实验5 比体积电阻、比表面电阻的测定

表面电阻的测试方法哇塞，表面电阻的测试方法可太重要啦！那到底怎么测试表面电阻呢？别急，且听我慢慢道来。

首先呢，测试表面电阻需要准备一些专门的仪器，比如高阻计等。

然后具体的步骤如下：将被测样品放置在一个平整、清洁且绝缘的平面上，确保样品表面没有灰尘、油污等污染物，这一点可千万不能马虎呀！接着，将测试电极轻轻地放置在样品表面上，要保证电极与样品表面良好接触哦。

之后开启高阻计，按照仪器的操作说明进行测量。

在这个过程中呀，有几个注意事项得牢记，比如要确保测试环境的温度和湿度稳定，不然会影响测量结果的准确性哟；还有呀，每次测量前都要对电极进行校准，不然数据可能就不靠谱啦。

在测试过程中，安全性和稳定性那也是至关重要的呀！毕竟使用的是电气仪器呢。

必须要确保仪器的正常运行和操作人员的安全。

就好像走钢丝一样，得小心翼翼的，不能有丝毫差错。

如果仪器出现故障或者不稳定，那可就糟糕啦，就像一辆车在高速路上突然抛锚一样让人头疼！所以呀，一定要做好仪器的维护和保养工作，定期检查和校准，这样才能保证测试的顺利进行呢。

那表面电阻的测试方法有啥应用场景和优势呢？这可多了去啦！比如说在电子行业，它可以用来检测电子元件的绝缘性能，这就好比是给电子元件做一次全面的体检，看看它们是不是健康呀！在防静电领域，它能帮助我们确定防静电材料的性能是否达标，就像给运动员打分一样，判断他们是否合格。

而且这种测试方法简单快捷呀，能迅速得到结果，不用像等火车一样漫长。

我就给你讲个实际案例吧。

有一次，一家工厂生产了一批防静电地板，但是不确定它们的防静电性能是否合格。

于是就采用了表面电阻测试方法进行检测。

结果发现，有一部分地板的表面电阻值不符合标准。

哎呀呀，这可把工厂的人急坏啦！后来经过仔细排查，发现是生产过程中出现了一些问题。

通过及时调整生产工艺，最终生产出了合格的防静电地板。

你看，这不就是表面电阻测试方法的实际应用效果嘛，就像一个小侦探一样，找出问题的根源呢！所以呀，表面电阻的测试方法真的是超级重要的呀！它就像是一把钥匙，能打开我们了解材料性能的大门呢！我们一定要重视它，好好利用它，让它为我们的生产和生活服务呀！。

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。

实验十五聚合物的体积电阻系数和表面电阻系数的测定一、实验目的1．掌握聚合物体积电阻系数和表面电阻系数的测试方法；2．比较极性与非极性聚合物的电阻系数数值范围。

二、实验原理材料的导电性是由于其内部存在传递电流的自由电荷，即载流子，在外加电场作用下，这些载流子作定向移动，形成电流。

导电性优劣与材料所含载流子的数量、运动速度有关。

常用电阻系数（电阻率）ρ或电导系数（电导率）σ表征材料的导电性，它们是一些宏观物理量，而载流子浓度和迁移率则是表征材料导电性的微观物理量。

大量高聚物是作为绝缘材料使用的，但具有特殊结构的高聚物可能成为半导体、导体，甚至人们提出了超导体的模型。

决定高聚物导电性的因素有化学结构、分子量、凝聚态结构、杂质以及环境（温度、湿度等）等。

饱和的非极性高聚物具有很好的电绝缘性能，理论上计算它们的电阻系数可达到1023欧姆·米，而实测值要小几个数量级，说明高聚物中除自身结构以外的因素（如残留的催化剂、各种添加剂等）对导电性能产生了不小的影响。

极性高聚物的电绝缘性次之，微量的本征解离产生导电离子，此外，残留的催化剂、各种添加剂等都可以提供导电离子。

而一些共轭高聚物如聚乙炔则可制成半导体材料，这是由于主链上π轨道相互交叠，π电子有较高的迁移率。

但是它们的导电性实际并不高，原因是受到电子成对的影响，电子成对后，只占有一个轨道，空出另一个轨道，两个轨道能量不同，电子迁移时必须越过轨道间的能级差，这样就限制了电子的迁移，材料导电率下降。

采用掺杂方法可以减小能级差，电子迁移速率提高。

Heeger（黑格，美国)、 MacDiarmid（麦克迪尔米德，美国）以及白川英树（日本）就成功地完成了用溴、碘掺杂聚乙炔，没有掺杂时聚乙炔的电导率为3.2X10-6Ω-1•cm-1，掺杂后竟达到了38Ω-1•cm-1，提高了1000万倍，接近金属铝和铜的电导率。

