❶ 歐姆定律測量電阻的方法
簡述:在同一電路中,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比,這就是歐姆定律。
歐姆第一階段的實驗是探討電流產生的電磁力的衰減與導線長度的關系,其結果於1825年5月在他的第一篇科學論文中發表。在這個實驗中,他碰到了測量電流強度的困難。在德國科學家施威格發明的檢流計啟發下,他把斯特關於電流磁效應的發現和庫化扭秤方法巧妙地結合起來,設計了一個電流扭力秤,用它測量電流強度。歐姆從初步的實驗中發出,電流的電磁力與導體的長度有關。其關系式與今天的歐姆定律表示式之間看不出有什麼直接聯系。歐姆在當時也沒有把電勢差(或電動勢)、電流強度和電阻三個量聯系起來。
在歐姆之前,雖然還沒有電阻的概念,但是已經有人對金屬的電導率(傳導率)進行研究。歐姆很努力,1825年7月,歐姆也用上述初步實驗中所用的裝置,研究了金屬的相對電導率。他把各種金屬製成直徑相同的導線進行測量,確定了金、銀、鋅、黃銅、鐵等金屬的相對電導率。雖然這個實驗較為粗糙,而且有不少錯誤,但歐姆想到,在整條導線中電流不變的事實表明電流強度可以作為電路的一個重要基本量,他決定在下一次實驗中把它當作一個主要觀測量來研究。
在以前的實驗中,歐姆使用的電池組是伏打電堆,這種電堆的電動勢不穩定,使他大為頭痛。後來經人建議,改用鉍銅溫差電偶作電源,從而保證了電源電動勢的穩定。
1826年,歐姆用上面圖中的實驗裝置導出了他的定律。在木質座架上裝有電流扭力秤,DD'是扭力秤的玻璃罩,CC'是刻度盤,s是觀察用的放大鏡,m和m'為水銀杯,abb'a'為鉍框架,鉍、銅框架的一條腿相互接觸,這樣就組成了溫差電偶。A、B是兩個用來產生溫差的錫容器。實驗時把待研究的導體插在m和m'兩個盛水銀的杯子中,m和m'成了溫差電池的兩個極。
歐姆准備了截面相同但長度不同的導體,依次將各個導體接入電路進行實驗,觀測扭力拖拉磁針偏轉角的大小,然後改變條件反復操作,根據實驗數據歸納成下關系:
x=q/(b+l)式中x表示流過導線的電流的大小,它與電流強度成正比,A和B為電路的兩個參數,L表示實驗導線的長度。
1826年4月歐姆發表論文,把歐姆定律改寫為:x=ksa/ls為導線的橫截面積,K表示電導率,A為導線兩端的電勢差,L為導線的長度,X表示通過L的電流強度。如果用電阻l'=l/ks代入上式,就得到X=a/I'這就是歐姆定律的定量表達式,即電路中的電流強度和電勢差成正比而與電阻成反比。為了紀念歐姆對電磁學的貢獻,物理學界將電阻的單位命名為歐姆,以符號Ω表示。
電阻的單位歐姆簡稱歐。1歐定義為:當導體兩端電勢差為1伏特,通過的電流是1安培時,它的電阻為1歐。
一個導體的電阻R不僅取決於導體的性質,它還與工作點的溫度有關。對於有些金屬、合金和化合物,當溫度降到某一臨界溫度T°C時,電阻率會突然減小到無法測量,這就是超導電現象。
導體的電阻與溫度有關。一般來說,金屬導體的電阻會隨溫度升高而增大,如電燈泡中鎢絲的電阻。半導體的電阻與溫度的關系很大,溫度稍有增加電阻值即會減小很多。通過實驗可以找出電阻與溫度變化之間的關系,利用電阻的這一特性,可以製造電阻溫度計(通常稱為「熱敏電阻溫度計」)。
部分電路歐姆定律公式:I=U/R
其中:I、U、R——三個量是屬於同一部分電路中同一時刻的電流強度、電壓和電阻。
由歐姆定律所推公式:
串聯電路:
I總=I1=I2(串聯電路中,各處電流相等)
U總=U1+U2(串聯電路中,總電壓等於各處電壓的總和)
R總=R1+R2+......+Rn
U1:U2=R1:R2
並聯電路:
I總=I1+I2(並聯電路中,幹路電流等於各支路電流的和)
U總=U1=U2 (並聯電路中,各處電壓相等)
1/R總=1/R1+1/R2
I1:I2=R2:R1
R總=R1·R2\(R1+R2)
R總=R1·R2·R3:R1·R2+R2·R3+R1·R3
即1/R總=1/R1+1/R2+……+1/Rn
I=Q/T 電流=電荷量/時間 (單位均為國際單位制)
也就是說:電流=電壓/ 電阻
或者 電壓=電阻×電流『只能用於計算電壓、電阻,並不代表電阻和電壓或電流有變化關系』
歐姆定律通常只適用於線性電阻,如金屬、電解液(酸、鹼、鹽的水溶液)。
I=E/(R+r)
