实训二 电阻的测量
电阻的测量也属于最基本的电工测量。通过本实训,掌握用万用表测量电阻和用伏安法测量电阻的方法,同时掌握直流电流表、电压表的使用方法。
一、用万用表测量电阻
用万用表的欧姆挡测量电阻适用于对中等电阻(1Ω~100kΩ)的一般性测量。
用万用表测量电阻的方法与步骤如下(以模拟式MF47型万用表为例)。
1. 对万用表选择合适的挡位(量程)
万用表的欧姆挡通常设置有多量程,一般有×1、×10、×100、×1k及×10k等5挡量程。欧姆刻度尺是不均匀的(非线性),为了减小误差,提高精确度,应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。因此,应使指针尽可能落到刻度尺的中间位置附近,即全刻度尺的20%~80%弧度范围内,以使测量更准确。挡位选择示意图如实训图2-1所示。
实训图2-1 挡位选择示意图
2.万用表调零
选择量程后,应将两支表笔短接,同时调节欧姆调零旋钮,使指针正好指在欧姆刻度尺右边的零位置。
每选择一次量程,都要重新进行欧姆调零。调零示意图如实训图2-2所示。
实训图2-2 调零示意图
3.用万用表测量与读数
将两支表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值。
测量时,待指针停稳后读数,然后乘以倍率,就是所测电阻值。测量与读数示意图如实训图2-3所示。
实训图2-3 测量与读数示意图
若用万用表测得的电阻值与电阻标称值相等或在电阻的误差范围之内,则电阻正常;若两者之间出现较大偏差,即用万用表测得的电阻值超出电阻的误差范围,则该电阻不良;若用万用表测得的电阻值为无穷大(断路)、为零(短路)或不稳定,则表明该电阻已损坏,不能再继续使用。
测量电阻时应注意以下几点。
(1)测量前,除要进行机械调零外,每换一个电阻挡都要进行一次欧姆调零。
(2)严禁在被测电阻带电的情况下用万用表欧姆挡去测量电阻,否则,外加电压极易造成万用表的损坏。
(3)要正确选择欧姆挡位。选择电阻量程时,最好使指针处在刻度尺的中间位置附近,以减小测量误差。
(4)测量时,双手不可碰到电阻引脚及表笔的金属部分,以免接入人体电阻带来测量误差。
(5)测量电路中某一电阻时,应至少将电阻的一端断开,如实训图2-4所示。
实训图2-4 测电阻时断开电阻的一端
二、用伏安法测量电阻
1. 实验原理
导体的电阻,与导体本身材料尺寸有关,与外电路状态无关。
2. 伏安法
给被测电阻接上直流电源,然后用电压表和电流表分别测出电阻两端的电压U和通过电阻的电流I,再根据部分电路欧姆定律求出被测电阻,这种方法称为伏安法。被测电阻为
伏安法测电阻的电路如实训图2-5所示。
实训图2-5 伏安法测电阻的电路
注意,伏安法测电阻虽然需要计算,而且误差较大,但它可以测量工作状态下元器件的电阻值,这在有些场合是很有实际意义的。
三、实训练习
1. 实训器材
(1)实验线路板1块。
(2)直流稳压电源(0~10V)1台。
(3)直流电压表(10V量程)1个。
(4)直流电流表(0~500mA)1个。
(5)20Ω/0.5W电阻1个,其他电阻若干。
(6)开关1个。
2. 实训步骤
(1)用万用表测量电阻。
用万用表欧姆挡分别测量3个电阻,并将结果记入实训表2-1。
实训表2-1 用万用表测量电阻数据记录
(2)用伏安法测量电阻。
在实验线路板上先按实训图2-5(a)接好电路(R=20Ω),经检查无误后合上开关SA,将电压表、电流表的读数记入实训表2-2。改变电源电压的数值,重做上述实验。用求平均值的方法,计算出电阻平均值。
实训表2-2 用伏安法测量电阻数据记录(一)
在实验线路板上再按实训图2-5(b)接好电路,重复上述测量,并将数据记入实训表2-3。
实训表2-3 用伏安法测量电阻数据记录(二)
讨论:
(1)上述测量是否有误差?如果有,误差是如何产生的?
(2)比较实训图2-5(a)和(b)的结果,哪个电路的测量误差较大?如果被测电阻较小,那么采用哪个电路更好些?如果被测电阻较大,那么采用哪个电路更好些?