伏安法测电阻的思路和方法

登筮　经逝２ＱＱ　生复１　翅　珊嬲　伏安法测电阻的思路和方法　张文科　（内蒙古包头市第九中学，内蒙古包头０１４０００）　摘　要：电阻６々测量是生产中经常碰到６々具体问题，不仅涉及电路设计与原理。体现产品６々创新能　力，电学仪表及变阻器供电电路６寺选择能力，还可以体现企业６々综合竞争６々能力。本文着重介绍了测量　电阻６寺一种基本方法——“伏安法”测电阻６々思路和方法。　关键词：伏安法；实验器材；电路选择　中图分类号：Ｇ４２４．４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７－－６９２１（２００６）１８—０１３４—０２　１明确实验原理　首先根据生产的目的和要求．确定设计的原理。　测电阻的办法很多，如欧姆法、半值法、替代法等．测　量方法不同原理也不同。所以首先确定原理。伏安法　测电阻的原理是欧姆定律。　２确定生产方法　根据电学原理。确定一个合理而有效的生产方　法。在电学实验中就是表现为选择一个合理的线路　并作出原理图。这一过程由以内外接的选择和滑动　变阻器的连接方式的确定最为复杂。　２．１确定安培表是内接还是外接　到最小程度，必须考虑安培表应用内接法．还是外接　法好，而选择条件是：当被测电阻Ｒｘ＞＞ＲＡ时．采　用内接法，而当Ｒｘ＜＜ＲＶ时采用外接法：有时也　用“毛估”的方法：当Ｒｖ／Ｒｘ明显大于Ｒｘ／ＲＡ时．　采用外接法；而当Ｒｖ／Ｒｘ明显小于Ｒｘ／Ｒａ时。采用　内接法；理论和实验证明，更为精确的是：当Ｒｘ＜　√Ｒａ×Ｒｖ时，即Ｒｘ为小电阻）采用外接法．当Ｒｘ＞　√Ｒａ×Ｒｖ时，（即Ｒｘ为大电阻）则用内接法。当Ｒｘ　＝√Ｒａ×Ｒｖ时内外接都可。　２、２确定滑动变阻器６寺连接方式　安培表和伏特表一般都有电阻。安们将对电路　起分压或分流作用。对测量产生影响．为使影响减小　滑动变阻器连接方式有限流（图Ａ）和分压式　（图Ｂ）两种方式。如下图所示：　…卜—　Ａ　Ｂ　图１滑动变阻器连接示意　限流式连接时，加在用电器两端的电压值可以　或电路中串联的其它电阻阻值。Ｃ．要求回路中某部　在某一值得额定值范围内调节。但不能从０开始调　分电路电流和电压分零开始可连续变化。　节。所以用电器获得的电压变化范围较窄。分流式　３选择生产器材　连接时。加在用电器两端的电压不能调节。只能起分　在确定好方案的基础上。面对给定的大量同种　流作用。分压式连接时。加在用电器上两端的电压　功能的器材，选择出适用的器材。这是实验的基础。　值可在０额定值之间调节。用电器获得的电压变化　选择器材的原则是：安全、精确、节约。　范围大。　３、１　电源６々选择　所以，当要有较大的用电器电流（电压）输出范　围时。应选用分压式电路。再如伏特表或安培表改　装后的校对电路。滑动变阻器都应采用分压式连接。　另外。所选用的接法应保证电路器件安全工作．　不会出现电表超量程。用电器超额功率的状态。　正因为如此。一般情况下较多采用限流式电路。　由上述可知。在下列三种情况下。必须选择分压式连　电动势的大小选择应适当。过高会损坏仪器．过　低则不能满足实验要求。　３．２测量仪表６々选择　在确定好实验方法的前提下，选择测量仪表。首　先应“估算”。流过安培表的最大电流和降落在电压　表两端的最大电压。仪表的选择应以不超过电流表　和电压表的量程为首要条件。　接。ａ、题目所提供的实验仪器、电表量程或电阻的　最大允许电流不够。ｂ．变阻器电阻远小于被测电阻　在给定的安培表和伏特表都不超过量程的情况　下。应进一步考虑误差。根据误差理论和仪器的规　收稿日期：２００６—０３—１５　・　１３４　・　维普资讯 http://www.cqvip.com

