实验5 高分子材料的表面电阻与体积电阻的测定
一、实验目的
加深理解表面电阻率ρs与体积电阻率ρv的物理意义，掌握超高电阻测试仪的使用
二、实验原理
大多数高分子材料的固有电绝缘性质已长期被利用来约束和保护电流，使它沿着选定的途径在导体中流动，或用来支持很高的电场，以免发生电击穿。高分子材料的电阻率范围超过20个数量级，耐压高达100万伏以上。加上其他优良的化学、物理和加工性能，为满足所需要的综合性能指标提供了广泛的选择余地。可以说，今天的电子电工技术离不开高分子材料。
高分子的电学性质是指高分子在外加电压或电场作用下的行为及其所表现出来的各种物理现象，包括在交变电场中的界电性质，在弱电场中的导电性质，在强电场中的击穿现象以及发生在高分子表面的静电现象。
随着科学技术的发展，特别是在尖端科学领域里，对高分子材料的电学性能指标，提出了越来越高的要求。高分子半导体、光导体、超导体和永磁体的探索，已取得了不同程度的进展。高分子材料的电性能往往相当灵敏地反映出材料内部结构的变化和分子运动状况，电性能测试是研究高分子的结构和分子运动的一种有力手段。
材料的导电性是用电阻率ρ（单位：欧·米）或电导率σ（单位：欧-1·米-1）来表示的。两者互为倒数，并且都与试样的尺寸无关，而只决定于材料的性质。工程上习惯将材料根据导电性质粗略地分为超导体、导体、半导体和绝缘体四类。
表1 材料导电性质及电阻率范围
在一般高分子中，特别是那些主要由杂质解离提供载流子的高分子中，载流子的浓度很低，对其他性质的影响可以忽略，但对高绝缘材料电导率的影响是不可忽视的。在高分子的导电性表征中，需要分别表示高分子表面与体内的不同导电性，常常采用表面电阻率ρs与体积电阻ρv率来表示。在提到电阻率而又没有
特别指明的地方通常就是指体积电阻率。
将平板试样放在两电极之间，施于两电极上的直流电压和流过电极间试样表面上的电流之比，为表面电阻；施于两电极上的直流电压和流过电极间试样的体积内的电流之比为体积电阻。超高电阻测试仪的主要原理如图1和图2。
图1 仪器的方框图
图2 原理图
图中： U ——测试电压（伏）
R 0——输入电阻（欧），其上电压为U 0（伏）
Rx ——被测试的绝缘电阻（欧） Rx=R 0（U/U 0）
计算表面电阻率ρs 与体积电阻率ρv 的公式如下:
212ln s Rs d d πρ=, 2
1
281.6ln d d π
=
14V V d g R l πρ+=2（）， 121.2374
d g π+=2（）cm 2
式中：RS 为表面电阻；R V 为体积电阻；d 1 为测量电极直径(5cm) ；d 2为保
护电极内径(5.4cm)；g 为保护电极与测量电极间隙（0.2cm ）；l 为被测试样厚度（cm ）。
三、实验仪器与试样
PC40B 型数字绝缘电阻测试仪（高阻计）
10×10cm试样：PMMA，PTFE，PVC
四、实验步骤
4．1 测试前的准备
4．1．1 首先熟悉仪器功能键布局
12
图3 仪器面板
1.三位半数字显示器
2.测试时间显示器
3.方式选择开关
4.电压选择开关
5.电阻量程选择开关
6.输入端钮
7.接地端钮
8.高压输出端钮(红色)
9.时间设定拨盘10.定时设定开关11.电源开关
4．1．2 检查各开关的位置
a．“电源开关”置于“关”的位置
b．“额定电压选择开关”置于需要的电压（一般为500V）。
c．“方式选择开关”置于“放电”位置。
d．“电阻量程选择开关”置于：当被测物阻值已知时，选择相应档；未知时则选择106档。
e．“定时设定开关”置于“关”的位置。
4．1．3 测试接线图
在测量大于1010欧电阻时，应将被测物屏蔽，以避免外界干扰而影响正常测试。
图4 测电阻
连接仪器和电极箱的对应端钮，按下图将被测材料置于电极箱内，利用仪器所带的塑料片使测量电极和保护电极的间隙均匀。将箱内红色鳄鱼夹夹住测量电极，黑色鳄鱼夹夹住保护电极（电极之间千万不能互相接触，否则将损坏仪器），关好电极箱盖。
测量体积电阻时，电极箱上的选择开关置于RV，此时箱内三电极的状态如图5。测量表面电阻时，电极箱上的选择开关置于RS，此时箱内三电极的状态如图6。
输出端钮
图5 测体积电阻Rv 图6 测表面电阻Rs
图中：(1)测量电极（2）高压电极（3）保护电极（4）被测试样
4．1．4 接通电源，打开电源开关，电源指示灯亮，预热30min。
4．2 测试步骤
4．2．1 测试试样体积电阻
将电极箱上的选择开关转到RV
a．将方式选择开关置于充电档，对被测物经一定时间的充电后（视被测物容量大小而定，一般为15s，当电容量或电阻值大时，可适当延长充电时间）。b．将定时设定开关置于开的位置，拨动时间设定盘至1min。
c．先将方式选择开关置于测试位置后，定时设定开关置于开的位置。待到达设定时间，即可锁定读数。在进行下一次测试前，需将定时设定开关置于关的位置。
注：若发现显示为以下，可将电阻量程选择开关减低一档，若降至电阻量程选择开关为106档，显示值仍为以下，即被测电阻小于200KΩ，处于仪器的最小量限外，应立即将方式选择开关置于放电位置，并停止测试，以免损坏仪器。如显示为，可将电阻量程选择开关逐档升高，直至读数处于。将仪器上的读数（单位为欧）乘以电阻量程选择开关所指示的倍率，即为被测物的绝缘电阻值。例如，读数为，电阻量程选择开关所指系数1011，被测电阻即为×1011Ω。
重复三次，最后取RV的平均值。
4．2．2 测试试样表面电阻
将电极箱上的选择开关转到R S，其他测试步骤同4.2.1。重复三次，最后取的平均值。
4．2．3 测试完毕，即将方式选择开关拨到放电位置后，方可拆下被测物。如被测物的电容量较大时（约μF以上者）需经1 min左右的放电，方能拆下被测物。4．2．4 仪器使用完毕后，应先切断电源，并将面板上各开关恢复到测试前的位置，再拆除所有接线。
五、注意事项
5．1 在测试电阻率较大的材料时，由于材料易极化，应采用较高测试电压。在进行体积电阻和表面电阻测量时，应先测体积电阻，反之，由于材料被极化和影响体积电阻。当材料连续多次测量后容易产生极化，会使测量无法进行下去，这时需停止对这种材料的测试，置于净处8-10h后再测量或者放在无水酒精内消洗，烘干，等冷却后再进行测量。
5．2 在对同一块试样而采用不同的测试电压时，一般情况下所选择的测试电压越高所测得的电阻值偏低。
