电阻测量方法大全

电阻测量方法大全

一、滑动变阻器两种电路接法的选择

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.

（一）、电学实验中电路和器材的选择

①基本原则：

安全——不损坏实验器材；

精确——尽可能减小实验误差；

方便——在保证实验正常进行的前提下，选用的电路和器材应便于操作，读得的数据便于处理。

②实验器材的选取：

a 电源允许的最大电流要大于电路中的实际电流。

b 用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流。

c 电压表和电流表的量程不能小于被测电压和电流的最大值。

d 电压表和电流表的指针应指到满偏刻度三分之二的位置左右。

(二)、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

R0，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

（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.

(三)、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R0接近或R L略小于R0，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.

下面举例说明：例一电阻额定功率为W，阻值不详.用欧姆表粗测其阻值约为40 k Ω.现有下列仪表元件，试设计适当的电路，选择合适的元件，较精确地测定其阻值.

①电流表，量程0～300 μA，内阻150 Ω；②电流表，量程0～1000 μA，内阻

45 Ω；③电压表，量程0～3 V，内阻6 kΩ；④电压表，量程0～15 V，内阻30 kΩ；

⑤电压表，量程0～50 V，内阻100 kΩ；⑥干电池两节，每节电动势为V；

⑦直流稳压电源，输出电压6 V，额定电流3 A；⑧直流电源，输出电压24 V，额定电流A；⑨直流电源，输出电压100 V，额定电流A；⑩滑动变阻器，0～50 Ω，3 W；○11滑动变阻器，0～2 kΩ，1 W；○12电键一只，连接导线足量.

分析：由于现有器材中有电流表和电压表，故初步确定用伏安法测定此电阻的阻值.又因待测电阻为一大电阻，其估计阻值比现有电压表的内阻大或相近，故应该采用电流表内接法.由于现有滑动变阻器最大阻值比待测电阻小得多，因此，若用滑动变阻器调节待测电阻的电流和电压，只能采用分压接法，如图（否则变阻器不能实现灵敏调节）.为了确定各仪表、元件的量程和规格，首先对待测电阻的额定电压和电流作出估算：最大电流为Im＝500μA；最大电压Um＝20 V.由于实验中的电流和电压可以小于而不能超过待测电阻的额定电流和额定电压，现有两个电流表内阻相近，由内阻所引起的系统误差相近，而量程0~1000 μA接入电路时，只能在指针半偏转以下读数，引起的偶然误差较大，故选用量程为0~300 μΑ的电流表.这样选用电流表后，待测电阻上的最大实际电压约为3×10－4×40×103 V＝12 V，故应选用量程为15 V的电压表，由于在图中所示

的电路中，要实现变阻器在较大范围内灵敏调节，电源电压应比待测电阻的最大实际电压高，故电源应选输出电压为24 V 一种（其额定电流也远大于电路中的最大实际电流，故可用）.

关于变阻器的选择，由于采用分压接法，全部电源电压加在变阻器上.若是把0~50 Ω的变阻器接入电路，其上的最小电流（对应于待测电路断开）约为24／50 A ＝ A ，最小功率约为×50 W ＝ W ，远大于其额定功率；而0~2 k Ω的变阻器接入电路，其最大电流（对应于滑动键靠近图中变阻器A 端）约为并联电路总电流 A ，小于其额定电流 A.故应选0~2 k Ω的变阻器

二、测量电阻方法

1.伏安法测电阻

(1)原理:部分电路欧姆定律 (2)电流表外接法,如图1所示 ①V V x V

A V A V

x U R R U

＝＝＋－，测量值偏小。 ②系统误差原因:伏特表V 分流

③适用于测量小阻值电阻.因为R X 越小,V 分流越小,误差越小 (3)电流表内接法,如图2所示.

图1

图2

①V V A

A x A A

U U U R R R >R I I 测真－＝

＝＋＝，测量值偏大。 ②系统误差原因:安培表A 分压

③适用于测大阻值电阻,因为R X 越大,A 分压越小,误差越小 (4)内、外接法的选用方法

①在知道R X ,R V ,R A 的大约值时,可用估算法.

x A

V x

R R

V x

R R >R R 时,选内接法 ②在不知道R X ,R V ,R A 大约值时,可用试触法,如图3所示.

触头分别接触a 、b:

如V 变化大,说明A 分压大,应选外接法；如A 变化大,说明V 分流大,应选内接法.

【例3】(1)某同学欲测一电阻R X (阻值约300Ω)的阻值,可供选择的仪器有:

图3

图4

电流表A 1:量程10mA; 电流表A 2:量程; 电压表V 1:量程3V; 电压表V 2:量程15V; 电源电动势为.

该同学先按图4接好电路,闭合S1后把开关S2拨至A 时发现两电表指针偏转的角度都在满偏的4/5处;再把开关S2拨至b 时发现.其中一个电表的指针偏角几乎不变,另一个电表指针偏转到满偏3/4处,则该同学在实验中所选电压表的量程为______,所选电流表的量程为______R X 的测量值为________.

(2)如果已知上述电压表的内阻R V 和电流表的内阻R A ,对S 2分别拨至a 和b 两组测量电路(电压表和电流表测量值分别用U 1,U 2,I 1,I 2表示),则计算电阻R X 的表达式分别为________、_________(用测量值和给出的电表内阻表示).

[解析]电路的最大电流I m =E/R X =15mA, R X 上最大电压不超过,则电压表选用3V 量程,而电流表选用10mA 量程, S 2由a 拨至b 时V 示数会增大一些,A 示数减小一些,由题干知:V 示数几乎不变,而A 指针偏转至满偏3/4处,则A 分压小,选内接法误差小, R X 测量值为:V

x -3A 4

3V U 5

R =

==3203I 1010A

4

⨯Ω⨯⨯ [答案](1)3V 10mA 320Ω (2) S 2拨至a 时,1

x 11V

U R =

U I -R S 2拨至b 时,22A

x 2

U -I R R =

I