电阻测量论文篇（1）

 

测量电阻是初中物理教学的最重要的实验之一，也是考察学生能力的重要命题热点之一。通过近几年中考试题我们就会发现，测量电阻方法多种多样，其应用的原理和计算方法也不尽相同，而电路图的设计更是灵活多变，如果学生对该部分知识不加以总结、消化的话，就会在做题时容易出错、造成不必要的丢分现象，因此电阻的测量看似简单，实则在教学中常常是学生的弱点，在各种考试中通过对电阻的测量的考察也可以反映出学生对电学基本知识掌握的情况，另外命题者还在不断的推陈出新，用不同的形式对学生进行考察。下面我们就对初中测量电阻的几种常用方法进行一个简单的总结，希望对同学们能有所帮助。

一、初中最基本的测电阻的方法

（1）伏安法测电阻

伏安法测电阻就是用一个电压表和一个电流表来测待测电阻，因为电压表也叫伏特表物理论文，电流表也叫安培表，因此，用电压表和电流表测电阻的方法就叫伏安法测电阻。它的具体方法是：用电流表测量出通过待测电阻Rx的电流I，用电压表测出待测电阻Rx两端的电压U，则可以根据欧姆定律的变形公式R=U/I求出待测电阻的阻值RX。最简单的伏安法测电阻电路设计如图1所示，

用图1的方法虽然简单，也能测出电阻，但是由于只能测一次，因此实验误差较大，为了使测量更准确，实验时我们可以把图1进行改进，在电路中加入滑动变阻器，增加滑动变阻器的目的是用滑动变阻器来调节待测电阻两端的电压，这样我们就可以进行多次测量求出平均值以减小实验误差，改进后的电路设计如图2所示杂志网。伏安法测电阻所遵循的测量原理是欧姆定律，在试验中，滑动变阻器每改变一次位置，就要记一次对应的电压表和电流表的示数，计算一次待测电阻Rx的值。多次测量取平均值，一般测三次。

（2）伏阻法测电阻

伏阻法测电阻是指用电压表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。其原理是欧姆定律和串联电路中的电流关系，如图3就是伏欧法测电阻的电路图，在图3中，先把电压表并联接在已知电阻R0的两端，记下此时电压表的示数U1；然后再把电压表并联接在未知电阻Rx的两端，记下此时电压表的示数U2。根据串联电路中电流处处相等以及欧姆定律的知识有：

I1=I2

即：U1/R0=U2/RX

所以：

另外，如果将单刀双掷开关引入试题，伏阻法测电阻的电路还有图4、图5的接法，和图3比较，图4、图5的电路设计操作简单物理论文，比如，我们可以采用如图5的电路图。当开关掷向1时，电压表测量的是R0两端的电压U0；当开关掷向2时，电压表测量的是RX两端的电压Ux。故有：。同学们可以试一试按图4计算出Rx的值。

（3）安阻法测电阻

安阻法测电阻是指用电流表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。其原理是欧姆定律和并联电路中的电压关系，如图6是安阻法测电阻的电路图，在图6中，我们先把电流表跟已知电阻R0串联，测出通过R0的电流I1；然后再把电流表跟未知电阻Rx串联，测出通过Rx的电流I2。然后根据并联电路中各支路两端的电压相等以及欧姆定律的知识有：

U0=UX

即：I1R0=I2RX

所以：

显然，如果按图6的方法试验，我们就需要采用两次接线，可能有的同学怕多次拆连麻烦的话，那我们还可以将单刀双掷开关引入电路图，这时我们可以采用如图7的电路设计。当开关掷向1时，电压表测量的是R0两端的电流I0；当开关掷向2时，电压表测量的是RX两端的电流Ix杂志网。通过计算就有：。

以上三种测电阻的方法是最简单的测电阻方法，也是必须掌握的方法，大家会吗，除此以外，还有常用的易于学生理解的测电阻的常用方法吗？当然还有：

二、特殊方法测电阻

（1）用电压表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值

或者

用电压表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值，我们也可以采取以下方法：

1.如图8所示，当滑动变阻器的滑片滑至b端时，用电压表测量出Rx两端的电压Ux，当滑动变阻器的滑片滑至a端时，用电压表测量出电源的电压U，根据串联电路的电流关系以及分压原理我们可以得到：。

2.如图9所示，当滑动变阻器的滑片滑至b端时，用电压表测量出电源的电压U，当滑动变阻器的滑片滑至a端时物理论文，用电压表测量出Rx两端的电压Ux，根据串联电路的电流关系以及分压原理我们可以得到：

（2）用电流表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值

如图10所示，当滑动变阻器的滑片滑至b端时，用电流表测量出Rx和R滑串联时的电流I1，当滑动变阻器的滑片滑至a端时，用电流表测量出Rx单独接入电路时的电流I2，因为电源电压不变，可以得到：，故有：。

（3）用等效法测量电阻

如图11所示电路就是用等效法测量电阻的一种实验电路。其中Rx是待测电阻，R是电阻箱（其最大电阻值大于Rx）。其实验步骤简单操作如下：

把开关S闭向2，读出电流表的数值I，再把S闭向1，调节电阻箱，使电流表的读数仍为I不变，则读出电阻箱的数值，即为待测电阻Rx的值。

电阻测量论文篇（2）

1直流电阻测量

1.1测量方法

测量直流电阻是变压器试验中的一个重要项目。通过测量，可以检查出设备的导电回路有无接触不良、焊接不良、线圈故障及接线错误等缺陷。在中、小型变压器的实际测量中，大多采用直流电桥法，当被试线圈的电阻值在1欧以上的一般用单臂电桥测量，1欧以下的则用双臂电桥测量。在使用双臂电桥接线时，电桥的电位桩头要靠近被测电阻，电流桩头要接在电位桩头的上面。测量前，应先估计被测线圈的电阻值，将电桥倍率选钮置于适当位置，将非被测线圈短路并接地，然后打开电源开关充电，待充足电后按下检流计开关，迅速调节测量臂，使检流计指针向检流计刻度中间的零位线方向移动，进行微调，待指针平稳停在零位上时记录电阻值，此时，被测线圈电阻值＝倍率数×测量臂电阻值。测量完毕，先开放检流计按钮，再放开电源开关。

1.2注意事项

在测量过程中，除要严格遵守电气安全规程和设备试验规程外，还要特别注意：

1）在线圈温度稳定的情况下进行测量，要求变压器油箱上、下部的温度之差不超过3℃；

2）由于变压器线圈存有电感，测量时的充电电流不太稳定，一定要在电流稳定后再计数，必要时需采取缩短充电时间的措施；

3）尽量减少试验回路中的导线接触电阻，运行中的变压器分接头常受油膜等污物的影响使其接触不良，一般需切换数次后再测量，以免造成判别错误。

2测量结果分析

2.1规范要求

根据规范要求，三相变压器应测出线间电阻，有中性点引出的变压器，要测出相电阻；带有分接头的线圈，在大修和交接试验时，要测出所有分接头位置的线圈电阻，在小修和预试时，只需测出使用位置上的线圈电阻。由于变压器制造质量、运行单位维修水平、试验人员使用的仪器精度及测量接线方式的不同，测出的三相电阻值也不相同，通常引入如下误差公式进行判别

