如何測量低電阻?(電阻測量方法)


小於等於1Ω的電阻被歸類為**低電阻**。例如,大型機器的電樞和串繞組、電流表分流器、觸點等的電阻。

低電阻的測量

為了測量低電阻,可以使用以下方法:

  • 電流表-電壓表法

  • 電位器法

  • 開爾文雙橋法

電流表-電壓表法

在這種方法中,同時測量未知電阻 (Rx) 的電流和其上的電壓降。讀數分別由電流表和電壓表獲得。電流表和電壓表可以有兩種連線方式進行測量:

**情況1** - 當電壓表直接連線到電阻兩端時,電流表測量流過未知電阻 (Rx) 和電壓表的電流。

電流表電流 = 流過(Rx) 的電流 + 流過電壓表的電流

$$\mathrm{I=I_{R_{x}}+I_{V}}$$

$$\mathrm{\Rightarrow\:I_{R_{x}}=I-I_{V}}$$

因此,未知電阻的值為:

$$\mathrm{R_{x}=\frac{V}{I_{x}}=\frac{V}{I-I_{V}}=\frac{V}{I-(V/R_{V})}\:\:\:...(1)}$$

**情況2** - 當電流表連線使得它只測量流過未知電阻 (Rx) 的電流時,電壓表測量電流表和Rx上的電壓降。

因此,

$$\mathrm{V=IR_{A}+IR_{x}=l(R_{A}+R_{x})}$$

$$\mathrm{\Rightarrow\:R_{x}=\frac{V}{l}-R_{A}\:\:\:...(2)}$$

電位器法

在*電位器法*中,未知電阻與相同數量級的標準電阻進行比較。

電路由未知電阻 (Rx)、電阻器 (R) 和標準電阻 (Rs) 串聯組成,連線到低電壓、大電流電源。Rs 的值應該是已知的,並且與 Rx 同數量級。調節電路中的電流,使得每個電阻上的電壓降約為 1 V。

現在,標準電阻 (Rs) 和未知電阻 (Rx) 上的電壓降由電位器測量。兩個電位器讀數的比率給出 Rx 和 Rs 的比率,即

$$\mathrm{\frac{R_{x}}{R_{s}}=\frac{V_{R_{x}}}{V_{R_{s}}}\:\:\:\:...(3)}$$

開爾文雙橋法

*開爾文雙橋*是惠斯通電橋的改進版本,用於更高精度地測量低電阻。該橋被稱為雙橋,因為電路包含第二組比率臂(*p* 和 *q*)。這第二組比率臂將檢流計 (G) 連線到 f 點,該點在 c 和 d 之間具有合適的電位差,這消除了軛電阻 r 的影響。當 a 點的電位等於 f 點的電位時,檢流計顯示零讀數,即橋平衡。

因此,未知電阻的值可以由下式給出:

$$\mathrm{R_{x}=\frac{PS}{Q}+\frac{pr}{p+q+r}(\frac{P}{Q}-\frac{p}{q})}$$

由於臂 p 和 q 的電阻比率與 P 和 Q 的比率相同。因此,

$$\mathrm{\frac{p}{q}=\frac{P}{Q}}$$

代入上式,得到:

$$\mathrm{R_{x}=\frac{PS}{Q}\:\:\:...(4)}$$

公式 (4) 是開爾文雙橋的工作方程。

更新於:2021年7月5日

6K+ 次瀏覽

開啟您的職業生涯

透過完成課程獲得認證

開始學習
廣告
© . All rights reserved.