在电子修理中常常须要检测阻值的电阻。通常广泛采用的都是用万用表来检测,但量出的结果有一定的偏差。假如须要精确检测可以采用电桥检测。因为在修理中甚少会用到电桥,再之万用表检测似乎精度不是很高但也够用了。
欧姆表测内阻
1、欧姆表的结构、原理
它的结构如图1,由三个部件组成:G是电阻为Rg、满偏电压为Ig的电压计。R是可变内阻,俗称调零内阻,电瓶的电动势为E,电阻为r。
欧姆档测内阻的原理是按照闭合电路欧姆定理制成的。当红、黑基极接上待测内阻Rx时,由闭合电路欧姆定理可知:
I=E/(R+Rg+Rx+r)=E/(R内+RX)
由电压的表达式可知:通过电压计的电压其实不与待测内阻成反比,但存在一一对应的关系高中物理电阻的测量,即测出相应的电压,就可算出相应的内阻,这就是欧姆表测内阻的基本原理。
2.使用注意事项:
(1)欧姆表的表针偏转角度越大,待测内阻电阻越小,所以它的刻度与电压表、电压表刻度刚好相反,即左大右小;电压表、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,这是由于电压和内阻之间并不是反比也不是正比的关系。
(2)多用表上的黑红接线柱,表示+、-两极。黑基极接电瓶的负极,红基极接电瓶的正极,电压总是从红笔流入,黑笔流出。
(3)检测内阻时,每一次换档都应当进行调零
(4)检测时,应使表针尽可能在满刻度的中央附近。(通常在中值刻度的1/3区域)
(5)检测时,被测内阻应和电源、其它的器件断掉。
(6)检测时,不能用右手同时接触基极,由于人体是一个内阻,使用完毕,将选择开关拨离欧姆档,通常旋至交流电流的最高端或OFF档。
伏安法测内阻
1.原理:按照部份电路欧姆定理。
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内阻串联,通过改变阻值的电阻,以达到改变电路的电压,但电压的改变是有一定范围的。其优点是节约能量;通常在两种控制电路都可以选择的时侯,优先考虑限流电路。
(2)分压电路是将电源和可变内阻的产值串联上去,再从可变内阻的两个接线柱引出导线。如图3,其输出电流由ap之间的内阻决定,这样其输出电流的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下述三种情况下,一定要使用分压电路:
①要求检测数值从零开始变化或在座标图中画出图线。
②滑动变阻器的产值比待测内阻的电阻小得多。
③电流表和电流表的阻值比电路中的电流和电压小。
3.检测电路
因为伏特表、安培表存在内阻,所以检测电路有两种:即电压表内接和电压表外接。
(1)电压表内接和电压表外接的电路图分别见图4、图5
(2)电压表内、外接法的选择,
①、已知RV、RA及待测内阻RX的大致电阻时
(3)偏差剖析:
内接时偏差是因为电压表分压造成的,其检测值偏大,即R测>R真;

外接时偏差是因为电流表分流造成的,其检测值偏小,即R测<R真。
4.伏安法测阻值的电路的改进
如图7、图8的两个测内阻的电路才能去除水表的电阻带来的偏差,为何?如何检测?
测内阻的几种特殊方式只用电流表,不用电压表
方式一:假如只用一只电流表,用图3所示的电路可以测出未知Rx的电阻。
具体的作法是先用电流表测出Rx两端的电流为Ux;再用这只电流表测出定值内阻R0两端的电流为U0。依据测得的电流值Ux、U0和定值阻值的电阻R0,可估算出Rx的值为:
技巧二:假如只用一个电流表,而且要求只能联接一次电路,用图4所示的电路可以测出未知Rx的电阻。
具体的作法是先闭合S1,读出电流表的示数为U1,再同时闭合S1和S2,读出这时电流表的示数为U2。依据测得的电流值U1、U2和定值阻值的电阻R0。
按照分压公式可估算出Rx的值:
方式三:假如只用一个电流表,而且要求只能联接一次电路,用图5所示的电路可以测出未知Rx的电阻。
具体的作法是先把滑动变阻器的滑片P调至B端,闭合开关,记下电流表示数U1;把滑动变阻器的滑片P调至A端,记下电流表示数U2。依据测得的电流值U1、U2和定值阻值的电阻R0,可估算出Rx的值:
以上方式,须要检测两次电流,所以也叫“伏被擒”;依据所给器材有电流表和一个已知电阻的阻值R0,所以又叫“伏阻法”
只用电压表,不用电流表
方式一:假如只用一只电压表,用图6所示的电路可以测出未知Rx的电阻。先后用电压表测出通过R0和Rx的电压分别为I0、Ix,依据测得的电压值I0、Ix和定值阻值的电阻R0,按照分流公式可估算出Rx的值为
技巧二:用图7所示的实验电路也可以测出未知Rx的内阻。先闭合开关S1,读出电压表的示数为I1,再断掉S1闭合S2,读出这时电压表的示数为I2。依据测得的电压值I1、I2和定值阻值的电阻R0。
按照分流公式可估算出Rx的值:
方式三:假如只用一个电压表,而且要求只能联接一次电路,用图8所示的电路也可以测出未知Rx的电阻。
具体的作法:是先闭合开关S1,读出电压表的示数为I1,再同时闭合S1、S2,读出这时电压表的示数为I2。依据测得的电压值I1、I2和定值阻值的电阻R0。