并且在发现聚乙炔的导电性后，黑格发现聚乙炔的磁性、电学、光学性质都异常。

如何测量体积和表面电阻率？6517B+8009测试体积电阻率，测量环氧树脂材料的体积电阻率。

体积和表面电阻率测试方法和步骤：1. 通过按Z-CHK启用零位检查。

2. 从测量类型中选择并配置所需的电阻率测量类型(电阻率)欧姆配置菜单的选项3.选择V-source调整模式。

与自动v源选择，仪器自动选择测量范围的最佳V源值(40v或400v)。

选择手动V-source后，选择V-source 范围和值。

的伏电源调整模式从CONFIGURE OHMS菜单的V-SOURCE项中选择。

4. 将被测样品与6517B型相连接。

连接到8009模型进行表面和体积电阻率测量。

5. 按R选择欧姆函数。

6. 如果选择手动v源调节模式，则使用光标和电压源调整按键设置电压水平的范围项可更改v源范围CONFIGURE V-SOURCE菜单。

注意，如果自动Vsource，则无法调整V-source。

7. 使用手动量程键选择欧姆测量量程，或选择自动量程。

注意,自动的范围选择,仪器不去2 TΩ/20 TΩ/200TΩ范围。

8. 再次按Z-CHK禁用零检查。

9. 在适当的通电时间(偏置)后，按下开关使v源处于工作状态，注意电阻率读数。

通常使用60秒的通电周期。

一个闪烁电压源操作LED表示v源已进入电流极限。

程序电压没有施加到负载上。

在这种情况下，尝试使用更低的测量电压。

10. 再次按下操作杆，使v源处于待机状态，并启用零止回阀。

详细可登陆了解。

体积电阻率测试原理：表面电阻率测试原理：仪器接线图改进的高灵敏度测量神州技测工程师（4008086255）表示，许多测试应用要求测量高级别材料的电阻率（面电阻率和体电阻率）。

传统测量方法是对样本施加足够高的电压，测量流经样本的电流，然后利用欧姆定律(R=V /I)计算其电阻。

虽然高阻材料和器件产生很小的电流，很难准确进行测量，但利用吉时利静电计和皮安计则可以成功地进行这种测量。

即使利用高精度仪器，材料中固有的背景电流使得进行准确测量较为困难。

电阻的测量实验报告1. 实验目的本实验旨在掌握电阻的测量方法，了解电阻的基本特性以及影响电阻的因素，并运用所学知识进行实际测量。

2. 实验仪器和材料- 多用途数字万用表- 不同阻值的电阻器- 电源- 连接线等其他辅助器材3. 实验原理电阻是指电流在导体内流动时，受到阻碍的大小。

电阻的单位为欧姆（Ω）。

电阻的大小取决于导体的材料、长度、横截面积以及温度等因素。

实验中常用的电阻测量方法有两种：串联法和并联法。

串联法在待测电阻两端连接其他电路元件，通过测量总电阻和其他电路元件的电压、电流来计算电阻值；而并联法则相反，待测电阻与其他电路元件并联，测量总电流和其他电路元件的电压来计算电阻值。

在实际测量中，根据实际情况选择合适的测量方法。

4. 实验步骤1. 将待测电阻与万用表连接至串联测量电路，确保连接线连接牢固。

2. 打开电源，调节电压至适宜范围。

3. 万用表选择电阻测量档，记录下测量结果。

4. 将待测电阻与万用表连接至并联测量电路，确保连接线连接牢固。

5. 打开电源，调节电压至适宜范围。

6. 万用表选择电阻测量档，记录下测量结果。

7. 重复以上步骤，使用不同阻值的电阻器进行测量，确保准确性和可靠性。

5. 实验数据记录与分析实验数据如下：电阻值（Ω）串联法测量（Ω）并联法测量（Ω）-10 10.12 9.8847 46.94 47.09100 99.89 100.11从数据可以看出，串联法和并联法的测量结果基本符合预期，都在待测电阻的附近。

6. 实验结果与讨论通过本次实验，我们掌握了电阻的测量方法，并运用实际测量到的数据进行分析。

电阻的测量结果可能会受到一些因素的影响，如电源的稳定性、接触电阻等。

为了提高测量结果的准确性，我们应该选择质量较好的电源，并保持测量线路的良好接触。

在实验中，由于测量仪器的精度有限，测量结果可能会略有误差。

我们可以通过多次测量取平均值的方法来降低误差。

此外，在实际应用中，应根据测量目的和所需精度选择合适的测量方法和仪器。

电阻的测量方法与实验导言：电阻是电流在电路中通过的阻碍物，是电器元件的重要参数之一。

准确测量电阻能够保证电路正常工作，因此电阻的测量方法和实验显得尤为重要。

本文将介绍常见的电阻测量方法和实验。

一、电桥法电桥法是一种常见的电阻测量方法，它基于电桥平衡原理进行测量。

常用的电桥有韦斯顿电桥和维尔斯通电桥。

其测量原理是通过调节电桥中的元件，使电桥平衡，从而获得电阻值。

实验步骤：1. 连接电桥电路；2. 将电阻待测物件连接到电桥的两端；3. 通过调节电桥中的元件，使电桥平衡；4. 记录电桥平衡时的电桥示数。

二、伏安法伏安法是一种利用欧姆定律测量电阻的方法。

通过测量电阻两端电压和电流的关系来求得电阻值。

实验步骤：1. 连接电路，将待测电阻连接到电压源和电流表之间；2. 调节电路中的电压源使电阻通电；3. 分别测量电阻两端的电压和电流，并记录数据；4. 根据欧姆定律计算电阻值。

三、滑线电阻法滑线电阻器是一种可以连续改变电阻值的仪器，通过滑线移动的位置，可以得到不同电阻值。

滑线电阻法可以用来测量未知电阻和校准仪器。

实验步骤：1. 连接电路，将待测电阻连接到滑线电阻器的两端；2. 将滑线电阻器调整到一个标准电阻值，并记录数据；3. 移动滑线电阻器的滑线，逐渐改变电阻值，直到电路平衡；4. 记录滑线电阻器上标注的电阻值，并计算待测电阻值。