5．3 测试时，人体不能接触仪器的高压输出端及其连接物，防止高压触电危险，同时也不能碰地，否则引起高压短路。
5．4 换检测样品时需先放电、断开高压输出电源。
六、结果处理
计算各试样的ρV，ρS。，并比较讨论之。
七、参考文献
1．塑料试验方法（国家标准），GB1410-78，1979年。
2．国家标准化组织（ISO），塑料标准1325-73。
3．何曼君等，高分子物理（修订版），复旦大学出版社，1990。
高中物理测量电阻的方法大总结 太原市第十二中学 姚维明 电阻的测量是恒定电路问题中的重点，也是学生学习中的难点。这就要求学生能够熟练掌握恒定电路的基本知识,并能够灵活运用电阻测量的六种方法，从而提高学生的综合分析问题、解决问题的能力。 一．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+R X ） 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中央附近。（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最高档或OFF 档。 二．伏安法测电阻 1．原理：根据部分电路欧姆定律。 2．控制电路的选择 控制电路有两种：一种是限流电路（如图2）； 另一种是分压电路。（如图3） （1）限流电路是将电源和可变电阻串联，通过改变电阻的阻值，以 达到改变电路的电流，但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能 量；一般在两种控制电路都可以选择的时候，优先考虑限流电路。 （2）分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来，再从可变电阻 的两个接线柱引出导线。如图3，其输出电压由ap 之间的电阻决定，这 样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列 三种情况下，一定要使用分压电路： ① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3．测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻，所以测量电路有两种：即电流表内接和电 流表外接。 图 1 图 2 图3
电阻的测量--伏安法的测定实验报告 实验名称：_____电阻的测量--伏安法________ 姓名___ _ _ 学号_ _ 班级_ _ 实验日期 _ 2013.11.7_ _ 温度______ 同组者 ___ 无_____ （一）实验目的： 1. 学习伏安法测电阻的方法。 2. 学会仪表的选择。 3. 学习伏安法中减少系统误差的方法。 （二）实验仪器： 直流稳压源、电阻箱、滑线变阻器、二极管、电流表、电压表、开关与导线 （三）实验原理： 如图11-1所示，测出通过电阻R 的电流I 及电阻R 两端的电压U ，则根据欧姆定律，可知 图11-1 I U R = 以下讨论此种方法的系统误差问题。 1. 测量仪表的选择 在电学实验中，仪表的误差是重要的误差来源，所以要选取适用的仪表。 （1）参照电阻器R 的额定功率确定仪表的量限，设电阻R 的额定功率为P ，则最大电流I 为 R P I = （11-1） 为使电流计的指针指向度盘的 3 2 处（最佳选择），电流计的量限为32I ，即 2 3 ?R P 。
设100≈R Ω，W P 81=，则A I 035.0=，而A I 053.02 3 =?，所以电流计取量限为50mA 的毫安计较好。 电阻两端电压为V IR U 5.3==，而V U 3.52 3 =? ，所以电压计取量限5V 的伏特计较好。 （2）参照对电阻测量准确度的要求确定仪表的等级 假设要求测量R 的相对误差不大于某一R E ，则按误差传递公式，可有 2 122])()[(I I U U E R ?+?= 按误差等分配原则取 2 R E I I U U = ?=? （11-2） 对于准确度等级为a ，量限为max X 的电表，其最大绝对误差为max ?，则 100 max max a X ? =? 参照此关系和式（11-2），可知电流计等级I a 应满足 1002max ?? ≤U U E a R I （11-3） 电压计的等级U a 应满足 1002max ?? ≤ U U E a R U （11-4） 对前述实例（I=0.035A ，V U A U A I 5,5.3,05.0max max ===），则当要求%2≤R E 时，必须 99.0,99.0≤≤U I a a 即取0.5级的毫安计、伏特计较好，取1.0级也勉强可以。 2. 两种联线方法引入的误差 如图（2）所示，伏安法有两种联线的方法。内接法——电流计在电压计的里侧，外接法——电流计在电压计的外侧。
图2 电阻测量实验题归类例析 伏安法测电阻是欧姆定律的重要应用，也是中考考查的重点，命题内容主要有：实验原理，仪器、器材的选择，电压表和电流表的用法及读数，滑动变阻器的连接和作用，电路图及实物图的连接，操作步骤，记录、分析数据等。笔者对2007年各省、市中考物理试题分析发现，根据电路图或具体要求连接实物图，电压表或电流表的读数，实验过程中电路故障的排除等都是命题频率较高的知识点，而且考查的综合性很强，往往一道题同时覆盖以上多个考查点。下面，笔者对各个考查点进行归类例析，希望广大师生在学习加以注意。 一、连接电路 1．把电路图（或实物图）补充完整 例1：在用“伏安法”测量小灯泡工作时的电阻Rx 的实验中，使用下列器材进行实验： A ．电流表一个(量程0～0.6A ，0～3A)； B ．电压表一个(量程0～3V ，0～15V)； C ．串联的干电池三节； D ．滑动变阻器R(阻值为0～12Ω)； E ．待测小灯泡Rx ，(阻值约为6Ω)； F ．开关一个；导线若干。则： （1）该实验依据的原理是 (用课本中的字母表示)；并根据题意在右上边的图1虚线方框内画出所需要的实验电路图(其中部分已画好)。 （2）根据所画的电路图，用铅笔．．画线代替导线将实物图（图2）连接完整(其中部分导线已连接好)。 解析：（1） “伏安法”是测量小灯泡电阻最基本的方法，它的原理是用电压表测出小灯泡 图1