R％＝［（Rmax－Rmin）/RP］×100％

RP＝（Rab+Rbc+Rac）／3

式中R％――――误差百分数

Rmax――――实测中的最大值（Ω）

Rmin――――实测中的最小值（Ω）

RP――――三相中实测的平均值（Ω）

规范要求，1600KVA以上的变压器，各相线圈的直流电阻值相互间的差别不应大于三相平均值的2％，1600KVA以下的变压器，各相线圈的直流电阻值相互间的差别不应大于三相平均值的4％，线间差别不应大于三相平均值的2％；本次测量值与上次测量值相比较，其变化也不应大于上次测量值的2％。

2.2有关换算

在进行比较分析时，一定要在相同温度下进行，如果温度不同，则要按下式换算至20℃时的电阻值

R20℃＝RtK，K＝（T＋20））/（T＋t）

式中R20℃――――20℃时的直流电阻值（Ω）

Rt――――t℃时的直流电阻值（Ω）

T――――常数（铜导线为234.5，铝导线为225）

t――――测量时的温度

为了确定缺陷所在的相别，对于无中性点引出的三相变压器，还需将测得的线间电阻换算成每相电阻。设三相变压器的可测线间电阻为Rab、Rbc、Rac，每相电阻为Ra、Rb、Rc，当变压器线圈为Y型联接时，相电阻为

Ra＝（Rab＋Rac－Rbc）／2

Rb＝（Rab＋Rbc－Rac）／2

Rc＝（Rac＋Rbc－Rab）／2，如果三相平衡，相电阻等

于0.5倍线电阻；当变压器线圈为型联接，且a连y、b连z、c连x时，Ra＝（Rac－RP）－RabRbc／（Rac－RP）

Rb＝（Rab－RP）－RacRbc／（Rab－RP）

Rc＝（Rbc－RP）－RabRac／（Rbc－RP）

当变压器线圈为型联接，且a连z、b连x、c连y时，

Ra＝（Rab－RP）－RacRbc／（Rab－RP）

电阻测量论文篇（3）

 

电表的反常规用法是近几年高考的热点问题，相对学生来讲也恰恰是一个难点问题。电表的反常规用法一般有这么两种设计方案，其一就是用电流表来测电压，题目里往往把已知确定阻值的电流表当作电压表使用或把一个电流表和一个定值电阻改装为电压表适用；其二就是用电压表来测电流，解题时需要把确定阻值的电压表当作电流表使用。

例1、现有一块灵敏电流表 ，量程为200，内阻约为1000，要精确测出其内阻R1教育学论文教育论文，提供的器材有：

电流表 (量程为1mA，内阻R2=50)；电压表(量程为3V，内阻RV约为3k)；

滑动变阻器R(阻值范围为0~20)；定值电阻R0(阻值R0=100)；

电源E(电动势约为4.5V，内阻很小)；单刀单掷开关S一个，导线若干。

(1)请将上述器材全部用上，设计出合理的便于多次测量的实验电路图，并保证各电表的示数超过其量程的1/3，将电路图画在图示的虚框内。

(2)在所测量的数据中选一组，用测量量和已知量来计算 表的内阻，表达式为R1=I2(R0+R2)/I1，表达式中各符号表示的意义是I1表示 表的示数，I2表示表的示数，R2表示 表的内阻，R0表示定值电阻的阻值毕业论文开题报告。

解析：此题目的本意是要考查学生对伏安法测电阻原理的掌握情况，但是该题目中所给出的电压表量程过大，只能用于保护电路使用。因此没有合适的电压表可以直接利用教育学论文教育论文，这时候我们必须依照伏安法测电阻的基本原理做出适当的改进，将电流表 和定值电阻R0改装成电压表，题目就迎刃而解了。

例2、从下面所给出的器材中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1。要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。

电流表A1(量程100mA，内阻r1约40，待测)

电流表A2(量程50，内阻r2=750)； 电压表V(量程10V，内阻r3=10k)；

电阻R1(阻值约100，作保护电阻用)； 滑动变阻器R2(总阻值约50)

电源E(电动势1.5V，内阻很小)；电键S，导线若干

(1)在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。

(2)若选测量数据中的一组来计算r1，写出所用的表达式并注明式中各符号的意义。

r1=r2I2/ I1 其中I1和I2分别表示A1和 A2的电流。

解析：本题给出了电压表和电流表，若采用下图所示的电路进行测量时教育学论文教育论文，电压表的示数不到满量程的1/20，测量值不准确，因为电表的示数没有接近量程的一半或一半以上。

因此，用上图所示的电路不能较准确的测量A1的内阻。这时候我们可以把已知电阻的电流表A2当做电压表来使用，电流表A2两端的电压可以由其示数和内阻推算出来，A2两端的电压也就是A1两端的电压，这样就可以较准确的测量出A1的内阻了毕业论文开题报告。

例3、使用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900-1000)。电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750；电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500；滑动变阻器R，最大阻值约为100；单刀单掷开关K，导线若干。

(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图。

或

(2)若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示教育学论文教育论文，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx= U1r1 r2/( U2 r1—U1 r2)或(U2—U1 )r1/U1

解析：该题目还是测未知电阻Rx的阻值的，显然本题目并没有给出电流表，我们不难发现本题里面已知两个电压表，而且电压表的内阻都是已知的，用电压表的读数除以本身的内阻就可得到通过自身的电流了，因此，我们完全可以把电压表当电流表来使用。

总而言之，类似的实验都是考查伏安法测电阻的基本原理，只要实验目的明确，充分利用题目所给出的器材，不难找出解题思路。

电阻测量论文篇（4）

【中图分类号】 G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2015）05B-0066-02

为了方便讨论，本文需要对以下讨论涉及的各电学量之间的区别进行必要说明：“电池内阻r”与“内阻的波动值Δr”，“电池内阻r”为某一电池在某种状态下（通电前或通电后某一时刻）其内部各因素对电流的阻碍作用的综合表现，而“内阻的波动值Δr”为某一电池在使用过程中前后某两个状态的内阻之差值，即Δr=r2-r1；类似地，也可以这样区别“电动势E”与“电动势的波动值ΔE”，ΔE=E2-E1。

一、高中物理教学中发现的问题

笔者在涉及多用表内容的教学中，常遇到一些似是而非或说法相左的观点，例子较多，此仅列两例来讨论。

例1 （单选题）在使用多用电表欧姆档测量电阻时，若（D ）

其他选项略。“D.欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略大”，其付带的解释为“欧姆表内的电池使用时间太长，则电池内阻变大，故测量值偏大，故D正确”。