估算过程如下:设电源电流为U,当只闭合S1时,依照欧姆定理的变型公式U=I(Rx+R),可得U=I1(Rx+R0)①;当再同时闭合S1、S2,R0被漏电,这时有:U=I2Rx②。
方式四:假如只用一个电压表,而且要求只能联接一次电路,用图9所示的电路也可以测出未知Rx的电阻。
具体的作法:把滑动变阻器的滑片P调至A端,读出电压表的示数为IA,再把滑动变阻器的滑片P调至B端,读出这时电压表的示数为IB。依据测得的电压值IA、IB和定值阻值的电阻RAB。同样可估算出Rx的值:
以上方式,须要检测两次电压,所以也叫“安安法”;依据所给器材有电压表和一个已知电阻的阻值R0,所以又叫“安阻法”。其实,用伏安法测内阻的基本原理是测定内阻两端的电流和流过内阻的电压。在缺乏器材(电压表或电流表)的情况下,我们可用间接的方式得到电流值或电压值,依然可以检测阻值的电阻。为此,在进行实验备考时要非常注重原理的理解,这是实验设计的基础。
等效取代法
1.等效取代法就是在检测的过程中,让通过待测内阻的电压(或电流)和通过内阻箱的电压(或电流)相等。电路如图13,将单刀双掷开关调到a,闭合S1调节R,使安培表读数为I0,保持R不动,将单刀双掷开关打到b,调节R0使安培表读数仍为I0,则内阻箱的读数就是待测内阻的数值。
2.检测原理:图14是用伏特表完成的实验,朋友们自己剖析检测原理。
3.注意:主要器件为内阻箱和单刀双掷开关。实线框内可用分压控制电路。
公式估算法测内阻
公式估算法主要是应用串并联电路的特性和全电路的知识进行剖析,并求出待测内阻的数值。图15是检测内阻Rx的电路,Rx为待测内阻,R为保护内阻,其电阻未知,R1为已知的定值内阻,电源电动势为E未知,S1、S2均为单刀双掷开关,A为电压表,其电阻不计。

(1)检测Rx的步骤为:S2向d闭合,S1向a闭合,记下电压表的读数I1,再将S2向c闭合,S1向b闭合,记下电压表读数I2。
(2)估算Rx的公式为
剖析解答:当S2接d,S1接a时,Rx的电流Ux=I1Rx
当S2接c,S1接b时,R1上的电流U1=I2R2在不改变阻值R的情况下,Ux=U1
所以I1Rx=I2R1,
桥式电路测内阻
1.原理:如图9的电路称为桥式电路,通常情况下,电压计中有电压通过,但满足一定的条件时,电压计中会没有电压通过,此时,称为电桥平衡。
处于电桥平衡时,图中A、B两点电势相等高中物理电阻的测量,因而电路结构可以看成:R1R2和R3R4分别串联,之后并联;或R1R3和R2R4分别并联,之后再串联。
桥平衡的条件:R1×R4=R2×R3(自己推论)
检测方式
如图10,联接电路,取R1、R2为定值内阻,R3为可变内阻箱(才能直接读出数值),Rx为待测内阻。调节R3,使电压计中的读数为零,应用平衡条件,求出Rx。
半偏法测内阻
1.半偏法测电压表电阻
(1)检测方式:电压表半偏法测内阻的电路图如图11,R为滑动变阻器,R0为内阻箱,G为待测电压表电阻。实验时,先合上S1,断掉S2,调节R使电压计的表针满偏;再合上S2,调节R0使电压计的读数为满刻度的一半,这时,内阻箱的数值即为电压计的电阻。(注意:实验前,变阻器的电阻应置于最大位置;调节R0时,R不动)
(2)检测原理:S2打开时,设电压表满偏电压
由于R》Rg,R》r,所以Ig≈E/R,当S2闭合时,R0和Rg并联,并联后总电阻R并<Rg《R,故S2闭合后,电路中总电压几乎不变,即Ig≈E/R,调节R0使电压表半偏为Ig/2,所以流过R0的电压也为Ig/2,所以R0=Rg
(3)器材选择:从上述原理可知,S2打开与闭合,近似觉得支路中电流不变,前提是R》Rg。故实验器材选择应满足
①电源电动势尽可能大,②R尽可能大。
典型例题
1.有一个电阻看不清的内阻器Rx,要测出它的内阻值。
(1)小明按图12的电路图联接好电路,检测无误后闭合开关S,观察到电流表的示数为1.6V,电压表的示数如图13所示,则通过内阻器Rx的电压为,Rx的内阻为____Ω。
(2)图14是小虎做这个实验联接的实物图,请你强调其中的三个错误或不妥之处。
剖析与解:
(1)在对电流表、电流表读数时,要先认清接线柱找到对应的阻值,弄清分度值,再依照表针的位置进行读数。图乙中按照接线柱确定是按0~0.6A阻值进行读数,对应的分度值为0.02A,因而读数为0.2A+0.02A×6=0.32A。
(2)电路的错误通常都是电压表、电压表和滑动变阻器联接错误。先看电压表,是串联联接没错,从图乙看阻值也没错,但电压是从负接线柱流进,这是不正确的。再看滑动变阻器,接线方式其实错误,这样接入电路的是它的最大内阻,联通滑片内阻不变。电流表是并联联接,正负接线柱联接正确,但阻值过大,由于电源电流不超过3V,选小阻值检测结果要相对确切些。
答案:
(1)0.32;5。
(2)①电流表的正负接线柱接反了;
②把滑动变阻器的内阻线两端接入电路,难以改变阻值大小;
③电压表的阻值选大了。