两端的电压，用电流表测出小灯泡中的电流，根据欧姆定律计算出小灯泡的电阻值。该题考查了学生用“伏安法”测电阻的基本技能，难度不大，须注意的是题中要求“用课本中的字母表示”，即I U R = 。题中给出了部分电路，在此基础上学生很容易画出完整的电路图。 （2）在连接实物之前，必须先确定电流表、电压表的量程。由于电源是三节干电池串联，电压为4.5V ，许多同学可能会选择电压表0～15V 的量程，但是，当小灯泡两端电压为4.5V 时，电流表示数A 75.06V 5.4Rx U I =Ω == ，即电流表须选择0～3A 量程，这样，电流表指针偏转的角度很小，误差较大，所以电压表选择0～15V 量程不是最佳选择。其实，滑动变阻器在电路中的作用除了改变小灯泡两端的电压之外，还有保护电路的作用，因此，电压表选0～3V 量程，电流表选0～0.6A 量程，同时滑动变阻器的滑片应拔到最大阻值位置。 答案：（1）I U R = 如图3所示 （2）如图4所示 2．根据电路图连接实物（或根据实物图画电路图） 例2：如图5所示是小明同学设计的测电阻R 的电路图。请根据这个电路图用笔画线代替导线，将图6中的元件连成电路。要求：滑动变阻器的滑片P 向左移动时，电流表的示数变大。(电压表选用0～3V 量程，电流表选用0～0.6A 量程，导线不能交叉) 图 3 图4 图 5 图 6
伏安法测电阻的几种方法归纳总结 一、伏安法 1.电路图：（如下图所示） 2.步骤：移动变阻器滑片位置，记录电压表、电流表的示数。 3.R X 的表达式：R X = I U 。 二、伏伏法（利用串联分压成正比） ㈠基本方法 1.器材：已知阻值的电阻R 0、电压表、电源、开关、导线、待测电阻R X 。 2.电路图：（如图甲、也可改成图乙） 3.步骤：分别用电压表测出R 0和R X 两端的电压值U X 和U 0。 4.R X 的表达式：R X =_____________。 ㈡伏阻法：(几种变式 R 0均为已知） 1.如图⑴，分别用电压表测出R 0两端电压U 0和电源电压U ，则R X =________。 2.如图⑵，分别用电压表测出R 0两端电压U X 和电源电压U ，则R X =________。 3.如图⑶， 断开开关，读出电压表示数为U 1；闭合开关，读出电压表示数为 U 2 ，则R X =_______。 4.如图⑷， 断开开关，读出电压表示数为U 1；闭合开关，读出电压表示数为U 2 ，则R X =___ ____。 三、安安法（利用并联分流成反比） ㈠基本方法 1.器材：已知阻值的电阻R 0、电流表、电源、开关、导线、待测电阻R X 。 2.电路图：（如下图所示） 3.步骤：分别用电流表测出R X 和R 0的电流值I X 和I 0。 4.R X 的表达式：R X =__________。 ㈡安阻法：(几种变式 R 0均为已知） 1.如图⑴，分别用电流表测出R 0通过电流I 0和干路电流I ，则R X =________。 2.如图⑵，分别用电流表测出R 0通过电流I X 和干路电流I ，则R X =___ _____。 3.如图⑶，断开开关，读出电流表示数为I 1；闭合开关，读出电流表示数为I 2 ，则R X =_ __。 4.如图⑷，断开开关，读出电流表示数为I 1；闭合开关，读出电流表示数为
接地电阻测量实验报告范文 为了了解接地装置的接地电阻值是否合格、保证安全运行，同时根据配电设备维护规程的有关规定，我部于20xx 年3月1日上午8:00 对乐民原料部弓角田煤矿各变配电点的接地及其各变压器对地绝缘情况进行测量试验。试验过程及试验结果分析报告如下： 一、试验前的准备： 1、制订试验方案： 前期，我们组织机电队人员一起到现场查看接地装置，查找接地极的适合试验的位置，制订、讨论、修改试验方案，提出试验中的注意事项。 2、试验方法： 接地电阻表本身备有三根测量用的软导线，可接在E、P、C三个接线端子上。接在E端子上的导线连接到被测的接地体上，P端子为电压极，C端子为电流极（P、C都称为辅助接地极），根据具体情况，我们准备采用两种方式测量：（1）、将辅助接地极用直线式或三角线式，分别插入远离接地体的土壤中；（2）、用大于25cm×25cm的铁板作为辅助电极平铺在水泥地面上，然后在铁板下面倒些水，铁板的布放位置与辅助接地极的要求相同。两种方法我们都采取接地体和连接设备不 断开的方式测量，接地电阻电阻表将倍率开关转换到需要的量程上，用手摇发电机手柄，以每分钟120转/分以上的速度转时，使电阻表上的仪表指针趋于平衡，读取刻盘上
的数值乘以倍率即为实测的接地电阻值。 3、试验工具： 我们准备好ZC29B-2型接地电阻测试仪、ZC110D-10（0~2500MΩ）型摇表、万用表、铜塑软导线（BVR 1.5mm2）、测电笔、接地极棒和接地板等试验用具及棉纱等辅助材料。 二、试验过程： 1、3月1日上午，现场试验人员进行简单碰头，并进行分工：由帅锐进行测量、值班人员蔡富贵和彭余坤配合操作、陈应沫记录、班长方兴华负责监护； 2、8:45试验开始； 3、测量辅助接地极间及与测量接地体间的距离； 4、采取第一种方法，将接地极棒插入到土壤中并按照图纸接好线； 5、将测量接地体连接处与连接端子牢靠连接； 6、将导线与接地电阻表接好； 7、校正接地电阻表； 8、测量并记录数据；（试验数据见附表） 9、采取第二种方法，测量并记录数据； 10、整个试验过程结束。 恒鼎实业弓角田煤矿春季预防性试验设备外壳接地测试记录 恒鼎实业弓角田煤矿春季预防性试验变压器绝缘测试记录 使用仪器： ZC29B-2型接地电阻测试仪
电阻测量方法归纳总结 电路图 电路图 2 1V V I I >>2 1A A U U >>R
伏安法测电压表阻 U 、I R V 伏安法测电流表阻 U 、I R A 、电桥法 电路图 已知量 待求量 结果 比较电流 I 1、I 2、R 0 R g2 比较电压 U 1、U 2、 R 0 R v2 利用电键多次测 量 I 1、I 2、R R x 、欧姆表 R 0 R x 调节R 0，使两次I 相同，则R x =R 0 I U R V = R U I U R V - = I U R A = 0R I U R A -= 2 12 02U U U R R V -=2 21 02) (I I I R R g -=∵I 2R =I 1R x ∴R x = I 2R /I 1 4 321R R R R =
