在被测电阻RX 通有电流的条件下,分别用电压表和电流表测出电阻及通过的电流IX,然后根据欧姆定律求出被测电阻。即
伏安法测量电阻的线路通常有两种,如图9.4.2 所示,图9.4.2(a)中电压表接在电流表的前面,称为电压表前接。图9.4.2(b)中电压表接在电流表的后面,称为电压表后接。
在电压表前接电路中,电流表的读数I=IX,但由于电流表与被测电阻串联,电压表的读数U 不等于UX,它还包含电流表的压降IX,即U=UX+IXRA。因此,按仪表读数计算出来的电阻为
图9.4.2 伏安法测量电阻
(a)电压表前接;(b)电压表后接
式中,UX 为电阻两端的电压,单位为V;IX 为电流表读数,单位为A。RA 为电流表的内阻,单位为Ω。
可以看出,R′X 中包括了电流表内阻RA,这就形成了测量误差,其结果将使测量值偏大。相对误差γ 为(www.xing528.com)
显然,RA/RX 值越大,误差就越大,所以电压表前接的电路适用于测量RX ≫RA(100倍以上)的情况,即测量较大电阻的情况。按式(9.4.3)算得的被测电阻值的误差应该为“+”。
在电压表后接电路中,电压表的读数U 等于UX,但电流表的读数I 不等于IX,因为电压表和被测电阻直接并联,所以电流表的读数为被测电阻RX 的电流IX 和电压表的电流IV之和,即I=IX+IV。因此按仪表读数计算出来的电阻值为
它等于被测电阻RX 与电压表内阻RV 并联的等效电阻,因而测量结果偏小。相对误差为
由此可见,值越大,误差就越大,只有当RX≪RV 时,R″X≈RX。所以电压表后接的电路,适用于测量RX 阻值较小的情况。按式(9.4.5)算得的被测电阻值的误差应该为“-”。当RX 和RV 已知时,两种接法都可以通过计算来消除误差。
用伏安表法测小电阻时,被测电阻需具有四端钮结构,通入检测电阻的电流要足够大,并采用灵敏度高的毫伏表测量该电阻两端的电压。测量时应尽量使用短导线连接,以减小接线电阻。采用上述方法,可以排除接线电阻和接触电阻对测量结果的影响。
用伏安表法也可以测量大电阻和高值电阻,注意用伏安法测量高值电阻时,应选用微安表。
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