例2 一个多用表的干电池已使用很久了，但转动调零旋钮时，仍可使表针调至零欧姆刻度，这时测量出的电阻值R测与所测电阻的真实值R真相比较，下列说法正确的是（ B）

A.R测=R真 B.R测>R真 C.R测

其附带的解析：“干电池用很久了，电动势E稍变小些，由R中=E/IM 知，R中变小，仍用原来的刻度盘读数，其值偏大，故选项B正确”。

二、存在的疑问

通过以上两例的解释，笔者产生疑问：多用表内置的电池用久了，到底是内阻r增大，还是电动势E略降，或是两种变化都有？笔者请教了几位老教师，所得观点不一：

观点1认为只有电动势E会降，即E旧

观点2认为只有内阻r会增大，即r旧>r新。

观点3认为旧电池电势会降E旧ΔE新。

观点4认为旧电池内阻增大r旧>r新，使用多用电表时旧电池内阻波动Δr也较大，即Δr旧>Δr新。

其他观点：以上观点的组合。

三、实验及分析

为了甄别以上观点的真伪，本文通过实验数据分析并结合多用表欧姆档的电路结构来判定。

1.实验原理及器材

采用新课标下人教版高中物理教材所述的关于测量电源电动势及内阻的实验原理（外推法）和器材。实验电池采用新华牌5号干电池（UM1 R20S 1.5V ）新旧电池各一节，并采用如图-1所示的实验电路图。

2.实验测量四类数据

新电池刚通电时快速测量端路6组电压U和电流I；新电池通电十分钟后测量6组电组电压U和电流I；旧电池刚通电时快速测量端路6组电压U和电流I；旧电池通电十分钟后测量6组电组电压U和电流I，所测得数据如下表所示。

3.数据处理

将所测得的数据，录入EXCEL表格中，利用该软件强大的数据处理功能，进行线性拟合，并显示各图像的函数公式，在同一坐标上分别绘测U-I图四条线 ，结果如下图（图-2）所示：

4.比较分析四条U-I线

（1）关于内阻

由图像及公式知，r新1=0.70Ω、r新2=0.63Ω、r旧1=0.84Ω、r旧2=0.88Ω，四条图线近乎相互平行，内阻都不超出1Ω。新电池内阻波动值Δr新=（0.70-0.63）Ω=0.07Ω，而旧电池的Δr旧=（0.88-0.84）Ω=0.04Ω，内阻波动值相差不大（绝对值）。

新电池变为旧电池后其内阻r变化也不明显，同种状态下旧电池的内阻略大（如r新1=0.70Ω>r旧1=0.84Ω）。新、旧电池都不存在测量过程中内阻明显波动（Δr很小）。考虑到使用多用表测电阻时一般操作时间很短（远少于10分钟），与其他因素相比，Δr造成的测量误差可忽略不计。

（2）关于电动势

新电池未长时通电状态下所测得的动势最高，为E新1=1.50V，与铭牌所标值1.5V相同，但通电10分钟后再测得的电动势小了些，为E新2=1.45V，有一定的波动值ΔE新=E新1-E新2=0.05V。旧电池未长时通电时测得的电动势为E旧1=1.35V，与新电池标称值1.5V有0.15V的差值，看来与新电池比，旧电池的电动势略降无疑；旧电池通电10分钟后，所测得电动势为E旧2=1.27V，与未长时通电状态下测得的1.35V相比波动了ΔE旧=0.08V，旧电池的电动势波动值更明显（ΔE新=0.05V < ΔE旧=0.08V）。

（3）实验可得结论

无论新旧电池，在使用过程中内阻都有微小波动，但与欧姆表内电路的总电阻（几十到几千欧以上）相比可以忽略不计；电动势也有一定的波动，新电池波动百分比P新=ΔE新/E新=0.05/1.50=3.3%，旧电池波动P旧=ΔE旧/E旧=0.08/1.35=5.9%。众所周知，指针式多用表的欧姆表盘刻度是按新电池的电学量设计（电动势E0给定），所以多用电表内置电池的电动势变化对电表的测量误差有较大影响，特别是旧电池，其电动势E

四、问题回顾

例1中的说法“在使用多用电表的欧姆档测量电阻时，欧姆表内的电池使用时间太长，则电池内阻变大，故测量值偏大”显然与实际不符。由表欧姆档的电路简化图（如图-3）可知。

表头的满偏电流为，中值电阻为R中=Rg+r+R，设当表头指针正对欧姆表盘的中间刻度时接入红黑两表笔间的被测电阻为Rx，显然Rx=R中，若电池内阻r增大Δr， 例1的说法就误认为（偏大）。实际上多用表欧姆调零时，是通改变R值来实现表头的电流总是Ig，当电池内阻增大为时，调节电阻接入电路的阻值可调为，欧姆调零时表头电流仍保持不变，虽然电池内阻增大但测量的仍不变。

通过对例1的讨论可断定：假设电动势E不变，仅电池内阻增大Δr，完全可通过调节R变幅来消除Δr的影响，只要Δr没有超出R的调节范围，欧姆表仍可正常使用。

再论例2：既然电池内阻r变化，对测量Rx没有影响，再来看电池电动势E影响如何？

电阻测量论文篇（5）

中图分类号：TM85 文献标识码：A

1 前言

变压器的绕组绝缘电阻测量，包括吸收比、极化指数的测量，在电气设备预防性试验以及交接试验中有着及其重要的地位，通过试验容易发现变压器绕组的贯穿性受潮、整体绝缘老化等缺陷。但是，当前在变压器绕组绝缘电阻的测量（包括吸收比、极化指数的测量），特别是大型的、高电压等级的变压器的测量中遇到的主要问题是：（1）对于双绕组变压器，通过常规测量方法只能测量出低压绕组对高压绕组及地的绝缘电阻、高压绕组对低压绕组及地的绝缘电阻、高压绕组及低压绕组对地的绝缘电阻，不能测量具体的高压绕组对地的绝缘电阻、高压绕组对低压绕组的绝缘电阻、低压绕组对地的绝缘电阻。（2）对于三绕组变压器，通过常规量试方法只能测量出低压绕组对高压绕组中压绕组及地的绝缘电阻、中压绕组对高压绕组低压绕组及地的绝缘电阻、高压绕组对中压绕组低压绕组及地的绝缘电阻、高压绕组中压绕组对低压绕组及地的绝缘电阻、高压绕组低压绕组对中压绕组及地的绝缘电阻、高压绕组中压绕组低压绕组对地的绝缘电阻，不能测量具体的高压绕组对地的绝缘电阻、中压绕组对地的绝缘电阻、低压绕组对地的绝缘电阻、高压绕组对中压绕组的绝缘电阻、高压绕组对低压绕组的绝缘电阻、中压绕组对低压绕组的绝缘电阻。针对以上两个问题，本文通过列出方程组，理论计算出每个重要部位具体的绝缘电阻，为以后能够对变压器存在绝缘缺陷的部位进行定位诊断提供理论依据。

2 基本概念的解析

2.1 绝缘电阻

绝缘电阻是指在绝缘体的临界电压下，加于试品上的直流电压与流过试品德泄漏电流（或称电导电流）之比，即：

2.2 绝缘的吸收比

由于电介质中存在着吸收现象，在实际应用上把加压60秒测量的绝缘电阻值与加压15秒测量的绝缘电阻值的比值，称为吸收比，即

2.3 绝缘的极化指数

对于吸收过程较长的大容量设备，如大型变压器、长电缆等等，有时用吸收比值尚不足以反映绝缘介质的电流吸收全过程。为了更好地判断绝缘是否受潮，可采用较长时间的绝缘电阻比值进行衡量，称为绝缘的极化指数，即：