5、半偏法测电阻 电路图电路图 误差分析：R偏小误差分析：R偏大 图1
图2
【练习】 1、例1.一个未知电阻Rx无法估计其电阻值，某同学用伏安法测电阻的两种电路各测量一次，如图所示，按甲图测得数据是 3.0V、3.0mA,按乙图测得数据是 2.9V、4.0mA,由此可知按＿＿＿图所示的电路测量的误差较小， Rx 的真实值更接近于＿＿＿＿Ω 。 【例1】要测量电压表V1的阻RV，其量程为2V，阻约2KΩ。实验室提供的器材有：电流表A，量程0.6A，阻约0.1Ω；电压表V2，量程5V，阻为5KΩ；定值电阻R1，阻值30Ω；定值电阻R2，阻值为3KΩ；滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；电源E，电动势6V，阻约0.5Ω；开关S一个，导线若干。 ①有人拟将待测电压表V1 和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测出V1 的电压和电流，再计算出RV。 该方案实际上不可行，其最主要的原因是 ? ②请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1阻RV的实验电路。要 求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成。试画出 符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代 号： ③由上问写出V1阻RV的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。 【例2】一电流表的量程标定不准确，某同学想测量该电流表的实际量程Im。所用器材有： 量程不准的电流表A1 ,阻=10.0Ω，量程标称5.0mA；标准电流表,阻=45.0Ω,量程1.0mA ；标准电阻阻值 10.0Ω ；滑动变阻器R,总电阻为300.0Ω ；电源E，电动势3.0V，阻不计；保护电阻；开关S；导线。请设 计电路并计算 【例3】用以下器材测量一待测电阻：待测电阻Rx的阻值（40~80欧）；电源E，电动势约为2.0V，阻r=2欧； 电流表A，量程为50mA，阻r=20欧；电阻R0=30欧单刀双掷开关K，导线若干。请作出实验电路及Rx 的表达式。 【例4】为了测量一个量程为3.0 V的电压表的阻，可以采用图示的电路，在测量时，可供选择的步骤如下： A.闭合开关S ； B.将电阻箱R0的阻值调到最大； C.将电阻箱R0的阻值调到零； D.调节电阻箱R0的阻值，使 电压表示数为 1.5 V，读出此时电阻箱R0的阻值；E. 调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为3.0 V；F. 断开开关S；G.将滑动变阻器的滑动触头调到b端；H.将滑动变阻器的滑动触头调到a端。 上述操作步骤中，必要的操作步骤按合理顺序排列应为。若在步骤Ｄ中，读出R0的值为2400Ω，则电压表的阻RV = Ω。用这种方法测出的阻RV与其真实值相比偏。
高中物理测定金属的电阻率实验检测题 1．(2019·天津高考)现测定长金属丝的电阻率。 (1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是________mm 。 (2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻R x 约为100 Ω，在方框中画出实验电路图，并标明器材代号。 电源E (电动势10 V ，内阻约为10 Ω) 电流表A 1(量程0～250 mA ，内阻R 1＝5 Ω) 电流表A 2(量程0～300 mA ，内阻约为5 Ω) 滑动变阻器R (最大阻值10 Ω，额定电流2 A) 开关S 及导线若干 (3)11A 2的读数为I 2，则这段金属丝电阻的计算式R x ＝________。从设计原理看，其测量值与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“相等”)。 解析：(1)d ＝20.0×0.01 mm ＝0.200 mm 。 (2)本题中测量金属丝的电阻，无电压表，故用已知内阻的电流表A 1充当电压表；由于A 1的内阻已知，因此A 2应采用外接法；由于电流表A 1的额定电压U A1＝I m R 1＝1.25 V ，比电源电动势小得多(或滑动变阻器的总电阻比待测电阻的阻值小得多)，故电路采用分压式接法，电路图如图所示。 (3)当电流表A 1、A 2读数分别为I 1、I 2时，通过R x 的电流为I ＝I 2－I 1，R x 两端电压U ＝I 1R 1，故R x ＝U I ＝ I 1R 1 I 2－I 1 ，不考虑读数误差，从设计原理看测量值等于真实值。 答案：(1)0.200(0.196～0.204均可) (2)见解析图 (3) I 1R 1 I 2－I 1 相等 2．(2019·江苏高考)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下： (1)螺旋测微器如图所示。在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动________(选填“A ”“B ”或“C ”)，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。
恒定电流电阻测量方法归纳 电阻测量一直是高中物理电学实验中的重头戏，高中物理教材中编排的电学实验对电阻的测量仅仅给出了一个大概的框架，实际上电阻的测量方法很多，了解并掌握电阻的测量方法可以使学生对电学知识的理解更加深刻和透彻。 一、基本方法-----伏安法（V-A法） 伏安法测量电阻主要涉及测量电路的选择，控制电路的选择和实 验器材的选择。 1、原理：根据部分电路欧姆定律。 图1 2、控制电路的选择 控制电路有两种：一种是限流电路（如图1）；另一种是分压电路。（如图2） （1）限流电路是将电源和可变电阻串联，通过改变电阻的阻值，以达到改变电路的电流，但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能量；一般在两 种控制电路都可以选择的时候，优先考虑限流电路。 （2）分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来，再从可变电阻的 两个接线柱引出导线。如图2，其输出电压由ap之间的电阻决定，这 样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列三种情况下，一定要使用分压电路： ①要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。
② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3、测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻，所以测量电路有两种：即电流表内接和电流表外接。 （1）电流表内接和电流表外接的电路图分别见图3、图4 （2）电流表内、外接法的选择， ①、已知R V 、 R A 及待测电阻R X 的大致阻值时可以利用相对误差判断 若A X R R ＞ X V R R ，选用内接法，A X R R ＜X V R R ，选用外接法 ②不知R V 、 R A 及待测电阻R X ，采用尝试法，见图5，当电压表的一端分别接在a 、b 两点时，如电流表示数有明显变化，用内接法；电压表示数有明显变化，用外接法。 （3）误差分析： 内接时误差是由于电流表分压引起的，其测量值偏大，即 R 测 ＞R 真(R 测=R A +R X );
实验目的 1、掌握惠斯通电桥测量电阻的原理及操作方法，理解单臂电桥测电阻的“三端”法接线的意义； 2、掌握开尔文电桥测量电阻的原理及操作方法； 3、熟悉综合性电桥仪的使用方法及电桥比率和比率电阻的选择原则。 实验原理 电阻是电路的基本元件之一，电阻的测量是基本的电学测量。用伏安法测量电阻，虽然原理简单，但有系统误差。在需要精确测量阻值时，必须用惠斯通电桥，惠斯通电桥适宜于测量中值电阻(1～106Ω)。 惠斯通电桥的原理如图1所示。标准电阻R 0、R 1、R 2和待测电阻R X 连成四边形，每一条边称为电桥的一个臂。在对角A 和C 之间接电源E ，在对角B 和D 之间接检流计G 。因此电桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。当开关K E 和K G 接通后，各条支路中均有电流通过，检流计支路起了 沟通ABC 和ADC 两条支路的作用，好象一座“桥”一样，故称为“电桥”。适当调节R 0、R 1和R 2的大小，可以使桥上没有电流通过，即通过检流计的电流I G = 0，这时，B 、D 两点的电势相等。电桥的这种状态称为平衡状。 图6-l 惠斯通电桥原理图 态。这时A 、B 之间的电 势差等于A 、D 之间的电势差，B 、C 之间的电势差等于D 、C 之间的电势差。设ABC 支路和ADC 支路中的电流分别为I 1和I 2，由欧姆定律得 I 1 R X = I 2 R 1 I 1 R 0 = I 2 R 2 两式相除，得 102 X R R R R = (1) (1)式称为电桥的平衡条件。由(1)式得 1 02 X R R R R = (2) 即待测电阻R X 等于R 1 / R 2与R 0的乘积。通常将R 1 / R 2称为比率臂，将R 0称为比较臂。 2.双电桥测低电阻的原理 图1
电阻测量实验专题 1、某工厂装配车间有一个纯电阻元件，其上标有“1*V，6W”字样，其中额定电压值不清，估计在10V～19V之间，若要正确使用这个元件，需找出它的额定电压值。现在实验室中有以下实验器材：一个蓄电池(电压约6V)，一只电流表④(量程：0～0．6A，0～3A)，两个开关，导线若干．另外，还有可供选择的定值电阻Ro，分别为：A．1Ω.. B．30ΩC．500ΩD．请你利用上述器材，通过实验测量，找出此元件的额定电压值。 (1)根据学过的电功率公式，只要测量出元件的某一物理量_______________，即可 计算出它的额定电压值； (2)为较准确地测量，电流表的量程应选：，选用的定阻电阻Ro(要求从四个电阻中 任选一个)为__________________； (3)在右方框中画出实验电路图． (4)按照你设计的电路图，补全下列实验步骤，并写出 实验中要测量的物理量(用字母表示)． a．连接电路． b．. c. . d．断开电路，整理器材． e．用测得的物理量和已知物理量表示计算元件额定电压的公式为： U额＝___________________________ 2、（2011?潮阳区模拟）小明用如图甲所示的实验电路做“测量小灯泡的电阻”实验． （1）图甲中的①和②表示电表，请你指出它们分别代表什么电表，①是________表，②是_______表．（2）小明刚连接完最后一根导线，立即看到灯泡发出明亮的光．在一旁观察的小雨一惊，提醒小明实验中有问题．小明想：我的实验连线没有出问题啊！请你帮助小明找出实验中两个操作不当之处： ①_________________；②________________________． （3）当小明调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压为2.5V，电流表的读数如图乙所示，则此时小灯泡的电阻是_________Ω． （4）做完实验后，小明将“测小灯泡的电阻”实验与“测定小灯泡的电功率”实验进行比较，发现这两个实验有许多相似的地方，也有不同之处．请你写出一个不同之处：________________________________
高中物理电阻测量方法归纳总结 说明：本文归纳并整理了电阻的测量各种方法，这些方法都是全体物理教师集体智慧的结晶，期望能使学生对高中物理电学知识的学习有所帮助，同时感谢那些为无私奉献，愿意分享的物理教师！ 电阻测量一直是高中物理电学实验中的重头戏，高中物理教材中编排的电学实验对电阻的测量仅仅给出了一个大概的框架，实际上电阻的测量方法很多，了解并掌握电阻的测量方法可以使学生对电学知识的理解更加深刻和透彻。 一、基本方法-----伏安法（V-A 法） 伏安法测量电阻主要涉及测量电路的选择，控制电路的选择和实验器材的选择。 1、原理：根据部分电路欧姆定律。 2、控制电路的选择 控制电路有两种：一种是限流电路（如图1）；另一种是分压电路。（如图2） （1）限流电路是将电源和可变电阻串联，通过改变电阻的阻值，以达到改变电路的电流，但电流的改变是有一定范围的。其优点是 节省能量；一般在两种控制电路都可以选择的时候，优先 考虑限流电路。 （2）分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来，再从可变电阻的两个接线柱引出导线。如图2，其输出电压由ap 之间的电阻决定，这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源 的电动势。在下列三种情况下，一定要使用分压电路： 图 1
① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3、测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻，所以测量电路有两种：即电流表内接和电流表外接。 （1）电流表内接和电流表外接的电路图分别见图3、图4 （2）电流表内、外接法的选择， ①、已知R V 、 R A 及待测电阻R X 的大致阻值时可以利用 相对误差判断 若A X R R ＞X V R R ，选用内接法，A X R R ＜X V R R ，选用外接法 ②不知R V 、 R A 及待测电阻R X ，采用尝试法，见图5，当 电压表的一端分别接在a 、b 两点时，如电流表示数有明显变 化，用内接法；电压表示数有明显变化，用外接法。 （3）误差分析： 内接时误差是由于电流表分压引起的，其测量值偏大，即 R 测 ＞R 真(R 测=R A +R X ); 外接时误差是由于电压表分流引起的，其测量值偏小，即 R 测＜R 真(V X V X R R R R R += 测) 4、伏安法测电阻的电路的改进 图5 图 3 图4
电容、电阻测量实验报告 实验目的：1、掌握电容测量的方案，电容测量的技术指标 2、学会选择正确的模数转换器 3、学会使用常规的开关集成块 4、掌握电阻测量的方案，学会怎样达到电阻测量的技术指标 实验原理： 一、数字电容测试仪的设计 电容是一个间接测量量，要根据测出的其他量来进行换算出来。 1）电容可以和电阻通过555构成振荡电路产生脉冲波，通过测出脉宽的时间来测得电容的值 T=kR C K和R是可知的，根据测得的T值就可以得出电容的值 2）电容也可以和电感构成谐振电路，通过输入一个信号，改变信号的输入频率，使输入信号和LC电路谐振，根据公式W=1/ √LC就可以得到电容的值。 二、多联电位器电阻路间差测试仪的设计 电阻是一个间接测试量，他通过测得电压和电流根据公式R=U/I得出电阻的值 电阻测量分为恒流测压法和恒压测流法两种方法 这两种方法都要考虑到阻抗匹配的问题 1）恒流测压法 输入一个恒流，通过运放电路输出电压值，根据运放电路的虚断原理得出待测电阻两端的电压值，就可以得出待测电阻的阻值。 2）恒压测流法 输入一个恒压，通过运放电路算出电流值，从而得出电阻值 方案论证：数字电容测试仪 用555组成的单稳电路测脉宽 用555构成多谐振荡器产生触发脉冲 多谐振荡器产生一个占空比任意的方波信号作为单稳电路的输入信号。 T1=0.7*（R1+R2）*C T2=0.7*R2*C 当R2〉〉R1时，占空比为50% 单稳电路是由低电平触发，输入的信号的占空比尽量要大 触发脉冲产生电路
电容测试电路 Tw=R*Cx*㏑3
R为7脚和8脚间的电阻和待测电容Cx构成了充放电回路，这个电阻可以用一个拨档开关来选择电容的测试挡位。当待测电容为一大电容时，选择一个小电阻；当电容较小时，选择一个较大的电阻。使输出的脉宽不至于太大或者太小，用以提高测量的精度和速度。 R*C不能取得太小，R*C*㏑3≥T2，如果R*C取得太小，使得充放电时间太小，当来一个低电平时，电路迅速充电完毕，此时输入信号仍然处于低电平状态，输出电压为高电平，此时的脉宽就与RC无关，得到的C值就不是所要测的电容值。 仿真波形： 、 从仿真波形可以看出Tw=1.1058ms 根据公式Tw=1.1*R*C可以得出C=100uf 多联电位器电阻路间差测试仪设计方案 软件设计流程图 主程序流程图：
电阻的测量专题 1.（2019威海，25）图甲是测量定值电阻R阻值的实验电路图。 （1）闭合开关S，当电压表的示数为2.4V时，电流表示数如图乙所示，则R的阻值为Ω；调节滑片P的位置，进行多次测量，其目的是。 （2）实验过程中，发现电流表示数突然变大，电压表示数几乎为零，则电路故障可能是。 2.（2019乐山，38）小明利用如图甲所示电路图来测量电源电压U和电阻R1的阻值 （1）请按照图甲所示的电路图，用笔画线表示导线，在图乙中完成实物连接。要求：闭合开关后，当滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表示数增大； 最大阻值为Ω。 3.（2019南京，28）有两只阻值未知的定值电阻R1、R2。 （1）图甲是用伏安法测R1阻值的实物电路，电源电压恒为3V，滑动变阻器最大阻值为10Ω。 ①甲图中有一根导线连接错误，请在该导线上画“×”并在图上改正（所画的导线用实线且不能交叉）。 ②改正电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，两电表均无示数，其原因可能是（填字母）。 A．滑动变阻器断路 B．R1断路 C．R1短路 ③故障排除后，正确操作实验器材，移动滑片，当电压表示数为1.2V时，电流表示数如图乙所示，则待测电阻R1＝Ω。
④现有以下三组数据，分析可知，不可能通过以上实验获得的数据有（填序号）。 （2）图丙是能巧测R2阻值的实验电路图。图中R为电阻箱，R0为定值电阻（阻值未知）。要求仅利用电阻箱读数表达R2的阻值请在空白处填上适当内容。 ①将开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置，记下； ②将开关接b，调节，保持不变，记下； ③则R2＝。 4.（2019年郴州，27）为了测量电源电压和定值电阻，某物理小组设计了如图甲所示的电路。 （1）根据图甲所示电路，用笔画线表示导线，将实物电路补充完整； （2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应放在（选填“a”或“b”）端； （3）假设电源电压恒为U0，定值电阻的阻值为R1．如果电压表示数用U表示，电流表示数用I表示，则U与I的关系式为U＝（用U0、I、R1表示）； （4）检查电路无误后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，进行多次实验，记录电流表和电压表的读数，并画出了U﹣I图象，如图丙所示。图象是一条直线，与U、I坐标轴分别交于3V和0.6A处。由此可知，电源电压U0＝V，定值电阻R1＝Ω。