四、差动电压法差动电压法是一种基于差模信号传输原理的电阻测量方法。

通过测量电阻两端的电压差，可以求得电阻值。

实验步骤：1. 连接电路，将电阻连接到测量仪器上；2. 调节测量仪器，选择差动电压模式；3. 测量电阻两端的电压差；4. 根据高斯定理计算电阻值。

五、四端测量法四端测量法是一种能够消除接线电阻对测量结果影响的方法。

通过将电流引入电阻的一端，测量电压位于另一端，可以准确测量电阻。

实验步骤：1. 连接电路，将电流源和测量仪器依次连接到电阻上；2. 调节电流源使电流通过电阻；3. 测量电阻两端的电压，并记录数据；4. 根据欧姆定律计算电阻值。

电阻率、体积电阻率、表面电阻率的区别与测定方法什么是电阻率？电阻跟导体的材料、横截面积、长度有关。

导体的电阻与两端的电压以及通过导体的电流无关。

导体电阻跟它长度成正比，跟它的横截面积成反比．(1)定义或解释电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。

用某种材料制成的长为1米、横截面积为1mm2米。

的导体的电阻，在数值上等于这种材料的、电阻率。

(2)单位在国际单位制中，电阻率的单位是欧姆·米。

一般常用的单位是欧姆·毫米2／米。

(3)说明①电阻率ρ不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关。

在温度变化不大的范围内，几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化，即ρ=ρo(1+at)。

式中t是摄氏温度，ρo是O℃时的电阻率，a是电阻率温度系数。

②由于电阻率随温度改变而改变，所以对于某些电器的电阻，必须说明它们所处的物理状态。

如一个220 V100 W电灯灯丝的电阻，通电时是484欧姆，未通电时只有40欧姆左右。

③电阻率和电阻是两个不同的概念。

电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性，电阻是反映物体对电流阻碍作用的属性。

什么是体积电阻率？体积电阻率，是材料每单位体积对电流的阻抗，用来表征材料的电性质。

通常体积电阻率越高，材料用做电绝缘部件的效能就越高。

通常所说的电阻率即为体积电阻率。

，式中，h是试样的厚度（即两极之间的距离）；S是电极的面积，ρv 的单位是Ω·m（欧姆·米）。

材料的导电性是由于物质内部存在传递电流的自由电荷，这些自由电荷通常称为载流子，他们可以是电子、空穴、也可以是正负离子。

在弱电场作用下，材料的载流子发生迁移引起导电。

材料的导电性能通常用与尺寸无关的电阻率或电导率表示，体积电阻率是材料导电性的一种表示方式。

简言之，在绝缘材料里面的直流电场强度与稳态电流密度之商,即单位体积内的体积电阻.什么是表面电阻率？表面电阻：在试样的某一表面上两电极间所加电压与经过一定时间后流过两电极间的电流之商；访伸展流主要为流过试样表层的电流,也包括一部分流过试样体积的电流成分.在两电极间可能形成的极化忽略不计.表面电阻率：在绝缘材料的表面层的直流电场强度与线电流密度之商,即单位面积内的表面电阻.材料说明A、通常,绝缘材料用于电气系统的各部件相互绝缘和对地绝缘,固体绝缘材料还起机械支撑作用.一般希望材料有尽可能高的绝缘电阻,并具有合适的机械、化学和耐热性能.B、体积电阻班组可作为选择绝缘材料的一个参数,电阻率随温度和湿度的京戏化而显著变化.体积电阻率的测量常常用来检查绝缘材料是否均匀,或都用来检测那些能影响材料质量而又不能作其他方法检测到的导电杂质.C、当直流电压加到与试样接触的两电极间时,通过试样的电流会指数式地衰减到一个稳定值.电流随时间的减小可能是由于电介质极化和可动离子位移到电极所致.对于体积电阻小于10的10Ω.m的材料,其稳定状态通常在1min内达到.因此,要经过这个电化时间后测定电阻.对于电阻率较高的材料,电流减小的过程可能会持续几分钟、几小时、几天,因此需要用较长的电化时间.如果需要的话,可用体积电阻率与关系来描述材料的特性. D、由于体积电阻总是要被或多或少地包括到表面电阻的测试中去,因些近似地测量表面电阻,测得的表面电阻值主要反映被测试样表面污染的程度.所以,表面电阻率不是表面材料本身特性的参数,而是一个有关材料表面污染特性的参数.当表面电阻较高时,它常随时间以不规则的方式变化.测量表面电阻通常都规定11min的电化时间.电阻率的测量方法和精度1、方法：测量高电阻常用的方法是直接法和比较法.直接法是测量加在试样上的直流电压和流过试样的电流而求得试样电阻.直接法主要有检流计法和直流放大法（高阻计法）比较法主要有检流计法和电桥法.2、精度：对于大于10的10Ω的电阻,仪器误差应在±20%的范围内；对于不大于10的10Ω的电阻,仪器误差应在±10%的范围内.3、保护：测量仪器用的绝缘材料一般只具有与被测材料差不多的性能.试样的测试误差可以由下列原因产生：①外来寄生电压引起的杂散电流通渠道.通常不知道它的大小,并且有漂移的特点；②测量线路的绝缘材料与试样电阻标准电阻器或电流测量装置的并联.使用高电阻绝缘奢侈可以改善测量误差,但这种方法将使仪器昂贵而又笨重,而且对高阻值试样的测量仍不能得到满意的结果.较为满意的改进方法是使用保护技术,即在所有主要的绝缘部位安置保护导体,通过它截信了各种可能引起误差的杂散电流；将这些导电联接在一起组成保护系统,并与测量端形成一个三端网络.当线路连接恰当时,所有外来寄生电压的杂散电流被子保护系统分流到测量电路以下,这就可大大减少误差的可能性.在系统的保护端和被保护端之间存在的电解电势,接触电势或热电运势较小时,均能补偿掉,使它们在测量中不引起显著误差.在电流测量中,由于被保护端和保护端之间的电阻与电流测量装置并联可能产生误差,因此前者至少应为电流测量装置输入电阻的10倍,最好为100倍.在电桥法测量中,保护端与测量端带有大致相同的电位,但电桥中的一个标准电阻与不保护端和保护端之间的电阻并联,因此,后者至少为标准电阻的10倍,最好20倍.在开始测试前先断开电源和试样的连线进行一次测量,此时设备应在它的灵敏度许可范围内指示无穷大的电阻.可用一些已知值的标准电阻业检查设备运行是否良好.体积电阻率为了测业体积电阻率,使用的保护系统应能抵消由表面电流引起的误差.对表面泄漏可忽略的试样,在测量体积电阻时可以去掉保护.在被保护电极与保护电极之间的试样表面上的间隙宽度要均匀,并且在表面泄漏不致引起测量误差的条件下间隙应尽可能窄,实际使用时最小为1MM.表面电阻率为测定表面电阻率,使用的保护系统应尽可能地抵消体积电阻引起的影响。