3 变压器绕组绝缘电阻测量结果的理论计算分析

3.1双绕组变压器绕组绝缘电阻测量结果的理论计算分析

（1）测量双绕组绝缘电阻时，应依次测量各绕组对地和其他绕组间的绝缘电阻值。测量时，被测绕组各引线端均应短接在一起，其余非被测绕组皆短路接地。双绕组变压器绕组绝缘电阻的测量顺序及位置如下。

（2）测量一：被测绕组为低压绕组，对应接地位置为外壳及高压绕组，对应测量结果为低压绕组对高压绕组及地R1。

（3）测量二：被测绕组为高压绕组及低压绕组，对应接地位置为外壳，对应测量结果为高压绕组及低压绕组对地R3。

（4）测量三：被测绕组为高压绕组，对应接地位置为外壳及低压绕组，对应测量结果为高压绕组对低压绕组及地R2。

双绕组变压器的内部结构等效图如图1所示。图中R10为高压绕组对外壳及地的绝缘电阻； R12为高压绕组对低压绕组的绝缘电阻； R20为低压绕组对外壳及地的绝缘电阻。

根据等效图，列出三个电导方程式：

解方程得：

（公式3.1）

通过以上结果的理论计算分析，能够具体确定高压绕组对外壳及地的绝缘电阻值R10； 高压绕组对低压绕组的绝缘电阻值R12；低压绕组对外壳及地的绝缘电阻R20；从而有助于进一步判断分析究竟是变压器内部哪个具体部位之间的绝缘存在缺陷，对变压器存在绝缘缺陷的部位进行定位诊断提供理论依据。

3.2三绕组变压器绕组绝缘电阻测量结果的理论计算分析

（1）测量三绕组绝缘电阻时，也应依次测量各绕组对地和其他绕组间的绝缘电阻值。测量时，被测绕组各引线端均应短接在一起，其余非被测绕组皆短路接地。三绕组变压器绕组绝缘电阻的测量顺序及位置如下：

1）测量一：被测绕组为低压绕组，对应接地位置为外壳、高压绕组及中压绕组，对应测量结果为低压绕组对高压绕组、中压绕组及地R1。

2）测量二：被测绕组为中压绕组，对应接地位置为外壳、高压绕组及低压绕组，对应测量结果为中压绕组对高压绕组、低压绕组及地R2。

3）测量三：被测绕组为高压绕组，对应接地位置为外壳、中压绕组及低压绕组，对应测量结果为高压绕组对中压绕组、低压绕组及地R3。

4）测量四：被测绕组为高压绕组及中压绕组，对应接地位置为外壳及低压绕组，对应测量结果为高压绕组、中压绕组对低压绕组及地R4。

5）测量五：被测绕组为高压绕组及低压绕组，对应接地位置为外壳及中压绕组，对应测量结果为高压绕组、低压绕组对中压绕组及地R5。

6）测量六：被测绕组为高压绕组、中压绕组及低压绕组，对应接地位置为外壳，对应测量结果为高压绕组、中压绕组及低压绕组对地R6。

（2）三绕组变压器的内部结构等效图如图2所示，图中R10为高压绕组对外壳及地的绝缘电阻； R12为高压绕组对中压绕组的绝缘电阻； R13为高压绕组对低压绕组的绝缘电阻；R20为中压绕组对外壳及地的绝缘电阻；R23为中压绕组对低压绕组的绝缘电阻；R30为低压绕组对外壳及地的绝缘电阻。

（3）根据等效图，列出六个电导方程式：

解方程得：

（公式3.2）

通过以上结果的理论计算分析，能够具体确定高压绕组对外壳及地的绝缘电阻值R10；高压绕组对中压绕组的绝缘电阻值R12；高压绕组对低压绕组的绝缘电阻值R13；中压绕组对外壳及地的绝缘电阻值R20；中压绕组对低压绕组的绝缘电阻值R23；低压绕组对外壳及地的绝缘电阻值R30；从而有助于进一步判断分析究竟是变压器内部哪个具体部位之间的绝缘存在缺陷，对变压器存在绝缘缺陷的部位进行定位诊断提供理论依据。

4结论

4.1 通过这次的变压器绝缘电阻测量结果理论分析，在遇到变压器绕组绝缘电阻偏低时，需要判断具体是哪个部位绝缘存在劣化缺陷，可以利用公式3.1、3.2，计算出各个具体部位之间的绝缘电阻值，从而初步诊断定位变压器内部绝缘缺陷。

4.2 在对大型变压器的绝缘电阻测量试验中，我们尽可能使用大容量，稳定性好的兆欧表，以免在试验中出现不正确的结果影响整个绝缘状态的判断结果。

4.3 如果变压器的容量很大，而我们的兆欧表容量有限，我们可以利用直流发生器，在各侧加上一定的直流电压，读取1min的泄漏电流，在利用公式 ，计算出来其绝缘电阻的理论值，由于直流发生器具有足够的容量，这种做法测量的结果比较准确。

参考文献

[1]陈天翔.电气试验[M].北京：中国电力出版社，2005.

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[4]文远芳.高电压技术[M].华中科技大学出版社，2000.

电阻测量论文篇（6）

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）06-0179-02

温度是国际单位制（SI）中的七个基本物理量之一，在物理学单位制中占有重要的地位。在自然界中，许多物质的特征参数与温度密切相关。在工业生产中，诸多的生产过程或产品质量与温度有直接或间接的关系;在科学研究中，温度往往是需要精确测量的最重要的参数之一;在日常生活中，温度与我们生活中的各个环节息息相关。因而温度测量在工业生产、科学研究和日常生活中得到了广泛应用。热电阻是温度测量中使用广泛的测温传感器，它的测量与模数（AD）转换有关，AD转换精度对温度测量产生直接的影响。

1 测温原理

热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。

本文讨论的测温方法为：将热电阻与标准电阻串联，测量热电阻与标准电阻两端的电压，根据电压的比等于电阻的比计算出热电阻的阻值，通过分度表得出具体的温度值。现讨论用PT100、PT1000热电阻进行温度测量与AD转换精度的关系。

2 PT100测温

PT100是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0 ℃时阻值为100 Ω。现讨论用PT100热电阻进行温度测量与AD转换精度的关系。假设PT100与标准100 Ω的电阻串联，接到电压为3 V的电压上，AD的基准电压为3.3 V，需要精确到1 ℃，分析需要的AD转换精度。

20 ℃时查询PT100分度表，它的阻值为107.79 Ω。

①用8位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/256=0.012890625 V。

PT100两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×107.79/0.012890625=121，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×100/0.012890625=112。

按照电压比等于电阻比计算出PT100的阻值为：

121/112×100=108.04，

经查询分度表此值最接近于21 ℃，误差为1 ℃。

②用10位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/1 024=0.0032226563。

PT100两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×107.79/0.0032226563=483，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×100/0.0032226563=448。