一￡赫　黼　格。安培表的伏特表的准确等级一般都是２．５级，而　且刻度均匀，不同示值的绝对误差相同，都为满度值　脚　的２．５％．那么示值的相对误差＝满度值×２．５％／　示值。可见：示值越大．相对误差越小，所以测量时应　鼢～繁　～　使安培表和伏特表的读数尽可能靠近满度值。　３．３滑动变阻器的选择　应以不超过变阻允许通过的最大电流为提提。　如果给定的变阻器接入电路都不超过其允许通过的　量大电流．则应根据具体情况进一步确定：如采用限　流电路．滑动变阻器的阻值应比用电器的阻值略大　或差不多。过大。则有效调节的长度太小．调节不方　便；同时电流的变化不平稳。电流值跳跃太大。过小　则不能有效地控制电流。　若采用分压连接。则滑动变阻器的阻值应选阻　值范围给定后，变阻器使用的长度越长．调节越方　便，误差越小。因此。在保证取值足够大的前提下，　变阻器的使用长度与全长的比值应该尽可能大，则　测旦‘时所取的最大阻值应与变阻器的量程接近为　宜。　滑动变阻器的作用是通过滑片移动调节电路中　的电流强度或调节两点间的电压。因不同规格的滑　动变阻器有不同的阻值范围和额定电流。针对不同　的生产要求选用不同规格的滑动变阻器是电学仪器　选择的难点。　考虑安全因素。即比较电路中可能出现的最大　电流与滑动变阻器的额定电流。保证变阻器不被损　坏。　针对不同的连接方式和电路中其它电阻的大小　而选择不同的变阻器，在分压式接法中。变阻器应选　择电阻较小而额定电流较大的；在限流法中。应选用　变阻器的阻值与电路中其它电阻阻值比较接近的滑　动变阻器。　４实物线路连接　除了设计电路和选择器材外，还可能需要对实　物进行连线，那么还需注意凡点：　ａ．连线一般是先串后并。把主干电路连好。即按　照电流的流向从电源的“＋”极出发选定一条电流通　路。依次连接实物直到电源的“一”极为止。再接其　它支路。　ｂ．连接时要注意接线柱的“＋”、“一”级。电表的　量程选择。区别滑动变阻器的接线头和滑动触头。　ｃ．画线时尽量无交叉。画直线．导线接点应尽量　接在接线柱上。　例１：为了测定一个“６Ｖ，３Ｗ”的小电珠，在不同　电压下的功率，所需要的实验器材如图所示．（图略）　已知电流表的内阻可忽略，滑线电阻的阻值为１０　欧，各电表的量程分别为Ａ（０—０．６或０—８Ａ）Ｖ（０　—８Ｖ或０—１５ｖ）测量时要求电珠两端的电压从０　仪开始连续调节。测得多组数据，请按要求画出原理　图和确定器材。　解析：具题义分析可知，虽然未给出伏特表的阻　值，但说明这培表的内阻可忽略，肯定有Ｒｘ／Ｒａ＞　Ｒｖ／：Ｒｘ．则应选取用安培表的内接法。又因测量时　要求小电珠两端的电压从。伏开始连续调节，则滑　运变阻器应采用分压式连接。所以，测量电阻的原　理图为：　又因小电珠的额定电压为６Ｖ，所以伏特表的量程应　选用１５伏。且知电珠的额定电流为０．５安。则安培　皇经渣２　生蓥１　期　珊　国　表应选用０．６安。　图２例１测量电阻原理　例２：用伏安法测量一个定值电阻值的实验所　需的器材规格如下：　待测电阻Ｒ（约为１００欧）　直流毫安表量程０—１０毫安。内阻５０欧　直流电压表（量程０—３伏．内阻５千欧）　直流电源（输出电压４伏，内阻０７＂不计）　滑动变阻器（阻值范围０—１５欧，允许最大电流　为１安）　电键一个，导线若干条，根据器材的规格和实验　要求，在本题的实物图上连线。　解析：Ｒｘ约为１００欧姆，Ｒｖ＝５００欧姆。ＲＡ＝　５０欧姆，则有　ｌ＊ｔｘ＜　。安培表应选用外接法。本题　尽管没有明确暗示用分压式连接，可以是限流式，但　若用限流式连接，Ｉ　＿｝而≈２４ｍＡ，可见超过了给定毫安表的量　程（１０毫安），则不能用限流式，而只能用分压式。　原理图如图所示：　　．一　、　，　Ｉ．　“　／　…ｊ　ｖ　１－　图３例２识４量电阻原理　例３：现有阻值约为２０欧，允许最大的功率为　１．８瓦的电阻。为准确地测出阻值，备有下列器材：　电源ｅ１（１５伏）电源　２（６伏）滑线变阻器Ｒ１（０—　１０欧，０．１安）滑线变阻器Ｒ２（０—２０欧，０．４安）安　培表Ａ１（０—８安）安培表Ａ２（０—０．６安）伏特表Ｖ（０　—６伏）贝４：　ａ．应选用的电源是：——安培表是：——滑　线变阻器是：——　ｂ．依生产要求。画出实验原理图。　解析：据题义可知，待测电阻是小电阻，应用安　培表的外接法，而待特电阻和所给滑动变阻器阴值　差不多。则最好用限流式。原理图如同所示：　．　．　／　图４例３测量电阻原理　因为．用电器电阻Ｒ　２０欧姆，Ｐ～＝１．８瓦特，　则可知用电器能承受的最大电压为Ｕ～＝６伏特，　那么应选用ｅ２（６伏），而不能用ｅ】（１５伏）。又因。待　特电阴允许通过的最大电流为Ｉ一＝０．３安。要使串　联的变阻器能正常工作，则应选Ｒ　（ｏ～２０欧，０．４　安），而不能选用Ｒ　（ｏ～１０欧，０．１安）。　・１３５・