实验5 比体积电阻、比表面电阻的测定一、 实验目的1、加深理解比体积电阻、比表面电阻的物理意义。

2、掌握绝缘电阻测试仪（高阻计）的使用方法。

二、实验原理将平板状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层上的电流之比，称为表面电阻Rs 。

若试样长度为1厘米，两电极间的试样宽度为1厘米，则这时的Rs 就是该试样的比表面电阻ρs ，单位为欧姆。

同理，施于两电圾上的直流电压和流过电极间试样体积内的电流之比，称为体积电阻Rv 。

若试样厚度为1厘米，测量电极面积为1平方厘米，则这时的Rv 值即为该试洋的比体积电阻ρv ，单位为欧姆·厘米。

通常，在提到“比电阻”而又没有特别注明的时候就是指ρv 。

ρs 和ρv 一般用绝缘电阻测试仪（超高阻仪）法和检流计法测定。

绝缘电阻测试仪的主要原理如图所示。

测试时，被测试样Rx 与高阻抗直流放大器的输入电阻R 0串联，并跨接于直流高压测试电源上。

放大器将其输入电阻R 0上的分压信号经放大后输出给指示仪表CB ，由指示仪表可直接读出Rx 值。

本实验计算公式如下：1、 Rv = 0U U R 0 2、ρv = Rvt Ae 3、Ae =4π(d1+g)2 = 21.237(cm 2) 式中： Rv — 体积电阻t — 被测试样厚度（cm ）d1 — 测量电极直径（5cm ）g — 测量电极与保护电极间隙（0.2cm ）4、ρs = Rs ϕπ25、φ = ln12d d 式中： d1 —— 测量电极直径(5cm)d2 —— 保护电极(环电极)内径(5.4cm)三、实验设备、用具及试样1、 绝缘电阻测试仪2、 酚醛树脂标准试样2块，规格：100×100×2mm四、实验步骤1、照仪器面板，熟悉各开关、旋钮。

2、将体积电阻-表面电阻转换开关指在所需位置：当指在Rv 时，高压电圾加上测试电压，保护电极接地；当指在Rs 时，保护电极加上测试电压，高压电极接地，如图：3、校正高阻仪的灵敏度．4、将被测试祥用导线(屏蔽线)接至Rx 测试端钮。

体积电阻系数和表面电阻系数测定一、实验目的了解测定高分子材料体积电阻系数和表面电阻系数测定的基本原理。

掌握高分子材料材料体积电阻系数和表面电阻系数测定的测定方法。

二、实验原理本方法是对试样施加直流电压，采用高阻计或检流计测定试样体积电流方向的直流电场 强度和该处电流密度。

直流电场强度与该处电流密度之比，即为体积电阻系数ρV =R V Sd式中 ρV 体积电阻系数，Ω·cm R V 体积电阻，Ω S 测试电极面积 d ： 试样厚度，mm沿试样表面电流方向的直流电场强度与单位长度的表面传导电流之比，即表面电阻系数， ρS = R S2∏Ln （d 2/d 1）式中 ρS 表面电阻系数，Ω R S 表面电阻，Ωd 2 电极直径， cm d 1 保护电极内径，cm本方法适用于固体电工绝缘材料如绝缘漆、树脂和胶、浸渍纤维制品、层压制品、云母 及其制品、塑料、薄膜复合制品、陶瓷和玻璃等的体积电阻系数和表面电阻系数的测试。

对 有些绝缘材料和橡校及橡胶制品、薄膜等的上述性能实验可按有关标准进行。

三、实验原料高密度聚乙烯圆片 直径100mm 厚度3mm四、实验设备精密变流稳压器 Ys8I-3000VA 宜昌电工仪器厂 微电流测试仪 上海第六电表厂 高阻计 上海第六电表厂五、实验条件实验电压为100—1000V,误差范围±5%实验环境常态实验温度为20±5%相对湿度65±5%本实验为板状试样其与电极配置如右图：六、实验步骤1.将处理好的试样放在电极上装好，调至表面电阻档。

