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        電阻的測量

        2009-01-19 09:27:30方學(xué)毅
        中國教育技術(shù)裝備 2009年32期
        關(guān)鍵詞:電流表阻值指針

        方學(xué)毅

        電阻是所有的電子電路中使用最多的元件,它是一種耗能元件,在電路中用于控制電壓、電流的大小,或與電容器和電感器組成具有特殊功能的電路。電阻通常分3大類:1 Ω以下的電阻為小電阻;1 Ω~0.1 MΩ的電阻為中值電阻;0.1 MΩ以上的電阻為大電阻。測量不同類型的電阻要選用不同的測量方法和測量儀表。

        1 用萬用表粗略測量電阻的大小和好壞

        萬用表歐姆檔可以測量導(dǎo)體的電阻。歐姆檔用“Ω”表示,分為R×1、R×10、R×100和R×1 K四檔。有些萬用表還有R×10 k檔。首先選擇合適的量程,為使測量較為準(zhǔn)確,測量時應(yīng)使指針指在刻度線中心位置附近。若指針偏角較小,應(yīng)換用量程較大的檔;若指針偏角較大,應(yīng)換用量程較小的檔。每次換檔后,應(yīng)再次調(diào)整歐姆檔零位調(diào)整旋鈕,然后再測量。

        用兩表筆分別接觸被測電阻兩引腳進行測量。正確讀出指針?biāo)鸽娮璧臄?shù)值,再乘以倍率(R×100檔應(yīng)乘100,R×1 k檔應(yīng)乘1 000……),就是被測電阻的阻值。例如要測量3 KΩ的電阻應(yīng)選用R×100擋。測量電阻之前先進行歐姆調(diào)零,每更換一次量程,都要重新進行歐姆調(diào)零。調(diào)零后用兩表筆分別接電阻器的兩端,若任何檔測量電阻均為無窮大,表明該電阻已損壞。測量結(jié)束后,應(yīng)拔出表筆,將選擇開關(guān)置于“OFF”檔或交流電壓最大檔位。收好萬用表。

        測量電阻時應(yīng)注意:1)被測電阻應(yīng)從電路中拆下后再測量;2)2只表筆不要長時間碰在一起;3)2只手不能同時接觸2根表筆的金屬桿或被測電阻2根引腳,最好用右手同時持2根表筆;4)長時間不使用歐姆檔,應(yīng)將表中電池取出。用萬用表只能粗略測量電阻的大小,若要精確測量電阻的大小可以用直流單臂電橋。

        2 用直流單臂電橋精確測量電阻的大小

        直流電橋在使用之前先將檢流計上的鎖扣打開,調(diào)節(jié)調(diào)零器把指針調(diào)到零位。用萬用表粗略測量被測電阻的大小,若被測電阻為幾歐,比率臂應(yīng)選為0.001;若被測電阻為幾十歐,比率臂應(yīng)選為0.01;若被測電阻為幾百歐,比率臂應(yīng)選為0.1;若被測電阻為幾千歐,比率臂應(yīng)選為1;若被測電阻為幾十千歐,比率臂應(yīng)選為10。選擇合適的橋臂比率,使比較臂的四擋都能被充分應(yīng)用。測電阻時要求用較粗較短的連接導(dǎo)線,并將漆膜刮凈。接頭擰緊,避免采用線夾,因為接頭接觸不良將使電橋的平衡不穩(wěn)定,嚴(yán)重時可能損壞檢流計。測量時應(yīng)先按下電源按鈕,再按下檢流計按鈕,若檢流計指針向“+”方向偏轉(zhuǎn),應(yīng)增加橋臂電阻;若檢流計指針向“-”方向偏轉(zhuǎn),應(yīng)減小橋臂電阻,被測電阻等于比較臂×比率臂。測量完畢,先斷開檢流計按鈕,再斷開電源按鈕,然后拆除被測電阻,再將檢流計扣鎖上,以防搬動過程中震壞檢流計。對于沒有鎖扣的檢流計,應(yīng)將檢流計按鈕斷開,它的動斷觸點會自動將檢流計短路,從而使可動部分得到保護。

        3 用兆歐表測量絕緣電阻的大小

        兆歐表也叫搖表。兆歐表一般用來測量照明及動力線路的絕緣電阻、電動機的絕緣電阻及電纜的絕緣電阻。它在測量絕緣電阻時本身就有高電壓電源,這就是它與測電阻儀表的不同之處。兆歐表用于測量絕緣電阻方便可靠,根據(jù)不同的電氣設(shè)備選擇兆歐表的電壓及其測量范圍。對于額定電壓在500 V以下的電氣設(shè)備,選用電壓等級為500 V或1 000 V的兆歐表;額定電壓在500 V以上的電氣設(shè)備,應(yīng)選用1 000 V~2 500 V的兆歐表。測量前將被測設(shè)備與電源斷開,并短路接地放電3分鐘~5分鐘,特別是電容量大的,更應(yīng)充分放電以消除殘余靜電荷引起的誤差,保證正確的測量結(jié)果以及人身和設(shè)備的安全。對可能感應(yīng)出高壓電的設(shè)備,必須消除這種可能性后再進行測量。被測物表面要清潔,減少接觸電阻,確保測量結(jié)果的正確性。兆歐表使用時應(yīng)放在平穩(wěn)、牢固的地方,且遠(yuǎn)離大的外電流導(dǎo)體和外磁場。