按照电压比等于电阻比计算出PT100的阻值为：

483/448×100=107.81，

经查询分度表此值最接近于20 ℃，误差为0 ℃。

③用12位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/4 096=0.0008056641。

PT100两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×107.79/0.0008056641=1 932，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（107.29+100）×100/0.0008056641=1 792。

按照电压比等于电阻比计算出PT100的阻值为：

1 932/1 792×100=107.81，

经查询分度表此值最接近于20 ℃，误差为0 ℃。

④用14位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/16 384=0.000201416。

PT100两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×107.79/0.000201416=7 726，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×100/0.000201416=7 168。

按照电压比等于电阻比计算出PT100的阻值为：

7726/7168×100=107.78，

经查询分度表此值最接近于20 ℃，误差为0 ℃。

⑤用16位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3V/65 536=0.000050354。

PT100两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×107.79/0.000050354=30 906，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×100/0.000050354=28 672。

按照电压比等于电阻比计算出PT100的阻值为

30 906/28 672×100=107.79，

经查询分度表此值最接近于20 ℃，误差为0 ℃。

3 PT1000测温

PT1000是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的1000即表示它在0 ℃时阻值为1 000 Ω。现讨论用PT1000热电阻进行温度测量与AD转换精度的关系。假设PT1000与标准1 000 Ω的电阻串联，接到电压为3 V的电压上，AD的基准电压为3.3 V，需要精确到1 ℃，分析需要的AD转换精度。

20 ℃时查询PT1000分度表，它的阻值为1 077.546 Ω。

①用8位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/256=0.012890625 V。

PT1000两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1 077.546/0.012890625=121，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1000/0.012890625=112。

按照电压比等于电阻比计算出PT1000的阻值为：

121/112×1 000=1 080.357，

经查询分度表此值最接近于21 ℃，误差为1 ℃。

②用10位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/1 024=0.0032226563。

PT1000两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1 077.546/0.0032226563=483，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1000/0.0032226563=448。

按照电压比等于电阻比计算出PT1000的阻值为：

483/448×1 000=1 078.125，

经查询分度表此值最接近于20 ℃，误差为0 ℃。

③用12位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/4 096=0.0008056641。

PT1000两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1 077.546/0.0008056641=1 931，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1 000/0.0008056641=1 792。

按照电压比等于电阻比计算出PT1000的阻值为：

1 931/1 792×1 000=1 077.567，

经查询分度表此值最接近于20 ℃，误差为0 ℃。

④用14位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/16 384=0.0002014160。

PT1000两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1 077.546/0.000201416=7 725，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1 000/0.000201416=7 169。

按照电压比等于电阻比计算出PT1000的阻值为：

7 725/7 169×1 000=1 077.556，

经查询分度表此值最接近于20 ℃，误差为0 ℃。

⑤用16位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/65 536=0.000050354。

PT1000两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1077.546/0.000050354=30 901，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1 000/0.000050354=28 677。

按照电压比等于电阻比计算出PT1000的阻值为：

30 901/28 677×1 000=1 077.553，

经查询分度表此值最接近于20℃，误差为0℃。

4 结 语

本文论述了AD转换精度对温度测量的影响，以PT100和PT1000为例，从计算中看出：用8位的AD进行转换误差为1℃，用10位以上的AD进行转换误差为0℃，且误差随着AD位数的增加而减少。

电阻测量论文篇（7）

 

万用表具有用途多、量程广、使用方便等优点，是进行设备维护、维修的常用工具之一。熟练掌握万用表的使用方法及使用技巧，是设备维护人员及学校的电教工作者必须掌握的技能。万用表不仅可以测量如电压、电流、电阻阻值等常见物理量，还可以进行如电子元器件好坏的判断、电池容量的测定、及电声器材好坏的判断等。下面逐一进行介绍。

实用方法一：测量电子元件的好坏

设备维修中的常见操作之一是判断电子元器件的好坏。电子元器件的种类很多，但随着集成电路的发展，许多分立元件逐渐被集成电路板代替，维修中用户可以处理的器件越来越少。但诸如电阻、电容、二极管、三极管等器件的测量还是会经常遇到的，下面以指针式万用表为例简要介绍相应的测量方法。

1、 电阻的测量

用万用表判断电阻的好坏有离线测量和在线测量。离线测量即是将电阻从电路板上取下进行测量，在线测量即是在电路板上直接测量电阻的阻值。

离线测量时，先根据被测电阻的阻值选择万用电表欧姆档的合适量程，进行机械调零，然后进行欧姆调零，最后进行测量。将万用表的表笔接在被测电阻两端，若测得阻值与实际阻值相同和接近，则说明电阻正常；若阻值大于标称值，则说明该电阻阻值变大或内部开路。电阻一般不会出现阻值变小的现象。由于人体的电阻阻值为几十千欧，因此在测量阻值较大的电阻阻值时，不要用手同时抓住被测电阻的两只引脚。否则，人体电阻和被测电阻并联科技小论文，导致测量值变小。

在线测量一般用于小阻值电阻的测量。一般由于电路中还有其他元器件和电阻并联，检测的结果往往会小于电阻的实际值。在线测量一般仅做初步判断，必要时必须将电阻从电路板上断开测量。

2、 电容的检测

电容具有储存电荷的功能，可以对电容充电，也可以使电容器放电。在电路中，电容具有隔直流通交流，阻低频通高频的耦合作用，另外电容还具有滤波、延时的作用。

如果被测电容储存有电荷，在检测前要将电荷放掉，避免击伤人或损坏仪器。若电容的容量较小，储存的电荷较少时，可以用诸如螺丝刀等金属工具或万用表的表笔将电容的两只引脚短接，将电放掉。若电容储存的电荷较多时，可以用较大阻值的器件诸如用电烙铁插头的两只插脚和电容的两只引脚接触，将电容器储存的电荷通过电烙铁的电热丝放电，这样不会对人和仪器造成损坏。

在用万用表的欧姆档检测电容之前，首先要根据电容容量大小来选择恰当的档位核心期刊。在将电容放电后，用红黑表笔和电容的两个引脚接触，通过观察表针的偏转角度来判断电容是否正常。若表针快速向右偏转，然后慢慢向左退回原位，则说明电容是好的。如果表针摆起后不再回转，说明电容已经击穿，如果表针摆起后逐渐停留在某一位置，则说明该电容漏电。

实用方法二：测量电池的容量

电池是常用的耗材。如果电池的容量不足会影响器材的使用效果，如无线话筒常用的5号电池，在电量不足时会导致音量过低和噪声太强的故障。用万用表测量电池的容量主要是了解电池的电压和短路电流。测量电压时用万用表的直流电压档，新的五号电池的电压约为1.7至1.8伏左右，旧电池的电压常常低于1.3伏特。在测量电池的短路电流前，先将万用表的红表笔插在5安培位置，将黑表笔插在万用表的COM位置，万用表的档位调到直流电流的5A位置，红表笔的金属端接电池的正极，黑表笔的金属端接电源的负极，观察万用表表盘的示数。新的5号电池的短路电流的大小约为2.5安培，而旧电池的短路电流低于1安培。判读电池的容量要根据电流的大小进行，如有的电池虽然电压降低不多，但短路电流太小，说明电量消耗较大，应该弃用。如电压为1.2伏的旧电池科技小论文，其短路电流只有0.5安培左右。