2.估计材料电阻，调至所估计的档位，对材料充电15s，然后测试读取数值3.放电一分钟后，更换为体积点阻档，充电15s，测试读出体积电阻值4.按相同方法测试三组试样七、实验结果表1 实验参数项目数值平板测量电极直径/d150mm平板保护电极内径/d254mm保护电极和测量电极间厚度2mm充电时间15s表2 电阻数据试样号表面电阻/Ω体积电阻/Ω厚度/mm1 7.1×10157.8×1015 3.002 7.0×1015 6.9×1015 3.003 7.1×10157.0×1015 3.00 计算结果表面电阻系数ρS = R S 2∏Ln（d2/d1）式中 ρS 表面电阻系数，Ω R S 表面电阻，Ωd 2 电极直径， cm d 1 保护电极内径，cm 以第一组数据为例，代入数据得： ρS =7.1×1015×2×3.14Ln （5.4/5）＝5.79×1017Ω体积电阻系数 ρV =R V Sd式中 ρV 体积电阻系数，Ω·cm R V 体积电阻，ΩS 测试电极面积 d ： 试样厚度，mm 以第一组数据为例，代入数据得：ρV =7.8×1015× 20.25*53.00＝1.62×1016Ω·cm同理得出其它组数据如下表：表3.体积电阻系数和表面电阻系数1 1.62×1016 5.79×10172 1.44×1016 5.71×10173 1.46×1016 5.79×1017 平均值1.51×10165.76×1017材料体积电阻系数为1.51×1016Ω·cm ；表面电阻系数为5.76×1017Ω八、结果讨论九、思考题1、实验表面粗糙程度对实验的影响：答：表面不平整，会导致电极不能平行排列，电极间不能形成直线的直流电场，产生误差》2、环境温度对测试结果的影响：答：非极性聚合物不存在导电离子，导电载离子来源于杂质，加工中引入的可分解分子，由于热离解和偶合平衡，当温度变化时平衡被打破，会影响实验结果3、分子结构和聚集态结构对材料体积电阻、表面电阻的影响：答：非极性聚合物没有导电离子，绝缘性能很好，如聚乙烯等；高极性聚合物，可能发生微量本征解离，提供本征的导电离子，如聚酰胺，电阻率在1012～1016Ω·m；共轭高聚物是高分子导电材料，由于共轭效应，电场作用下∏电子可以在共轭体系上定向运动而导电，电阻大幅下降。

实验十五聚合物的体积电阻系数和表面电阻系数的测定一、实验目的1．掌握聚合物体积电阻系数和表面电阻系数的测试方法；2．比较极性与非极性聚合物的电阻系数数值范围。

二、实验原理材料的导电性是由于其内部存在传递电流的自由电荷，即载流子，在外加电场作用下，这些载流子作定向移动，形成电流。

导电性优劣与材料所含载流子的数量、运动速度有关。

常用电阻系数（电阻率）ρ或电导系数（电导率）σ表征材料的导电性，它们是一些宏观物理量，而载流子浓度和迁移率则是表征材料导电性的微观物理量。

大量高聚物是作为绝缘材料使用的，但具有特殊结构的高聚物可能成为半导体、导体，甚至人们提出了超导体的模型。

决定高聚物导电性的因素有化学结构、分子量、凝聚态结构、杂质以及环境（温度、湿度等）等。

饱和的非极性高聚物具有很好的电绝缘性能，理论上计算它们的电阻系数可达到1023欧姆·米，而实测值要小几个数量级，说明高聚物中除自身结构以外的因素（如残留的催化剂、各种添加剂等）对导电性能产生了不小的影响。

极性高聚物的电绝缘性次之，微量的本征解离产生导电离子，此外，残留的催化剂、各种添加剂等都可以提供导电离子。

而一些共轭高聚物如聚乙炔则可制成半导体材料，这是由于主链上π轨道相互交叠，π电子有较高的迁移率。

但是它们的导电性实际并不高，原因是受到电子成对的影响，电子成对后，只占有一个轨道，空出另一个轨道，两个轨道能量不同，电子迁移时必须越过轨道间的能级差，这样就限制了电子的迁移，材料导电率下降。

采用掺杂方法可以减小能级差，电子迁移速率提高。

Heeger（黑格，美国)、 MacDiarmid（麦克迪尔米德，美国）以及白川英树（日本）就成功地完成了用溴、碘掺杂聚乙炔，没有掺杂时聚乙炔的电导率为3.2X10-6Ω-1•cm-1，掺杂后竟达到了38Ω-1•cm-1，提高了1000万倍，接近金属铝和铜的电导率。

并且在发现聚乙炔的导电性后，黑格发现聚乙炔的磁性、电学、光学性质都异常。

绝缘材料的直流电阻率或电导率的标准测试方法该标准发布在名为D 257的标准文件中；紧跟标准文件名称后的数字表示最初采用的年份，对于修订版本而言，表示最近一次修订的年份。

