是由于主链上π轨道相互交叠，π电子有较高的迁移率。
但是它们的导电性实际并不高，原因是受到电子成对的影响，电子成对后，只占有一个轨道，空出另一个轨道，两个轨道能量不同，电子迁移时必须越过轨道间的能级差，这样就限制了电子的迁移，材料导电率下降。
采用掺杂方法可以减小能级差，电子迁移速率提高。
Heeger（黑格，美国)、 MacDiarmid（麦克迪尔米德，美国）以及白川英树（日本）就成功地完成了用溴、碘掺杂聚乙炔，没有掺杂时聚乙炔的电导率为3.2X10-6Ω-1•cm-1，掺杂后竟达到了38Ω-1•cm-1，提高了1000万倍，接近金属铝和铜的电导率。
并且在发现聚乙炔的导电性后，黑格发现聚乙炔的磁性、电学、光学性质都异常。
高分子材料专业实验-电性能
电性能一、介电强度和耐电压实验1.实验目的○1.了解测定高分子材料介电强度和耐电压值的基本原理○2.掌握高分子材料材料介电强度和耐电压值的测定方法2.实验原理本方法是用连续均匀升压或者逐级升压的方法，对试样施加交流电压，直至击穿，测出击穿电压值，计算试样的介电强度，用迅速升压的方法，将电压升到规定值，保持一定的时间试样不击穿，记录电压值和时间，即为此试样的耐电压值，以千伏和分表示。
本方法适用于固体电工绝缘材料如绝缘漆、树脂和胶、浸渍纤维制品、层压制品、云母及其制品、塑料、薄膜复合制品、陶瓷和玻璃等在工频电压下击穿电压，介电强度和耐电压值的测试。
对有些绝缘材料如橡胶以及橡胶制品，薄膜等的上述性能实验，可按照有关标准或者参考本标准进行。
3.实验试样本次实验采用多型腔圆片模具注塑成型的高密度聚乙烯圆片试样，试样尺寸直径为120mm，试样外观：表面要平整、均匀、没有裂纹、气泡和机械等缺陷试样数量：不得少于3个4.实验设备轻型高压实验变压器YDQ10/100放电球隙测压器规格Φ100M/m (泸州试验变压器厂) 1台球形电极游标卡尺1条5.实验操作①按连续均匀开压法，先安装好式样，即将HDPE圆片放在2球中间夹住；②通过变压器控制器连续升压，直到听到击穿的声响，电压表指针所指最大值即为击穿电压。
6.实验结果7.思考讨论1.用不同的试样制备方法所得试样测试结果有何不同？为什么？答：用不同的试样制备方法制得的试样，其均匀性密度及杂质含量会有所不同，而这些都会使击穿电压发生变化。
2试样中的含水量对测定结果有何影响？答：由于水未及性分子在交变电场作用下十分活跃，会加速试样的击穿，也就是说降低试样的介电强度。
含水率越大，水份越多，能明显增加高聚物导电的极性杂质。
3.实验条件对实验有何影响？如何影响？答：在较低温度段下的升高，一方面使聚合物的粒度降低，极性链的活动增强，导电能力增加，击穿强度降低；另一方面，在较高的温度段下，分子热运动加剧，对偶极转动干扰增加，使极化减弱，导电能力下降，击穿强度增大。
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39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
实验六 高阻计法测定高分子材料的体 积电阻率和表面电阻率
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观ห้องสมุดไป่ตู้成 功的第 三要素 。