高中物理电阻测量方法归纳总结 说明：本文归纳并整理了电阻的测量各种方法，这些方法都是全体物理教师集体智慧的结晶，期望能使学生对高中物理电学知识的学习有所帮助，同时感谢那些为无私奉献，愿意分享的物理教师！ 电阻测量一直是高中物理电学实验中的重头戏，高中物理教材中编排的电学实验对电阻的测量仅仅给出了一个大概的框架，实际上电阻的测量方法很多，了解并掌握电阻的测量方法可以使学生对电学知识的理解更加深刻和透彻。 一、基本方法-----伏安法（V-A法） 伏安法测量电阻主要涉及测量电路的选择，控制电路的选择和实验器材的选择。 1、原理：根据部分电路欧姆定律。 2、控制电路的选择 控制电路有两种：一种是限流电路（如图1）；另一种是分压电路。（如图2）（1）限流电路是将电源和可变电阻串联，通过改变电阻的阻值，以达到改变电路的电流，但电流的改变是有一定范围的。其优点是 节省能量；一般在两种控制电路都可以选择的时候，优先 考虑限流电路。 图1 （2）分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来，再从 可变电阻的两个接线柱引出导线。如图2，其输出电压由ap之间的电阻决定，这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源 的电动势。在下列三种情况下，一定要使用分压电路：
① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3、测量电路 由于伏特表、安培表存在电阻，所以测量电路有两种：即电流表内接和电流表外接。 （1）电流表内接和电流表外接的电路图分别见图3、图4 （2）电流表内、外接法的选择， ①、已知R V 、 R A 及待测电阻R X 的大致阻值时可以利用 相对误差判断 若A X R R ＞X V R R ，选用内接法，A X R R ＜X V R R ，选用外接法 ②不知R V 、 R A 及待测电阻R X ，采用尝试法，见图5，当 电压表的一端分别接在a 、b 两点时，如电流表示数有明显变 化，用内接法；电压表示数有明显变化，用外接法。 （3）误差分析： 内接时误差是由于电流表分压引起的，其测量值偏大，即 R 测 ＞R 真(R 测=R A +R X ); 外接时误差是由于电压表分流引起的，其测量值偏小，即 R 测＜R 真(V X V X R R R R R += 测) 4、伏安法测电阻的电路的改进 图5 0 图3 图4
巨磁电阻实验报告 【目的要求】 1、 了解GMR 效应的原理 2、 测量GMR 模拟传感器的磁电转换特性曲线 3、 测量GMR 的磁阻特性曲线 4、 用GMR 传感器测量电流 5、 用GMR 梯度传感器测量齿轮的角位移，了解GMR 转速（速度）传感器的原理 【原理简述】 根据导电的微观机理，电子在导电时并不是沿电场直线前进，而是不断和晶格中的原子产生碰撞（又称散射），每次散射后电子都会改变运动方向，总的运动是电场对电子的定向加速与这种无规散射运动的叠加。称电子在两次散射之间走过的平均路程为平均自由程，电子散射几率小，则平均自由程长，电阻率低。电阻定律 R=ρl/S 中，把电阻率ρ视为常数，与材料的几何尺度无关，这是因为通常材料的几何尺度远大于电子的平均自由程（例如铜中电子的平均自由程约34nm ），可以忽略边界效应。当材料的几何尺度小到纳米量级，只有几个原子的厚度时（例如，铜原子的直径约为0.3nm ），电子在边界上的散射几率大大增加，可以明显观察到厚度减小，电阻率增加的现象。 电子除携带电荷外，还具有自旋特性，自旋磁矩有平行或反平行于外磁场两种可能取向。早在1936年，英国物理学家，诺贝尔奖获得者N.F.Mott 指出，在过渡金属中，自旋磁矩与材料的磁场方向平行的电子，所受散射几率远小于自旋磁矩与材料的磁场方向反平行的电子。总电流是两类自旋电流之和;总电阻是两类自旋电流的并联电阻，这就是所谓的两电流模型。 在图2所示的多层膜结构中，无外磁场时，上下两层磁性材料是反平行（反铁磁）耦合的。施加足够强的外磁场后，两层铁磁膜的方向都与外磁场方向一致，外磁场使两层铁磁膜从反平行耦合变成了平行耦合。电流的方向在多数应用中是平行于膜面的。 无外磁场时顶层磁场方向 无外磁场时底层磁场方向 图 2 多层膜GMR 结构图 图3是图2结构的某种GMR 材料的磁阻特性。由图可见，随着外磁场增大，电阻逐渐减小，其间有一段线性区域。当外磁场已使两铁磁膜完全平行耦合后，继续加大磁场，电阻不再减 图3 某种GMR 材料的磁阻特性 磁场强度 / 高斯 电阻 \ 欧姆
电阻的测量实验题 一、填空题 1、（2分） 用伏安法测电阻R值如图所示，若K接b时，测得误差为50%，K接a时，测得误差为5%，已知电阻的准确值为500 ，这电流表的内阻为____。电压表内阻为____ 2、（2分） 用伏安法测电阻R值，如图所示，若K接b时，测得误差为50%，K接a时，测得误差为5%，已知电阻的准确值为500Ω，则电流表的内阻为____Ω，电压表的内阻为____Ω。 3、（2分） 采用内接法测电阻时，表示数为1.2V，示数为0.48A，表内阻为0.2Ω，则被测电阻的真实值为________Ω
4、（2分） 将电流表改装成伏特表的实验中，首先应测出电流表的内阻，一般用半偏法测定，电路如图所示，R1是阻值很大的变阻器，R2是电阻箱(阻值范围0～999欧或0～9999欧)。测量步骤为： (1)把___调到最大值，断开____，合上___，调节___使G的指针偏转为____。 (2)再合上____，调节____，使指针正好停在满刻度的____，则电流表的内阻R g=____值。 5、（2分） 在用伏安法测电阻的实验中，所用电压表的内阻约为20kΩ，电流表的内阻约为10Ω，选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图所示。 （1）根据各点表示的数据描出I－U图线，由此求得该电阻的阻值R x为____Ω（保留两位有效数字）； （2）画出此实验的电路原理图。 6、（2分） 把一个量程为6mA的电流表改装成欧姆表，如图所示。电源电动势为3V。a、b端分别为黑、红表笔。测电流表的3mA刻度处对应的电阻刻度值为____Ω。