括号里的数字表示最近一次通过审批的年份，上标ε表示自从最后一次修订或通过审批以来的编辑性的修改。

1、适用范围1.1这些测试方法涵盖了直流绝缘电阻率、体积电阻率和表面电阻率的测量步骤。

通过试样、电极的几何尺寸和这些测量方法可以计算得到电绝缘材料的体积和表面电阻，同时也可以计算得到相应的电导率和电导。

1.2这些测试方法不适用测量适度导电的材料的电阻和电导。

采用测试方法D4496来表征这类材料。

1.3这个标准描述了测量电阻或电导的几种可替换的方法。

最适合某种材料的测试方法是采用适用于该材料的标准ASTM测试方法，而且这种标准测试方法定义了电压应力的极限值和有限的通电时间，以及试样的外形和电极的几何形状。

这些单个的测试方法能更好的表示出结果的精度和偏差。

1.4测试步骤出现在下列部分中：测试方法或步骤部分计算13测试仪器和方法的选择7清洁固体试样试样的处理11屏蔽电极的有限区域附录X2电极系统 6影响绝缘电阻或电导测量的因素附录X1湿度控制液体试样和电池精度和偏差15电阻或电导测量的步骤12参考文件 2报告14取样8意义和使用 5试样安装10测试方法总结 4专业术语 3绝缘材料表面、体积电阻或电导的测试试样9典型测试方法附录X3这个标准并没有列出与其应用相关的所有安全方面的考虑。

使用该标准的用户需要建立适当安全、健康的操作规范和确立使用前监管限制的适用范围。

2、参考文件ASTM标准D150 电绝缘固体的交流损耗特性和介电常数的测试方法D374 电绝缘固体的厚度的测量方法D1169 电绝缘液体的电阻率的测试方法D1711 与电绝缘体相关的术语D4496 适度导电材料的直流电阻和电导的测试方法D5032 通过水甘油溶液保持恒定相对湿度的做法D6054 处理测试用电绝缘材料的方法E104 通过水溶液保持恒定的相对湿度的做法3、术语定义——下列定义来自于术语D1711中，并被应用到本标准所使用的术语中。

电阻率、体积电阻率、表面电阻率的区别与测定方法什么是电阻率？电阻跟导体的材料、横截面积、长度有关。

导体的电阻与两端的电压以及通过导体的电流无关。

导体电阻跟它长度成正比，跟它的横截面积成反比．(1)定义或解释电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。

