1.实验目的
(1)了解电阻系数测试仪的一般原理及结构。
(2)掌握复合材料表面电阻和体积电阻系数的测试方法和操作要点。
2.实验原理(www.xing528.com)
电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种材料所制成原件的电阻和其横截面积的乘积与该原件长度的比值称为这种材料的电阻率。电阻率与导体的长度、横截面积等因素无关,是导体材料本身的电学性质,由导体的材料性质决定,且与温度有关。按照电阻率大小,材料可以分为导体、半导体和绝缘体三大类。一般以106Ω·cm和1 012Ω·cm为基准,电阻率低于106Ω·cm的材料为导体,高于1 012Ω·cm的为绝缘体,介于两者之间的为半导体。然而,在实际中材料导电性的区分又往往随应用领域的不同而不同,材料导电性能的界定是十分模糊的。
测量材料电阻系数的原理仍然是欧姆定律(R=U/I),让试样与两电极接触,给两电极施加一个直流电压,材料试样表面和内部就会产生一直流电流,该电压与电流之比就是该试样的电阻,结合试样的具体尺寸就能计算它的电阻系数(或电阻率)。绝缘材料的电阻R很大,电流I很小,所以测量高电阻仪器的电流放大系统的可靠性和准确性很重要,甚至决定实验是否成功。另外输入电源电压以及仪器内部变压升压值的准确性也直接影响测量结果,因此,仪器的电源最好是稳压源。电极与试样接触是否良好也是一个重要影响因素。实验时电阻值是可以直接读出来的,电阻率则通过电阻与试样尺寸关系的计算而得到。
体积电阻指在试样表面两电极间所加直流电压与流过这两个电极之间的稳态电流之商,不包括沿试样表面的电流,且在两电极上可能形成的极化忽略不计。体积电阻率指在绝缘材料内直流电场强度和稳态电流密度之商,即单位体积内的体积电阻。表面电阻指在试样表面两电极间所加电压与在规定的电化时间里流过两电极间的电流之商,在两电极上可能形成的极化忽略不计。表面电阻率指在绝缘材料表面直流电场强度与线电流密度之商,即单位面积的表面电阻。
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