        兆歐表的接線柱共有3個:一個為“L”,即線端;一個為“E”,即地端;再一個為“G”,即屏蔽端(也叫保護環(huán))。一般被測絕緣電阻都接在L、E端之間,但當(dāng)被測絕緣體表面漏電嚴(yán)重時,必須將被測物的屏蔽環(huán)或不須測量的部分與G端相連接。兆歐表使用之前先檢查表的好壞,將兆歐表的L、E端開路,以120轉(zhuǎn)/分的額定轉(zhuǎn)速按順時針的方向搖動手柄,指針應(yīng)在∞處;再將L、E端短接,緩慢搖動手柄,指針應(yīng)在零處。用兆歐表搖測電器設(shè)備的絕緣電阻時,一定要注意L端和E端不能接反,正確的接法是:L端接被測設(shè)備導(dǎo)體,E端接被測設(shè)備外殼,G端接被測設(shè)備的絕緣部分。搖動發(fā)電機使轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速(120轉(zhuǎn)/分)并保持穩(wěn)定。一般采用1分鐘以后的讀數(shù)為準(zhǔn),當(dāng)被測物電容量較大時,應(yīng)延長時間,以指針穩(wěn)定不變時為準(zhǔn)。測量電纜的絕緣電阻時,將L端接芯線,E端接電纜外皮,G端接電纜的金屬屏蔽層。測量電機的對地絕緣電阻時,將L端接繞組,E端接電動機的外殼,應(yīng)在指針穩(wěn)定后再讀數(shù)。

        注意事項:1)兆歐表接線應(yīng)用絕緣良好的單根線,并盡可能短些;2)搖測過程中不得用手觸及被試設(shè)備,還要防止外人觸及;3)禁止在雷電時或有其他感應(yīng)產(chǎn)生時搖測絕緣;4)在測電容器、電纜等大電容設(shè)備時,讀數(shù)后一定要先斷開接線方能停止搖動,否則電容電流將通過表的線圈放電而燒損表計;5)如果搖動手柄后指針即甩到零值,則表示絕緣已損壞,不能再繼續(xù)搖,否則將使表內(nèi)線圈燒壞。在兆歐表沒停止轉(zhuǎn)動和被測物沒有放電以前,不能用手觸及被測物和進行拆線工作,必須先將被測物對地短路放電,然后再停止兆歐表的轉(zhuǎn)動,防止電容放電損壞兆歐表。

        4 伏安法測電阻

        由于伏特表、安培表存在電阻,所以測量電路有2種,即電流表內(nèi)接和電流表外接。采用電流表外接法,此電路要求電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于被測電阻,因為這時電壓表的分流作用很微弱。若電流表的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于被測電阻的阻值,可采用電流表內(nèi)接法。這時電流表的分壓作用可以忽略不計。

        控制電路有2種:一種是限流電路,另一種是分壓電路。限流電路是將電源和可變電阻串聯(lián),通過改變電阻的阻值,以達(dá)到改變電路的電流,但電流的改變是有一定范圍的。其優(yōu)點是節(jié)省能量,一般在2種控制電路都可以選擇的時候,優(yōu)先考慮限流電路。分壓電路是將電源和可變電阻的總值串聯(lián)起來,再從可變電阻的2個接線柱引出導(dǎo)線。適用于以下3種情況。

        1)要使某部分電路的電壓或電流從零開始連續(xù)調(diào)壓,只有分壓電路才能滿足。

        2)如果實驗所提供的電壓表、電流表的量程或電阻元件允許的最大電流較小,采用限流接法時,無論怎樣調(diào)節(jié),電路中的實際電壓(流)都會超過電表的量程或電阻元件允許的最大電壓(流),為了保護電表或電阻元件免受損壞,必須采用分壓接法電路。

        3)伏安法測電阻實驗中,若所用的變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值,采用限流接法時,即使變阻器的觸頭從一端滑至另一端,待測電阻上的電壓(流)變化也很小,這不利于多次測量求平均值或用圖像法處理數(shù)據(jù)。為了在變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值的情況下能大范圍地調(diào)節(jié)待測電阻上的電壓(流),應(yīng)選擇變阻器分壓接法。

        5 用近似法測電阻

        2個電阻串聯(lián),如果其中一個電阻遠(yuǎn)大于另一個電阻,則總阻值可以認(rèn)為等于大電阻,與小電阻無關(guān)。2個電阻并聯(lián),如果其中一個電阻遠(yuǎn)大于另一個電阻,則總阻值可以認(rèn)為等于小電阻,與大電阻無關(guān)??梢岳眠@種近似的關(guān)系測量電壓表跟電流表的內(nèi)阻。半偏法即為近似法的一種典型情況。

        6 用等效替代法測電阻

        替代法要求的是測量效果相同(刻痕相同),方法最簡單,誤差最小(因為讀數(shù)不參與運算,只要有塊表,能轉(zhuǎn)就行,至于有沒有刻度,刻度是否均勻,表是否準(zhǔn)確,都無關(guān)緊要)。為了使已知電阻能與未知電阻產(chǎn)生相同的效果(阻值相同),一般用電阻箱作為已知電阻。用等效替代法測電阻時為了能夠在未知電阻與電阻箱之間切換,一般要用到單刀雙擲開關(guān)(有時用2個單刀單擲開關(guān)),因此,在題目提供的器材中,如果有單刀雙擲開關(guān)(或2個單刀單擲開關(guān))以及電阻箱時,應(yīng)優(yōu)先考慮用等效替代法?!?/p>

        (作者單位:山東省蓬萊市第二職業(yè)中專)

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