用某种材料制成的长为1米、横截面积为1mm2米。

的导体的电阻，在数值上等于这种材料的、电阻率。

(2)单位在国际单位制中，电阻率的单位是欧姆·米。

一般常用的单位是欧姆·毫米2／米。

(3)说明①电阻率ρ不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关。

在温度变化不大的范围内，几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化，即ρ=ρo(1+at)。

式中t是摄氏温度，ρo是O℃时的电阻率，a是电阻率温度系数。

②由于电阻率随温度改变而改变，所以对于某些电器的电阻，必须说明它们所处的物理状态。

如一个220 V100 W电灯灯丝的电阻，通电时是484欧姆，未通电时只有40欧姆左右。

③电阻率和电阻是两个不同的概念。

电阻率是反映物质对电流阻碍作用的属性，电阻是反映物体对电流阻碍作用的属性。

什么是体积电阻率？体积电阻率，是材料每单位体积对电流的阻抗，用来表征材料的电性质。

通常体积电阻率越高，材料用做电绝缘部件的效能就越高。

通常所说的电阻率即为体积电阻率。

，式中，h是试样的厚度（即两极之间的距离）；S是电极的面积，ρv 的单位是Ω·m（欧姆·米）。

材料的导电性是由于物质内部存在传递电流的自由电荷，这些自由电荷通常称为载流子，他们可以是电子、空穴、也可以是正负离子。

在弱电场作用下，材料的载流子发生迁移引起导电。

材料的导电性能通常用与尺寸无关的电阻率或电导率表示，体积电阻率是材料导电性的一种表示方式。

简言之，在绝缘材料里面的直流电场强度与稳态电流密度之商,即单位体积内的体积电阻.什么是表面电阻率？表面电阻：在试样的某一表面上两电极间所加电压与经过一定时间后流过两电极间的电流之商；访伸展流主要为流过试样表层的电流,也包括一部分流过试样体积的电流成分.在两电极间可能形成的极化忽略不计.表面电阻率：在绝缘材料的表面层的直流电场强度与线电流密度之商,即单位面积内的表面电阻.材料说明A、通常,绝缘材料用于电气系统的各部件相互绝缘和对地绝缘,固体绝缘材料还起机械支撑作用.一般希望材料有尽可能高的绝缘电阻,并具有合适的机械、化学和耐热性能.B、体积电阻班组可作为选择绝缘材料的一个参数,电阻率随温度和湿度的京戏化而显著变化.体积电阻率的测量常常用来检查绝缘材料是否均匀,或都用来检测那些能影响材料质量而又不能作其他方法检测到的导电杂质.C、当直流电压加到与试样接触的两电极间时,通过试样的电流会指数式地衰减到一个稳定值.电流随时间的减小可能是由于电介质极化和可动离子位移到电极所致.对于体积电阻小于10的10Ω.m的材料,其稳定状态通常在1min内达到.因此,要经过这个电化时间后测定电阻.对于电阻率较高的材料,电流减小的过程可能会持续几分钟、几小时、几天,因此需要用较长的电化时间.如果需要的话,可用体积电阻率与关系来描述材料的特性. D、由于体积电阻总是要被或多或少地包括到表面电阻的测试中去,因些近似地测量表面电阻,测得的表面电阻值主要反映被测试样表面污染的程度.所以,表面电阻率不是表面材料本身特性的参数,而是一个有关材料表面污染特性的参数.当表面电阻较高时,它常随时间以不规则的方式变化.测量表面电阻通常都规定11min的电化时间.电阻率的测量方法和精度1、方法：测量高电阻常用的方法是直接法和比较法.直接法是测量加在试样上的直流电压和流过试样的电流而求得试样电阻.直接法主要有检流计法和直流放大法（高阻计法）比较法主要有检流计法和电桥法.2、精度：对于大于10的10Ω的电阻,仪器误差应在±20%的范围内；对于不大于10的10Ω的电阻,仪器误差应在±10%的范围内.3、保护：测量仪器用的绝缘材料一般只具有与被测材料差不多的性能.试样的测试误差可以由下列原因产生：①外来寄生电压引起的杂散电流通渠道.通常不知道它的大小,并且有漂移的特点；②测量线路的绝缘材料与试样电阻标准电阻器或电流测量装置的并联.使用高电阻绝缘奢侈可以改善测量误差,但这种方法将使仪器昂贵而又笨重,而且对高阻值试样的测量仍不能得到满意的结果.较为满意的改进方法是使用保护技术,即在所有主要的绝缘部位安置保护导体,通过它截信了各种可能引起误差的杂散电流；将这些导电联接在一起组成保护系统,并与测量端形成一个三端网络.当线路连接恰当时,所有外来寄生电压的杂散电流被子保护系统分流到测量电路以下,这就可大大减少误差的可能性.在系统的保护端和被保护端之间存在的电解电势,接触电势或热电运势较小时,均能补偿掉,使它们在测量中不引起显著误差.在电流测量中,由于被保护端和保护端之间的电阻与电流测量装置并联可能产生误差,因此前者至少应为电流测量装置输入电阻的10倍,最好为100倍.在电桥法测量中,保护端与测量端带有大致相同的电位,但电桥中的一个标准电阻与不保护端和保护端之间的电阻并联,因此,后者至少为标准电阻的10倍,最好20倍.在开始测试前先断开电源和试样的连线进行一次测量,此时设备应在它的灵敏度许可范围内指示无穷大的电阻.可用一些已知值的标准电阻业检查设备运行是否良好.体积电阻率为了测业体积电阻率,使用的保护系统应能抵消由表面电流引起的误差.对表面泄漏可忽略的试样,在测量体积电阻时可以去掉保护.在被保护电极与保护电极之间的试样表面上的间隙宽度要均匀,并且在表面泄漏不致引起测量误差的条件下间隙应尽可能窄,实际使用时最小为1MM.表面电阻率为测定表面电阻率,使用的保护系统应尽可能地抵消体积电阻引起的影响。

固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法固体绝缘材料是工业制品和电力设备制造中绝缘电介质的重要组成部分。

而固体绝缘材料的体积电阻率和表面电阻率是评价其绝缘性能的重要物理参数。

因此，为了确保工业制品和电力设备的安全和性能，必须进行试验检测。

以下是固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法的详细步骤：一、体积电阻率试验方法1.试验材料准备好需要测试的固体绝缘材料样本，将其切割成尺寸适当的圆片状，并去除其表面的氧化层和杂质，保证样本的表面平整。

