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在电子维修中,经常需要测量电阻的阻值。一般广泛使用万用表测量,但测量结果有一定误差。如果需要精确测量,可以使用电桥测量。因为维修中很少用到电桥,所以万用表测量不是很准确,但也足够了。

欧姆表测量电阻1。欧姆表的结构和原理

其结构如图1所示。它由三部分组成:G是电流计,内阻为Rg,全偏置电流为Ig。r是可变电阻,也叫调零电阻。电池电动势为E,内阻为r。

欧姆电阻测量的原理是基于闭合电路的欧姆定律。当红色和黑色探针连接到待测电阻Rx时,根据闭合电路欧姆定律可知:

I=E/(R Rg Rx R)=E/(R=E/(R内Rx)

从电流的表达式可以看出,虽然通过检流计的电流与待测电阻不成正比,但存在一一对应关系,即通过测量相应的电流就可以计算出相应的电阻,这就是欧姆表测电阻的基本原理。

2.使用注意事项:

(1)欧姆表的指针偏转角越大,被测电阻的电阻值越小,所以它的刻度正好与电流表、电压表的刻度相反,即左边大,右边小;电流表和电压表的刻度是均匀的,而欧姆表的刻度是不均匀的,左边密,右边稀。这是因为电流和电阻不是正比,也不是反比。

(2)万用表上的红色和黑色端子表示+和-极。黑笔接电池正极,红笔接电池负极。电流总是从红笔流入,从黑笔流出。

(3)测量电阻时,每个档位都应归零。

(4)测量时,指针应尽可能靠近满刻度的中心。(一般在中间标度的1/3区域)

(5)测量时,被测电阻应与电源和其他元件断开。

(6)测量时,不能双手同时触摸探头,因为人体是电阻。使用后,将选择开关设置在远离欧姆档的位置,一般将其转到交流电压的最高档或OFF档。

伏安电阻测量1。原理:根据某些电路的欧姆定律。

2.控制电路的选择

有两种控制电路:

一个是限流电路(如图2所示);

另一个是分压电路。(图3)

(1)限流电路将电源和可变电阻串联起来,通过改变电阻的阻值来改变电路的电流,但电流的变化有一定的范围。其优点是节能;通常,当两个控制电路都可以选择时,限流电路是优选的。

(2)分压电路将电源和可变电阻的总值串联起来,然后从可变电阻的两端引出导线。如图3所示,其输出电压由AP之间的电阻决定,因此其输出电压的范围可以从零变化到接近电源的电动势。在以下三种情况下,必须使用分压电路:

要求从零开始改变测量值或在坐标图中画一条线。

滑动变阻器的总值远小于被测电阻的电阻值。

电流表和电压表的量程小于电路中的电压和电流。

3.测量电路由于电压表和电流表的阻值不同,有两种测量电路:内部电流表和外部电流表。

(1)内部和外部电流表的电路图分别如图4和图5所示。

(2)电流表内外接线方式的选择,

当RV、RA和待测电阻RX的近似电阻值已知时

(3)误差分析:

内部计时误差由电流表分压引起,其测量值过大,即R测量> R真;

外部时间误差是电压表的分流造成的,其测量值太小,即R测量

4.伏安法测电阻电路的改进

图7和图8所示的两个电阻测量电路可以

方法二:如果只用一个电压表,且要求只接一次电路,则可以用图4所示的电路测量未知Rx的电阻。

具体方法是先合上S1,读出电压表的指示为U1,然后同时合上S1和S2,读出电压表的指示为U2。根据测得的电压值U1、U2和恒值电阻的电阻值R0计算电阻的阻值。

rx的值可以根据分压公式计算:

方法三:如果只用一个电压表,电路只能接一次,则可以用图5所示的电路测量未知Rx的电阻。

具体方法是先将滑动变阻器的滑动P调至B端,合上开关,记下电压表达式数字U1;将滑动变阻器的滑块P调节到端子A,并记下电压表达式U2。根据测得的电压值U1、U2和恒值电阻的电阻值R0,可以计算出Rx的值:

上述方法需要测量两次电压,所以也叫“伏伏法”;根据给定的设备,有一个电压表和一个电阻值已知的电阻R0,所以也叫“电压电阻法”

只用电流表,不用电压表方法一:如果只用一个电流表,可以用图6所示的电路测量未知Rx的电阻。电流表依次测量流经R0和RX的电流,分别为I0和IX。根据测得的电流值I0和IX以及定值电阻的电阻值R0,可以根据分流公式计算出RX值,如下所示

方法二:未知Rx的电阻也可以用图7所示的实验电路测量。首先合上开关S1,读电流表指示为I1,然后打开S1,合上S2,读电流表指示为I2。根据测得的电流值I1和I2以及定值电阻的电阻值r0计算出电流值。

rx的值可以根据分流公式计算:

