电阻测量

电阻测量简介

电阻测量是指利用电流表、电压表达到测量电阻具体阻值的目的。比较常用是伏安法测电阻（具体分为“电流表外接法”和“电流表内接法”），其依据的原理是欧姆定律(R=U/I)。

电阻是基本电参数之一，常在直流条件下测量，也有在交流情况下测量的。工程上常用的电阻范围为10的负七次方～10的负十五次方欧。 在材料研制、基本研究或特殊情况下进行实验时，测量电阻的范围一般扩大到接近零欧至10的负十八次方欧。

电阻测量方法分类

1、直接测量

这是利用专门的测量仪表对电阻进行测量的方法。例如：用万用表欧姆档测量电阻，可以直接读取数据。为了提高测量的准确度也可以采用直流单臂电桥测量电阻，这也属于直接测量。有些小电阻可以用直流双臂电桥进行测量，直接读取数据。阻值在100—1000μΩ的电阻可以用微欧计直接测量。采用兆欧表可以直接测量大电阻，但误差较大。

2、间接测量

当被测量不能直接测量时，可以先测量与被测量有一定函数关系的物理量，然后再按函数关系计算被测量的大小，这种方法称为间接测量。例如，想要测量一盏白炽灯灯泡中钨丝的电阻，但白炽灯在工作时带电，且灯泡中钨丝的电阻随温度变化，我们就无法用万用表直接测量灯泡中钨丝的电阻值。这时，我们可用电压表和电流表分别测量与灯泡中钨丝电阻有一定函数关系的物理量：电压U和电流I，然后根据欧姆定律计算灯泡中钨丝电阻R。

用电压表和电流表测量电阻两端的电压和通过电阻的电流，然后根据欧姆定律计算电阻阻值的间接测量方法，叫伏安法。用伏安法测量电阻时，根据电压表在电路中的位置，测量电路的连接有电压表前接和电压表后接两种方式。

伏安法测量电阻

伏安法测电阻是使用电流表和电压表直接测量导体电阻的常见方法，大致分为两种，电流表内接和电流表外接。用电压表并联来测量电阻两端的电压，用电流表串联来测量电阻通过的电流强度。但由于电表的内阻往往对测量结果有影响，所以这种方法常带来明显的系统误差。

伏安法测电阻有两种接法：外接法和内接法。所谓外接内接，即为电流表接在电压表的外面或里面。

这样，接在外面，测得的是电压表和电阻并联的电流，而电压值是准确的，根据欧姆定律并联时的电流分配与电阻成反比，这种接法适合于测量阻值较小的电阻；接在里面，电流表准确，但电压表测量得到的是电流表和电阻共同的电压，根据欧姆定律，串联时的电压分配与电阻成正比，这种接法适合于测量阻值较大的电阻。

另外，人们为了消除电压表、电流表的影响，还有各种伏安法测电阻的补偿电路，但都需要用到电流计，且电路十分繁琐。

伏安法测电阻虽然精度不很高，但所用的测量仪器比较简单，而且使用也方便。是Z基本的测电阻的方法，测电阻的方法还有替代法、惠斯通电桥法等多种。

欧姆表测电阻

1、欧姆表的结构、原理

它的结构如图1，由三个部件组成：G是内阻为Rg、 满偏电流为Ig的电流计。R是可变电阻，也称调零电阻， 电池的电动势为E，内阻为r。

欧姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的。当红、黑表笔接上待测电阻Rx时，由闭合电路欧姆定律可知：

I = E/（R+Rg+Rx+r）= E/（R内+RX）

由电流的表达式可知：通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比，但存在一一对应的关系，即测出相应的电流，就可算出相应的电阻，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度越大，待测电阻阻值越小，所以它的刻度与电流表、电压表刻度正好相反，即左大右小；电流表、电压表刻度是均匀的，而欧姆表的刻度是不均匀的，左密右稀，这是因为电流和电阻之间并不是正比也不是反比的关系。