实用方法三：测量电声器件

用万用表还可以判断电声器件如扬声器和耳机的还坏。检测时，将万用表置于R×1档（因扬声器的阻抗一般为几欧姆），用红表笔接音圈的一个接线端子，用黑表笔点击音圈的另一个接线端子，如扬声器能够发出“喀喀”的声音，说明扬声器正常，否则说明扬声器的音圈或引线开路。

用万用表还可以判断扬声器的极性。扬声器必须按正确的极性连接，否则会因相位失真而影响音质。多数扬声器会在接线支架上通过标注“+”、“－”的符号指示两根引线的正负极性，而有的扬声器并未标注。为了使扬声器更好的将声音还原，需要对这种扬声器进行极性判断。具体操作为：将万用表置于R×1档，用两只表笔分别点击扬声器音圈的两个接线端子，在点击的瞬间仔细观察扬声器的纸盆的振动方向，若纸盆向上振动，说明黑表笔接的端子是扬声器的正极；若纸盆向下振动，说明黑表笔接的是扬声器的负极。

电阻测量论文篇（8）

关键词：电路;电源;概念

中图分类号：G633.7 文献标识码：A    文章编号：1003-6148（2015）1-0013-3

1    电动势与电压

反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量叫电动势，大小等于外电路断开时的路端电压，也就是把正电荷从电源负极移到正极时电势升高的值，用E表示;E=（W为非静电力做的功），由电源本身决定。

电压则指两点的电势差，用U表示;U=（W为电场力做的功），与电动势并不相同。当外电路闭合时，不仅外电阻上有电压降，电源内部由于有内阻，也会有电压降，这两个电压降分别称为外电压和内电压。内外电压之和等于电动势。

例题1   关于电源电动势，下列说法中正确的是（       ）

A.电源电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，与是否接外电路无关

B.电源提供的电能越多，电源的电动势越大

C.将一个电源分别接入不同电路，电源电动势会发生改变

D.接入电源两极间的电压表测量的电压等于电源电动势

解析  电源电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，与是否接外电路无关;电源提供的电能W=qE，并不仅由电动势决定;电动势是电源本身的特性，与外电路无关;电动势数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压，所以A选项对。

2    电源的输出功率

电源将其他形式的能量转化为电能，可以对外提供电能，电源的输出功率PI2R=R=R=。当R=r时，电源输出功率有最大值，即Pmax=。对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R1、R2，且r2=R1×R2。

P出与外电阻的这种关系可由图1定性表示。当R<r时，若R增大，则P出增大;当R>r时，若R增大，则P出减小。注意以上结论适用于电源电动势E及内阻r不变的情况。

图1  电阻与功率关系图

例题2  如图2所示，已知电阻R=4 Ω，现有三个电源可供选用，分别为电源A：E1=8 V，r1=1 Ω;电源B：E2=8 V，r2=2 Ω;电源C：E3=8 V，r3=4 Ω;求选用哪个电源时，R上的功率最大？

图2  例2电路图

学生思路：直接套用结论，外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，所以选电源C。

教师点拨：电源电动势为定值，内阻可变，内电阻减小，电流变大，R为定值电阻。外电阻R的功率增大，电源输出功率增大，当内电阻最小时，电源输出功率最大。正确答案为电源A。

例题3   如图3所示，两条光滑平行金属导轨MN、PQ相距L（导轨足够长），倾角为θ，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直导轨平面斜向上。一个质量为m、电阻为R的金属棒垂直于MN、PQ放置在导轨上，整个运动过程中金属棒与导轨接触良好。金属导轨右侧连接如图3电路，R1=2R，可变电阻R2阻值范围0―4R。现由静止释放金属棒，不计其他电阻及一切摩擦，重力加速度为g。求当R2为何值时，待电路稳定后，R2上的功率最大？

图3  例3电路图

学生思路：将R1看做电源内阻，当外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，所以R2=3R。

教师点拨：当电路稳定后，金属棒匀速下滑，mgsinθ=BIL，可知I=为定值。随R2的变化，电源ab稳定后v也变化，即电源电动势E是可变的，不能套用结论。由于I为定值，R2最大时，P=I2?R2最大，即当R2=4R时，R2上的功率最大。

可见只记结论，不管结论的前提条件，是学生常犯的错误，对结论要灵活掌握。

3    等效电源

有时为了解题方便，我们还需要引入等效电源的概念。含电源并有两个引出端的部分电路，可用一个理想电源和一个电阻的串联来等效替换，理想电源的电动势等于被替换电路的开路电压（即外电路断开时两个引出端之间的电压），串联的电阻等于被替换电路的等效电阻（将电源电动势忽略不计，而当做一个阻值为r的电阻），即戴维南定理。

例题4  如图4所示，已知电源电动势为E，内阻为r，求可变电阻R1为多少时，R1上的功率最大？

正常求解相对复杂，可用等效电源来简化处理。

将图5虚线框内的部分电路当做等效电源，则等效电源电动势可由6图得出，内阻可由图7得出：E'=，r'=。电路图简化为图8，由之前结论可知，当R1=r'=时，R1上的功率最大。

图4  电路图                图5  电路分析图

图6  电势等效图   图7 电阻等效图      图8  简化电路图

例题5  如图9所示，已知电源电动势为E，内阻为r，求可变电阻R1为多少时，R1上的功率最大？

图9  例5电路图

正常求解并不困难，可用等效电源来简化处理。

将图10虚线框内的部分电路当做等效电源，则等效电源电动势可由图11得出，内阻可由图12得出。E'=E，r'=r+R。

电路图也简化为图8， 由之前结论可知，当R1=r'=r+R时，R1上的功率最大。

图10  电路分析图 图11  电势等效图  图12 电阻等效图

在测电源电动势和内阻的实验中，我们将电压表、电流表当理想电表处理，但电流表的电阻并不是0，电压表电阻也不是无穷大，实验就会有误差。而本实验的电源电动势和内阻的误差分析也一直是一个难点。学生很难听懂，也很难理解记忆。硬背又涉及四个实验原理图及对应的多个结论，很容易混淆。我们可以巧妙使用等效电源来处理：

图13中电源两端电压测量准确，而由于电压表分流，电流测量值偏小，造成误差。

图13  电压表分流电路图

图14中电流表测量的确实是通过电源的电流，但由于电流表的分压作用，电压测量值偏小，造成误差。

图14  电流表分压电路图

图15中，电压测量准确但电路中无电流表，可以想象在电阻箱一侧直接串联理想电流表，用I=U/R算出的电流来代替理想电流表读数。与图13类似，由于电压表的分流作用，电流测量值偏小，造成误差。

图15  测电阻箱电流图

图16中，电流测量准确，但电路中无电压表，可以想象在电阻箱两端直接并联理想电压表，用U=I×R算出的电压来代替理想电压表读数。与图14类似，由于电流表的分压作用，电压测量值偏小，造成误差。

