電阻表

電阻表

一種電學用儀表,可以測量電阻的阻值,用時並聯在電阻兩端。利用歐姆定律設計而成,表刻度不均勻。量程較大,一般是零至幾百歐姆或無限大(∞)。

定義

電阻表,又稱歐姆計(ohmmeter) ,是一種專門測量電阻的儀器。電機元件阻礙電流流動的性質,稱為 電阻,單位為歐姆。 毫歐姆計專門測量微小的電阻;而 百萬歐姆計,又稱為 兆歐計,或 高阻表,則專門測量非常巨大的電阻。

圖 1 一個普通的歐姆計 圖 1 一個普通的歐姆計

原始的歐姆計

圖2 經過放大,歐姆計的刻度 圖2 經過放大,歐姆計的刻度

歐姆計原本的設計,用一個小型電池施加電壓於電阻,又用一個改裝的檢流計(galvanometer) 來測量流過電阻的電流。檢流計的刻度改以歐姆來標記。由於電池施加的恆定電壓,保證電阻會與電流成反比。所以,知道電流,就可以得到電阻。

電阻表 電阻表
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如圖右,歐姆計的刻度表示從零至無窮大。當兩個探針接觸在一起時,電阻為零;分開時,電阻為無窮大。在這兩個數目之間的廣大數域以對數比例方式表達出來。所以,假設電池的電動勢為 ,想要設定電流為 ,則內部電阻必須調整為。當兩個探針接觸在一起時,總電阻是,電流是,歐姆計的顯示針顯示電阻為。

電阻表 電阻表
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當顯示針在零與無窮大的中間時,電流是。那么,總電阻是,測量的電阻是。

電阻表 電阻表
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當顯示針在零與的中間時,電流是。那么,總電阻是,測量的電阻是。

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當顯示針在與無窮大的中間時,電流是 。那么,總電阻是 ,測量的電阻是。

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這種歐姆計有一個重要缺點,那就是它需要一個很穩定的電池電壓。經過使用一段時間後,電壓會漸漸降低。這會使得歐姆計失去準確度。當兩個探針接觸在一起時,顯示針不再會指向,而會指向越來越大的電阻值。

四端點量測

圖 3 四端點量測技術可以用來準確地測量點 2 與點 3 之間的電阻 圖 3 四端點量測技術可以用來準確地測量點 2 與點 3 之間的電阻
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用於高準確度測量工作,上述歐姆計難以勝任。這是因為從儀器讀出的電阻值還包括了探針電阻和接觸電阻(如右圖,點 1 與點 2 之間和點 3 與點 4 之間的電阻)。為了降低這些效應,高準確度歐姆計有四個終端點,稱為 開爾文接點。兩個終端點,點 1 與點 4 ,運載主電流,並且有一個電流表測量主電流的值。又使用電壓表連結於另外兩個終端點,點 2 與點 3 ,來準確測量電阻兩端的電壓。點 2 與點 3 之間的電阻 可以用方程表達為 。

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由於電壓不包括在內點 1 與點 2 之間和點 3 與點 4 之間的電阻所產生的電壓。得到的電阻值非常的準確。四端點測量技術又稱為 開爾文感測,因開爾文勳爵而命名。於1861年,開爾文勳爵發明了開爾文電橋,專門測量微小電阻。四端點量測技術也可以用來準確地測量微小電阻 。

功能說明

一種電學用儀表,可以測量電阻的阻值,用時並聯在電阻兩端。

其刻度不均勻,此問題原因可據歐姆定律推得。

電阻表的量程一般是零至幾百歐姆或無限大(∞),此時可視為該段電路處於斷路狀態,電阻是無窮大的。所以才有了最左邊那個(∞)符號。

工作原理

在表頭上並聯和串聯適當的電阻,同時串接一節電池,使電流通過被測電阻,根據電流的大小,就可測量出電阻值。改變分流電阻的阻值,就能改變電阻的量程 。

結構

電源、靈敏電流表、定值電阻、滑動變阻器、導線之間串聯。

定值電阻阻值越大,其量程越大。

使用方法

根據阻值選擇適當的量程。如測幾到幾十歐姆的,用乘1擋,測幾K的,就用乘1000擋。測量前,先要調零,把兩表筆短接,調整鏇鈕,使表指針指0。用表筆接觸兩個腳,就有讀數了,乘以檔位就可以了。每換一個檔位,就應重新調零 。

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