（2）多用表上的红黑接线柱，表示＋、－两极。黑表笔接电池的正极，红表笔接电池的负极，电流总是从红笔流入，黑笔流出。

（3）测量电阻时，每一次换档都应该进行调零

（4）测量时，应使指针尽可能在满刻度的ZY附近。（一般在中值刻度的1/3区域）

（5）测量时，被测电阻应和电源、其它的元件断开。

（6）测量时，不能用双手同时接触表笔，因为人体是一个电阻，使用完毕，将选择开关拨离欧姆档，一般旋至交流电压的Zgao档或OFF档。

只用电压表，不用电流表测电阻

1、如果只用一只电压表，用图3所示的电路可以测出未知Ｒｘ的阻值。

具体的作法是先用电压表测出Ｒx两端的电压为Ｕx；再用这只电压表测出定值电阻Ｒ0两端的电压为Ｕ0。根据测得的电压值Ｕx、Ｕ0和定值电阻的阻值Ｒ0，可计算出Ｒｘ的值

2、如果只用一个电压表，并且要求只能连接一次电路，用图4所示的电路可以测出未知Ｒｘ的阻值。

具体的作法是先闭合Ｓ1，读出电压表的示数为Ｕ1，再同时闭合Ｓ1和Ｓ2，读出这时电压表的示数为Ｕ２。根据测得的电压值Ｕ1、Ｕ2和定值电阻的阻值Ｒ0。

根据分压公式可计算出Ｒｘ的值

3、如果只用一个电压表，并且要求只能连接一次电路，可以测出未知Ｒｘ的阻值。

具体的作法是先把滑动变阻器的滑片P调至B端，闭合开关，记下电压表示数Ｕ1；把滑动变阻器的滑片P调至A端，记下电压表示数Ｕ2。根据测得的电压值Ｕ1、Ｕ2和定值电阻的阻值Ｒ0，可计算出Ｒｘ的值。

只用电流表，不用电压表测量电阻

1、如果只用一只电流表，电路可以测出未知Ｒｘ的阻值。

先后用电流表测出通过Ｒ0和Ｒｘ的电流分别为Ｉ0、Ｉx，根据测得的电流值Ｉ0、Ｉx和定值电阻的阻值Ｒ0，根据分流公式可计算出Ｒｘ的值

2、用图7所示的实验电路也可以测出未知Ｒｘ的阻值。

先闭合开关Ｓ１，读出电流表的示数为I1，再断开Ｓ１闭合Ｓ２，读出这时电流表的示数为I2。根据测得的电流值I1、I2和定值电阻的阻值Ｒ0。

3、如果只用一个电流表，并且要求只能连接一次电路，用图8所示的电路也可以测出未知Ｒx的阻值。

具体的作法：是先闭合开关S1，读出电流表的示数为I１，再同时闭合S1、S2，读出这时电流表的示数为I2。根据测得的电流值I１、I2和定值电阻的阻值Ｒ0。

等效替代法测量电阻

1．等效替代法就是在测量电阻的过程中，让通过待测电阻的电流（或电压）和通过电阻箱的电流（或电压）相等。电路如图13，将单刀双掷开关调到a，闭合S1调节R，使安培表读数为I0，保持R不动，将单刀双掷开关打到b，调节R0使安培表读数仍为I0，则电阻箱的读数就是待测电阻的数值。

2．测量原理：图14是用伏特表完成的实验，同学们自己分析测量原理。

3．注意：主要元件为电阻箱和单刀双掷开关。虚线框内可用分压控制电路。

桥式电路测电阻

桥式电路测电阻电路称为桥式电路，一般情况下， 电流计中有电流通过，但满足一定的条件时，电流计中 会没有电流通过，此时，称为电桥平衡。

处于电桥平衡时，图中A、B两点电势相等，因此电路 结构可以看成：R1R2和R3R4分别串联，然后并联；或R1R3和R2R4分别并联，然后再串联。测量方法

如图10，连接电路，取R1、R2为定值电阻， R3为可变电阻箱（能够直接读出数值）， Rx为待测电阻。调节R3，使电流计中的 读数为零，应用平衡条件，求出Rx。