图16  测电阻箱电压图

可以看到图13、15实验原理图近似相同，图14、16实验原理图近似相同。将四图用等效电源来处理，如图17、18、19、20所示，则电压表和电流表读数均为等效电源两端的电压和电流，电压电流测量均准确，所得到的结果就是等效电源的准确值。而等效电源的电动势和内阻从图中很容易得到。

图17  图13等效电路图

图18  图14等效电路图

图19 图15等效电路图

图20 图16等效电路图

图13、15、17、19中，

E测=E<E，r测=<r。

图14、16、18、20中，E测=E，r测=RA+r>r。

实验误差分析结论很容易得到，而且容易记忆。因电源内阻一般较小，与电流表相差不大，与电压表相差很大，所以图13、15所测电动势、内阻均小于真实值，但更加准确;而图14、16虽然电动势测量准确，但内阻误差很大，实验时不采用。如果题目中电流表内阻为已知定值，可采用图14、16图进行实验，所得内阻结果需减去电流表内阻。

电阻测量论文篇（9）

晶体二极管是电子技术中最常用的半导体器件之一，在使用前，通常先要判别其极性、检查其好坏，否则电路不仅不能正常工作，甚至还有可能烧毁二极管和其它元件。在电子技术教学、生产实践过程中，常用万用表的电阻挡来测量晶体二极管极间的正反向电阻，以判别其正负极、检查其单向导电性能的好坏。对于正常的晶体二极管，反向电阻应很大（硅管：万用表指针一般不动，锗管：指针只启动一点），正向电阻应较小。测量时，由于R×1挡电流较大容易使小电流晶体二极管损坏，R×10k挡电压较高容易使低耐压晶体二极管损坏，因此通常选用R×100或R×1k挡。但当我们用万用表不同电阻挡测同一晶体二极管的正向电阻时，会发现电阻值是不同的。例如用MF30型万用表测得某2CZ52B晶体二极管的正向电阻如下：拨到R×10挡时，阻值为58Ω；拨到R×100挡时，阻值为450Ω；拨到R×1k挡时，阻值为3.5kΩ。

为什么会出现这种情况呢？这得结合万用表电阻挡测量电路和晶体二极管正向电阻测量电路两方面来分析。论文参考网。

一、万用表电阻挡测量电路分析

万用表的直流电阻挡实际上是一只多量程的欧姆表，原理如图1所示。图1中：E为电池电压，Rc为表头内阻，R为串联电阻，Rx为被测电阻。根据欧姆定律，图中的电流I=E/(Rc+R+Rx)。显然，I与Rx成非线性关系。由于Rc和R都为已知值，所以被测电阻Rx阻值大，电流I就小，相应的指针偏转角也小。当Rx→∞时，电流I=0，指针不偏转；当Rx=0时，电路中电流最大，指针偏转角最大，为满刻度，此时回路中的电阻为Rc+R，这就是欧姆表的总内阻；当Rx=Rc+R时，电路中的电流恰好为最大电流的一半，指针偏转角为满刻度的一半，指针位于标度尺中间，因此，总内阻Rc+R也被称为欧姆中心值。

为了能测量各种阻值的电阻，欧姆表都制成多量程的，一般万用表中的欧姆挡有R×1，R×10，R×100，R×1k等。对不同量程的电阻挡，在测量电阻时由于采用同一标度尺读数，因而采用不同的分流电阻来改变流过表头的电流，使指针偏转角不同，其原理电路如图2所示。图中，R 3 、R 4 、R 5 、R 6 组成闭路式分流器，使欧姆表分为R×1、R×10、R×100、R×1k四个倍率挡。低阻挡用小的分流电阻，高阻挡用大的分流电阻。例如，R×1挡的分流电阻是R 3 ，R×10挡的分流电阻是R 3 +R 4 。当被测电阻R X 的阻值较大时，则转换开关应接到高阻挡。这时，虽然整个电路的电流因R X 的增大而减小，但由于分流电阻也相应增大，分流减小，所以流过表头的电流仍保持不变，同一指针位置所表示的电阻值相应扩大。因此，被测电阻的实际值应等于标度尺上的读数乘以所用电阻挡的倍率。图2中，R 1 和R 2 组成分压式欧姆调零器。调零电阻R 2 和电阻R 1 串联，可使支路的分流作用限制在一定范围内，R 7 、R 8 和R 9 为各相应挡的串联电阻，它们的作用是使各挡总内阻都等于该挡的欧姆中心值。因此电阻挡不同，欧姆中心值也不同。例如MF30型万用表当拨到R×1挡时，欧姆中心值为25Ω；拨到R×10挡时，欧姆中心值为250Ω；拨到R×100挡时，欧姆中心值为2.5kΩ；拨到R×1k挡时，欧姆中心值为25 kΩ。

由此可以看出，不同电阻挡，欧姆中心值也不一样，当电阻挡越大时，欧姆中心值也越大，此时整个电路的电流将减小，即流过被测电阻的电流就越小。

二、晶体二极管正向电阻测量电路的直流图解分析

若把图1中的被测电阻R X 改为晶体二极管，如图3所示，则该图即为晶体二极管正向电阻测量电路。由于晶体二极管为非线性器件，因此该测量电路属非线性电路，而欧姆定律只适用于线性电路，因此图3电路宜采用图解法分析。图中u D 下端晶体二极管支路伏安特性表达式为i D =f(u D )=I S (e uD/uT －1) ，其对应正向伏安特性曲线如图4中OQP，为一非线性曲线；u D 上端线性支路的特性方程为u D =E-i D (R+Rc)，该方程所描述的是图4中的直线MN，其斜率等于-1/(R+Rc)。论文参考网。直线MN与晶体二极管正向伏安特性曲线相交于Q点，Q点即为直流工作点，它反映了晶体二极管直流工作时的正向电压和电流。

图3测量电路中的晶体二极管处于正向直流工作状态，此时所呈现的电阻为正向直流电阻R D 。对应于图4，R D =U Q /I Q ，显然R D 值等于直流工作点Q与原点O间所连直线OQ的斜率的倒数，当工作电流I Q 不同时，Q点会沿着伏安特性曲线而移动，这时Q点与原点间所连直线OQ的斜率就不同，正向电阻R D 值也就不同，而且I Q 越小，R D 越大。

由此可知，当流过被测晶体二极管的正向电流越小时，晶体二极管的正向电阻就越大。

综合上面两个方面的分析，由于万用表电阻测量电路中，电阻挡越大，欧姆中心值越大，流过晶体二极管的电流就越小，又由于晶体二极管正向电阻测量电路中，流过晶体二极管的电流越小，直流工作点Q就越低，直线OQ的斜率越小，因而正向电阻就越大。因此，当用万用表不同电阻挡测同一晶体二极管的正向电阻时，测得的结果是不同的，电阻挡越大，正向电阻也越大。反之，则越小。

那么，究竟用哪一电阻挡测得的电阻值作为晶体二极管的正向电阻呢？一般情况下，取万用表R×1k挡测得的电阻作为其正向电阻。论文参考网。其实，同一晶体二极管在用同一万用表不同电阻挡测时正向电阻不相同，用不同万用表相同电阻挡测时也是不相同的。也就是说，在改变测量条件时，晶体二极管的正向电阻也将随之改变。因此，用万用表电阻挡测量晶体二极管的正向电阻和反向电阻，通常仅仅是用来判别其正负极或检查其单向导电性能的好坏而已，正向电阻具体数值的多少并无实际意义。