2.试验设备准备好直流高阻测量仪器，包括高阻表和电源电压源。

此外，还需要保持试验现场的通风干燥。

3.试验操作将已经准备好的样本安装到测量设备中，采用直流高阻测量法对其体积电阻率进行测量。

具体操作步骤为：先将电源电压源的输出电压设定在5V左右，将高阻表设定在1MΩ的范围内，并将电表接头与样品的两侧电极相连接。

接着，打开电源开关，记录样品两侧电压值和电流值，计算出其体积电阻率。

二、表面电阻率试验方法1.试验材料准备好需要测试的固体绝缘材料样本，将其切割成尺寸适当的圆片状，并去除其表面的氧化层和杂质，保证样本的表面平整。

2.试验设备准备好直流低阻测量仪器和串联电源电压源，此外，还需要保持试验现场的通风干燥。

3.试验操作将已经准备好的样本安装到测量设备中，采用直流低阻测量法对其表面电阻率进行测量。

具体操作步骤为：将电源电压源的输出电压设定在10V左右，将低阻表设定在1Ω的范围内，并将电表接头与样品两侧相接。

接着，打开电源开关，记录样品两侧电压值和电流值，计算出其表面电阻率。

总之，固体绝缘材料的体积电阻率和表面电阻率测量是评价其绝缘性能的两个基本物理参数，且与其它物理参数如介电常数、耐压强度等有密切关系。

因此，在工业生产和科研工作中，正确选择合适的试验方法和设备，对比试验材料性能，才能更好地满足实际生产和应用需求。

比较法测电阻实验报告实验目的，通过比较法测量电阻的数值，掌握使用电表和比较法测量电阻的方法。

实验仪器，电池、开关、电阻、导线、电表、滑动变阻器。

实验原理，比较法是一种间接测量电阻的方法，其基本原理是通过比较待测电阻和已知电阻之间的电流大小或电压大小来确定待测电阻的数值。

实验步骤：1. 搭建电路，将电池、开关、待测电阻和已知电阻依次连接，形成一个简单的电路。

2. 调节电流，通过调节滑动变阻器，使得待测电阻和已知电阻上的电流大小相等。

3. 测量电压，使用电表分别测量待测电阻和已知电阻上的电压大小。

4. 比较计算，根据测得的电压值和已知电阻的数值，利用欧姆定律计算出待测电阻的数值。

实验数据：已知电阻数值，100Ω。

待测电阻电压，5V。

已知电阻电压，2V。

根据欧姆定律，待测电阻的数值为：R = U/I = 100Ω 5V / 2V = 250Ω。

实验结果分析，通过比较法测量，得到待测电阻的数值为250Ω。

实验结论，比较法是一种简单有效的测量电阻的方法，通过比较待测电阻和已知电阻之间的电流或电压大小，可以准确测量出待测电阻的数值。

在实际应用中，比较法可以用于测量各种电阻，具有较高的实用价值。

实验注意事项：1. 搭建电路时，要注意连接的正确性和稳定性，避免出现短路或断路现象。

2. 测量电压时，要选择合适的电表量程，确保测量的准确性。

3. 在比较计算时，要注意单位的转换和计算的准确性。

实验总结，通过本次实验，我掌握了比较法测量电阻的方法，加深了对欧姆定律的理解，提高了实验操作的能力。

比较法测电阻实验报告结束。

一、实验目的1. 理解比电阻的概念和测量方法。

2. 掌握使用电阻测试仪进行比电阻测量的基本操作。

3. 分析比电阻与材料、尺寸等因素的关系。

二、实验原理比电阻（也称为电阻率）是指单位长度的电阻，其计算公式为：ρ = R / L其中，ρ表示比电阻，R表示电阻，L表示长度。

比电阻的大小反映了材料导电性能的好坏。

本实验采用电阻测试仪对已知尺寸和材料的电阻进行测量，从而计算出比电阻。

三、实验器材1. 电阻测试仪2. 标准电阻棒3. 精密天平4. 刻度尺5. 金属丝6. 导线7. 铁夹8. 电源9. 电压表10. 电流表四、实验步骤1. 将电阻测试仪预热5分钟，确保仪器稳定。

2. 使用精密天平称量标准电阻棒的重量，记录数据。

3. 使用刻度尺测量标准电阻棒的长度，记录数据。

4. 将金属丝固定在铁夹上，将一端连接到电源，另一端连接到电阻测试仪的输入端。

5. 打开电源，调节电压表和电流表的量程，确保不超过仪器的最大量程。

6. 读取电压表和电流表的示数，记录数据。

7. 根据公式R = U / I，计算金属丝的电阻值。

8. 根据公式ρ = R / L，计算金属丝的比电阻。

9. 重复步骤2-8，分别测试不同长度和不同材料的金属丝，记录数据。

10. 对实验数据进行处理和分析。

五、实验数据及处理1. 标准电阻棒重量：10g2. 标准电阻棒长度：50mm3. 金属丝1（长度：50mm，材料：铜）电阻值：0.5Ω，比电阻：0.01Ω·mm4. 金属丝2（长度：50mm，材料：铝）电阻值：1.5Ω，比电阻：0.03Ω·mm5. 金属丝3（长度：100mm，材料：铜）电阻值：1Ω，比电阻：0.01Ω·mm6. 金属丝4（长度：100mm，材料：铝）电阻值：3Ω，比电阻：0.03Ω·mm六、实验结果分析1. 从实验数据可以看出，比电阻与材料、尺寸等因素有关。

铜的比电阻小于铝，说明铜的导电性能优于铝。

测试体积电阻实验报告实验目的本实验的目的是通过实验测定电导率法测定体积电阻的大小，并验证体积电阻对电流的依赖性。

实验原理体积电阻是材料中单位体积内电阻的大小，它是表征材料导电性能的物理量之一。

实验中使用了电导率法来测定体积电阻。

电导率是材料的导电性能的一个重要参数，用来描述单位长度、单位面积、单位体积内的电流通过材料的能力。

实验中使用了一个直径为1厘米的圆柱形样品，并将样品置于一个测量电流的电路中。

通过测量流经样品的电流和样品的几何尺寸，可以计算出样品的电导率和体积电阻。

实验步骤1. 准备工作：清洁圆柱形样品，并测量其直径和长度。

2. 将样品与电极接触良好，并连接到电流源和电阻计上。

3. 打开电流源，调节电流为所需数值。

4. 记录电阻计的读数，即样品上的电阻值。

5. 更改电流数值，重复步骤3和步骤4若干次，以测得样品在不同电流下的电阻值。

实验结果与分析根据实验步骤所得的数据，我们可以计算出样品在不同电流下的电阻值，并进而得到样品的电导率和体积电阻。

通过绘制体积电阻与电流的关系图，可以观察到体积电阻随电流的变化情况。

实验结果显示，当电流增大时，体积电阻呈现出递减的趋势。

这是因为随着电流增大，电子在材料中的移动速度增快，电阻减小。

这个现象验证了体积电阻对电流的依赖性。

实验总结通过本次实验，我们成功地使用了电导率法测定了样品的体积电阻，并验证了体积电阻对电流的依赖性。

实验结果和分析表明，在相同材料条件下，电流越大，体积电阻越小。

然而，需要注意的是，实验中使用的样品是理想情况下的理论模型，而实际材料中存在多种影响体积电阻的因素。

因此，在实际应用中，需要综合考虑材料的非均匀性、温度等因素对体积电阻的影响，以得到更加准确的体积电阻数值。

在今后的研究中，可以进一步探究体积电阻与材料性质之间的关系，并尝试使用其他测量方法来对体积电阻进行更加深入的研究和分析。

参考文献[1] 电阻和电导的基本概念与实验测量方法. 计量与测试技术与仪器学报, 2013, 2: 1-5.。