方法三:如果只用一个电流表,且要求只接一次电路,也可以用图8所示的电路测量未知Rx的电阻。

具体方法是先合上开关S1,读出电流表指示为I1,然后同时合上S1和S2,读出电流表指示为I2。根据测得的电流值i1和I2以及定值电阻器的电阻值r0来计算电流值。

计算过程如下:假设电源电压为U,只有S1闭合时,根据欧姆定律U=I (Rx R)的变形公式,可得U=I1(Rx+R0);当S1和S2同时闭合时,R0短路,于是有:u=i2rx 。

方法四:如果只用一个电流表,且要求只接一次电路,也可以用图9所示的电路测量未知Rx的电阻。

具体方法:将滑动变阻器的滑动P调至A端,读出电流表指示为IA,再将滑动变阻器的滑动P调至B端,读出电流表指示为IB。根据测量的电流值IA和IB以及恒定值电阻器的电阻值rab来计算电流值。rx的值也可以这样计算:

上述方法需要测量两次电流,所以也叫“安安法”;根据给定的设备,有一个电流表和一个电阻值已知的电阻R0,所以也叫“阻抗法”。总之,伏安法测电阻的基本原理是测量电阻两端的电压和流过电阻的电流。在没有设备(电流表或电压表)的情况下,我们可以间接获得电压值或电流值,仍然可以测出电阻的电阻值。所以在复习实验时要特别注意对原理的理解,这是实验设计的基础。

等价替换法1。等效替代法是使通过被测电阻的电流(或电压)等于测量时通过电阻箱的电流(或电压)。如图十三,将SPDT开关转到A,合上S1,调节R,使电流表读数为I0,保持R不动,将SPDT开关转到B,调节R0,使电流表读数为I0,则电阻箱的读数即为被测电阻值。

2.测量原理:图14是用电压表完成的一个实验。学生自己分析测量原理。

3.注:主要部件是电阻箱和SPDT开关。dotte中有一个分压控制电路

测量电阻的公式计算法公式计算法主要是应用串并联电路的特性和整个电路的知识来分析和求待测电阻的值。图15为测量电阻Rx的电路,其中Rx为待测电阻,R为保护电阻,其阻值未知,R1为已知定值电阻,电源电动势E未知,S1和S2为单刀双掷开关,A为电流表,不考虑其内阻。

(1)测量Rx的步骤如下:S2接近d,S1接近a,记录电流表读数I1,然后S2接近c,S1接近b,记录电流表读数I2。

(2)计算Rx的公式为

解析:当S2接D,S1接A时,Rx的电压Rx=I1Rx。

当S2接C,S1接B,在不改变电阻r的情况下,R1上的电压U1=I2R2为Ux=U1

所以I1Rx=I2R1,

通过桥式电路1测量电阻。原理:如图9所示的电路称为桥式电路。一般电流表是有电流的,但是满足一定条件,电流表就不会有电流了。这时候就叫桥式平衡。

电桥平衡时,图中A点和B点的电位相等,所以电路结构可以看做:R1R2和R3R4串联后并联;或者R1R3和R2R4分别并联后再串联。

电桥平衡条件:R1R4=R2R3(自己推导)

测量方法如图10所示。连接电路,取R1和R2为固定电阻,R3为可变电阻箱(可直接读取数值),Rx为被测电阻。调节R3使检流计读数为零,应用平衡条件求Rx。

半偏法测量电阻1。测量电流表内阻的半偏法

(1)测量方法:电流表半偏法测量电阻的电路图如图11所示。r是滑动变阻器,R0是电阻箱,G是被测电流表的内阻。实验中,先合上S1,断开S2,调整R使检流计指针全偏;再次关闭S2,调整R0,使检流计的读数为满刻度的一半。此时电阻箱的数值就是检流计的内阻。(注:实验前,变阻器的阻值应放在最大位置;调整R0,r不动)

(2)测量原理:当S2打开时,将电流表设置为满偏置电流。

因为R Rg,R R,所以IgE/R,S2闭合时,R0和Rg并联,并联后的总电阻为R

(3)设备选择:由上述原理可知,S2是开放的和封闭的,假设R RG 时,主干道上的电流近似认为是恒定的,因此,实验设备的选择应满足

电源的电动势越大越好,R越大越好。

典型例子1。有一个电阻Rx,电阻值看不清楚。应测量其电阻值。

(1)小明按图12电路图连接电路,检查无误后合上开关S。观察到电压表的读数为1.6V,电流表的读数如图13所示,因此通过电阻Rx的电流为_ _ _ _ A,Rx的电阻为_ _ _ _ 。

(2)图14是本实验中小虎连接的物理示意图。请指出三个错误或不足之处。

分析及解决方法:(1)读取电压表、电流表时,先看端子找到对应的量程,找出分数值,再根据指针的位置读取。图B中根据接线柱,按照0 ~ 0.6a的范围读数,对应的分度值为0.02A,则读数为0.2A 0.02A6=0.32A

(2)电路的误差一般是电流表、电压表和滑动变阻器的接线错误。先看电流表。它是串联的。诚然,从图B看测量范围也是如此,但电流是从负极端子流入的,这是不正确的。再看滑片变阻器,接线方法明显不对,这样滑片的最大电阻为

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