参考文献：

［1］文春帆，金受非主编．电工仪表与测量（第二版）．北京：高等教育出版社，2004

［2］童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础（第三版）．北京：高等教育出版社，2001

电阻测量论文篇（10）

0 引言

电位差计是运用补偿法原理来测量电动势和电势差的一种精密的电学测量仪器，为了让学生了解电位差计的原理与使用，大学实验室一般是用11米线电位差计板组装直流电位差计，让学生测量电池电动势等电学量。惠斯登电桥法测量电阻是测量中值电阻准确度较高的一种方法，而大学实验室在教学中也是用滑线式惠斯登电桥板来组装电路。无论是11米线电位差计板还是滑线式惠斯登电桥板，这些仪器都有其局限性，一般只在各自实验中使用。本文中使用实验室常见仪器――电阻箱代替11米线电位差计板来组装电位差计，介绍了如何利用这样的电位差计测量电动势和电阻，并且，此电路稍加改动即可成为惠斯登电桥法测量电阻的电路。无论是用电位差计测量电动势和电阻，还是用惠斯登电桥的方法测量电阻，这两种方法都是测量准确度较高的方法。

1 电位差计的工作原理

1.1 补偿法原理

如图1所示，当两个电源对接，Ex是待测电源，E0为一连续可调的标准电源，调节E0使检流计指针示零，说明电路中没有电流通过，电路达到平衡，此时，两个电源在回路中互为补偿。若已知平衡状态下的标准电源E0的大小，则Ex的大小亦被确定。这种由标准电源与待测电源相互补偿，通过标准电源电动势测量待测电源电动势的方法即为电位差计的补偿法原理，这是电位差计的基本工作原理[1]。

1.2 电位差计电路工作原理

电位差计的实验电路中，可调标准电源可用稳压电源与一可变电阻组成，如图2所示，将开关K拨向Es端（Es为一电动势已知的标准电池），调整C的位置，当检流计指针示零时，Es电动势与A、C间电位差相补偿，则I0=；再将开关K拨向待测电源Ex端，调整C的位置使检流计指针示零，此时，Ex电动势与C、B间电位差相补偿，则Ex=I0RCB=RCB，即求得待测电源电动势。

2 电位差计实验电路设计

2.1 测量电动势

电位差计的实验电路如图3所示，E0是稳压电源，Rp是滑动变阻器，在电路中起到分压保护的作用，R1、R2为两个变阻箱（标准电阻），K2是保护开关用以保护检流计，Es是标准电池，其电动势已知，Ex是待测电源。给R1和R2一个初始阻值（例如使R1和R2均为2000.0Ω，这个数字不易太小，太小会影响有效数字，取几百或几千的整数是为了后面调整时便于记忆），闭合开关K1，开关K2先拨向最大电阻R端的粗调档，电路调整中随着检流计指针偏转变小，再将其依次换到r端中调档和导线端细调档，将开关K3拨向标准电池Es一端，调节滑动变阻器使检流计指针示零，此时R1两端的电位差与标准电源的电动势Es相等，则主回路中的电流I0可表示为I0=。再将开关K3拨向待测电源Ex一端，保持R1、R2的阻值之和不变，调整电阻箱阻值，使检流计指针示零，此时R2两端的电位差与待测电源的电动势Ex相等，且主回路的电流依然为I0，则Ex=I0R2=R2。

电位差计是一个电阻分压装置，它将待测电动势与一个标准电动势直接比较，实验中只需已知标准电池的电动势Es，利用R1、R2的比值，即可求得待测电源的电动势，并且在测量过程中，Es和Ex均不提供电流，避免了导线电阻和电源内阻对测量准确度的影响，因此，这种补偿法测量电位差准确度较高[2]。

2.2 测量电阻

2.2.1 电位差计测电阻

这种使用电位差计测量电阻方法，不使用电流表和电压表，不存在表头内阻分压或分流造成的误差，也不存在因电流表和电压表准确度不高而带来的误差。使用这种测量方法测量电阻甚至不需已知Es的大小，只要电阻箱的准确度高，以及检流计灵敏度足够高，即可精确测量未知电阻的阻值。

2.2.2 惠斯登电桥法测电阻

图3测量电动势的电路只需稍加变化，即可成为另一种测量电阻的电路。如图5所示，将图3电路中单刀双掷开关K3去掉，将三端导线直接相连，再用标准电阻R0与待测电阻Rx分别取代Es与Ex的位置，标准电阻使用电阻箱或一个不可调电阻均可，但阻值必须可知。

当图5电路中的开关闭合时，若流过检流计的电流零，此时，R1两端的电位差与R0两端的电位差相等，R2两端的电位差与Rx两端的电位差相等，则有I1R1=I0R0，I2R2=IxRx，因为流过检流计的电流为零，所以I1=I2，I0=Ix，由此得，即，Rx=R0。

这种测量电阻的方法称为惠斯登电桥法。与电位差计将待测电动势与标准电动势相比较来求待测电动势类似，惠斯登电桥法测电阻，是通过将待测电阻与标准电阻比较，来测量待测电阻阻值的方法。因此，惠斯登电桥法测电阻，只需根据R1、R2与R0的阻值，即可计算出待测电阻的大小。

图5中，若标准电阻R0不可调，则可通过调整R1或R2的阻值来使检流计指针指零，在调整过程中随着流过检流计的电流减少，相应调整保护开关的档位，当K2在细调档时检流计的指针示零，则电桥平衡，此时Rx=R0。

若标准电阻R0可调（可用一电阻箱代替），则可先固定R1、R2的比率，调整R0使检流计指针指零，若调整R0不能够使检流计指零，则可再调整R1或R2的阻值，最终使电桥平衡，再根据Rx=R0的关系式求出待测电阻的阻值。

3 优缺点

本文中介绍的用电阻箱组装电位差计的电路具有结构简单、组装灵活、使用仪器常规等特点，并且无论是测量电动势还是测量电阻都不需要使用电压表和电流表，这就使测量不会受到电压表、电流表精确度的影响，也不存在仪表内阻分压或分流的影响，测量准确度较高。但是，整个电路的测量依赖电阻箱准确度，以及检流计灵敏度，并且，文章中所介绍的两种测量电阻的方法，因为均包含接线电阻和接触点上的接触电阻，因此，这两种方法均不适合测量低值电阻，测量低值电阻，误差较大。

4 结束语

本文中所设计的这个实验电路简单，却即可通过补偿法测量电动势和电阻，也可利用惠斯登电桥的方法测量电阻，且测量准确度较高。电路中使用的仪器均是实验室常见的仪器，这些实验仪器几乎是所有大学物理实验室必备的仪器设备，所以该实验比较适合用于设计性实验教学中，或在需要电位差计，以及需要精确测量中值电阻，而又缺少专业设备时，即可组装本文所介绍的电路来进行测量。