V A 图1 R X0 I I X I V U A Ｖ R X0 图２ I A I X0 I U U A U X0 电阻测量 一、伏——安法 伏安法是用一个电压表V和一个电流表A来测量电阻，其测量 原理：R X= U I 。实际测量中有电流表外接法和电流表 内接法两种电路。 设电压表V内阻为R V，电流表A内阻为R A，待测电阻 真实值为R X0，测量值为R X，通过R X0的电流为I。 测量时，电压表V的示数为U，电流表A的 示数为I。 1、电流表外接法：小外偏小 2、电流表内接法：大内偏大 3、伏安法测电阻的电路的改进 如图3、图4的两个测电阻的电路能够消除电表的内阻带来的误差， 为什么？怎样测量？ 二、测电阻的几种特殊方法 1.只用电压表，不用电流表 图3 图4
图6 方法一：伏——伏法----是用两个电压表（其中一个内阻已知，另 一个内阻未知）测量电压表的内阻。 测量电路如图5所示。 电路满足：R V1》R ，R V2》R 。 设电压表V 1内阻R V1未知，电压表V 2内阻 R V2已知；电压表V 1示数为U 1，电压表V 2示数 为U 2。由图5可得： R V1= 11V U I R V2=22 V U I 通过电压表V 1、V 2的电流为I V1=I V2 由以上三式得：R V1= 1 2 U U R V2 方法二：伏——伏——R 法(变式：伏——伏——R X 法) 伏——伏——R 法是用两个电压表（内阻均未知）和一个定值电阻R 0测量电压表的未知内阻。 测量电路如图6所示。 电路满足：R V1》R ，R V2》R ，R 0》R 。 设电压表V 1示数为U 1，电压表V 2示数为U 2，电压表V 2的量程电压大于 电压表V 1的量程电压。实验测量电压表V 1的内阻R V1。由图6可得： R V1= 1 1V U I R 0=00 R R U I 定值电阻R 0 两端电压：U R0=U 2—U 1 图5
电阻测量方法汇总 电阻的测量是恒定电路问题中的重点，也是学生学习中的难点。这就要求学生能够熟练掌握恒定电路的基本知识,并能够灵活运用电阻测量的六种方法，从而提高学生的综合分析问题、解决问题的能力。 一．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+R X ） 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中央附近。（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最高档或OFF 档。 二．伏安法测电阻 1．原理：根据部分电路欧姆定律。 2．控制电路的选择 图 1 图2
湘潭大学实验报告 姓名：** 学号：***** 班级（专业）：采矿工程**班 课程：矿山电工学 实验名称：接地电阻的测量 实验日期：2013年12月4日
实验四接地电阻的测量 一、实验目的： 1、使学生掌握接地的种类、意义与接地方法。 2、使学生熟悉接地电阻测量仪的使用方法与测量方法。 二、主要知识点： 1、接地的概念与作用： 接地是电力系统为了满足系统运行的需要和保护设备或人身安全而常用的一种技术。接地靠接地装置来实现。接地装置主要由下列两部分组成： （1）接地体。接地体又叫做接地极，是指埋入地中直接与大地接触的金属导体。 （2）接地线。接地线是指电力设备与接地体相连接的金属导线。 接地体又分为人工接地体与自然接地体两种。人工接地体是指专门敷设的金属导体接地极，自然接地体是指直接与大地接触的各种金属构件，如建筑物的钢筋混凝土基础，金属导管等。被水泥包围住的导体只要是埋在地中也算接地体，因为受潮后的水泥的导电能力和上壤差不多。 电力系统的接地可分为正常接地和故障接地两类，正常接地又可分工作接地和保护接地两种。工作接地是为了满足系统运行的需要而装设的接地；其作用如下： ⑴降低人体的接触电压。在中性点绝缘的系统中，当一相接地，而人体又触及加一相时，人体所受到的接触电压将超过相电压而成为线电压，即为相电压的√3倍。当中性点接地时，因中性点的接地电阻很小，或近似于零，与地间的电位差亦近似于零，这时当一相碰地，而人体触及加一相时，人体的接触电压接近或等于相电压，因此降低了人体的接触电压。 ⑵迅速切断故障设备。在中性点绝缘系统中，当一相接地时接地电流很小，因此，保护设备不能迅速动作切断电流，故障将长期持续下去，对人体是危险的。 在中性点接地系统中就不同了，当一相接地时，接地电流成为很大的单相短路电流，保护设备能准确而迅速动作切断电源，使人体不致有触电危险。 ⑶降低电气设备和电力线路的设计绝缘水平。 如上所述，因中性点接地系统中一相接地时，其它两相的对地电压不会升高至相电压的√3倍，而是近似于或等于相电压。因此在中性点接地系统中，电气设备和线路在设计时，其绝缘水平只按相电压考虑。故降低了建设费用，节约了投资。 保护接地主要包括有防止人身触电的保护接地、防雷接地、防静电接地及防电磁场屏蔽接地等。 故障接地是指电力设备的带电体与大地之间的绝缘遭受损坏时，导体与大地相接触，电流直接流入大地（短路）。如电力设备的对地绝缘损坏，发生击穿，对地（外壳）短路，或者电场线路绝缘子闪络、断线、导线接地短路等，都是故障接地。 理论上,接地电阻越小,接触电压和跨步电压就越低,对人身越安全.但要求接地电阻越小,则人工接地装置的投资也就越大,而且在土壤电阻率较高的地区不易做到。在实践中,可利用埋设在地下的各种金属管道(易燃体管道除外)和电缆金属外皮以及建筑物的地下金属结构等作为自然接地体。由于人工接地装置与自然接地体是并联关系,从而可减小人工接地装置的接地电阻,减少工程投资。 在中性点接地的三相四线制中，零线常采用重复接地。 在有重复接地的低压供电系统中，当发生接地短路时，能降低零线的对地电压；当零线断线发生断裂时，能使故障程度减轻，照明线路能避免因零线断线而引起的烧毁灯泡的