其中E為電動勢,r為電源內阻,內電壓U內=Ir,E=U內+U外
適用范圍:純電阻電路
閉合電路中的能量轉化:
E=U+Ir
EI=UI+I^2R
P釋放=EI
P輸出=UI
純電阻電路中
P輸出=I^2R
=E^2R/(R+r)^2
=E^2/(R^2+2r+r^2/R)
當 r=R時 P輸出最大,P輸出=E^2/4r (均值不等式)
功率與電阻的關系
歐姆定律例題
1.由歐姆定律導出的電阻計算式R=U/I,
以下結論中,正確的為
A、加在導體兩端的電壓越大,
則導體的電阻越大
B、 通過導體的電流越大,則導體的電阻
越小
C、 導體的電阻跟它兩端的電壓成正比,
跟電流成反比
D、導體的電阻值等於導體兩端的電壓與
通過導體的電流的比值
2、一個導體兩端加有電壓為6V時,通過
它的電流大小為0.2A,那麼該導體的電阻
為 Ω,若兩端的電壓為9V時,通過導
體的電流為 A。若電路斷開,那麼通過
導體的電流為 A。此導體的電阻為 Ω。
3、 一個導體兩端的電壓為15V時,通過
導體的電流為3A,若導體兩端的電壓
增加3V,那麼此時通過導體的電流和
它的電阻分別為
A 0.6A 5Ω B 3.6A 5Ω
C 3.6A 1Ω D 4A 6Ω
4、一隻電阻當其兩端電壓從2V增加到2.8V
時,通過該電阻的電流增加了0.1A,那麼
該電阻的阻值為
A 8Ω B 20Ω
C 28Ω D 18Ω
5、一個定值電阻阻值為20Ω,接在電壓為
2V的電源兩端。那麼通過該電阻的電流
是 A。若通過該電阻的電流大小
為0、15A,則需要在電阻兩端加上 V
的電壓。
6、有甲、乙兩個導體,甲導體的電阻是
10Ω,兩端電壓為3V;乙導體電阻是
5Ω,兩端電壓為6V。那麼通過兩導
體的電流
A I甲=6V/10Ω=0.6A I乙=3V/10Ω=0.3A
B I甲=3V/10Ω=0.6A I乙=6V/5Ω=0.3A
C I甲=6V/5Ω=1.2A I乙=6V/10Ω=0.6A
D I甲=3V/10Ω=0.3A I乙=3V/5Ω=0.6A
在通電導線中取一圓柱形小體積元,其長度ΔL,截面積為ΔS,柱體軸線沿著電流密度J的方向,則流過ΔS的電流ΔI為:
ΔI=JΔS
由歐姆定律:ΔI=JΔS=-ΔU/R 由電阻R=ρΔL/ΔS,得:
JΔS=-ΔUΔS/(ρΔL)
又由電場強度和電勢的關系,-ΔU/ΔL=E,則:
J=1/ρ*E=σE
(E為電場強度,σ為電導率)
❷ 如何檢測線性可變電阻輸出型節氣門位置感測器
線性可變電阻輸出型節氣門位置感測器的檢測 (1)結構和電路 線性可變電阻型節氣門位置感測器是一種線性電位計,電位計的滑動觸點由節氣門軸帶動。 在不同的節氣門開度下,電位計的電阻也不同,從而將節氣門開度轉變為電壓信號輸送給ECU。ECU通過節氣門位置感測器,可以獲得表示節氣門由全閉到全開的所有開啟角度的、連續變化的電壓信號,以及節氣門開度的變化速率,從而更精確地判定發動機的運行工況。一般在這種節氣門位置感測器中,也設有一怠速觸點IDL,以判定發動機的怠速工況。。 (2)線性可變電阻型節氣門位置感測器的檢查調整 ①怠速觸點導通性檢測點火開關置於「OFF」位置,拔去節氣門位置感測器的導線連接器,用萬用表Ω檔在節氣門位置感測器連接器上測量怠速觸點IDL的導通情況。當節氣門全閉時,IDL-E2端子間應導通(電阻為0);當節氣門打開時,IDL-E2端子間應不導通(電阻為∞)。否則應更換節氣門位置感測器。 ②測量線性電位計的電阻 點火開關置於OFF位置,拔下節氣門位置感測器的導線連接器,用萬用表的Ω檔測量線性電位計的電阻,該電阻應能隨節氣門開度增大而呈線性增大。
❸ 電阻的額定功率如何測試
功率和發熱成正相關的。
測它在某個電壓U下能夠正常穩定工作在最佳狀態,高於U時可能使電阻燒壞。U就是額定電壓。
標出來的是額定功率,實際上是經過換算後得到的。P=(U^2)/R=(I^2)R
有一家廠商生產的50歐姆的電阻,標示為1/2W.
就說明這個電阻工作在U=5V電壓下是最佳的。
❹ 如何測量線性與非線性電阻元件U-I特性曲線
測量U-I特性曲線應該於電阻的線性和非線性無關,都是在電阻加電壓並從零逐漸升高,測出流過電阻的電流,把對應的電壓和電流的點描在坐標紙上,最後用平滑的曲線連接各個點。不過有的點要是有明顯的差錯的話應該捨去。如果明顯是線性電阻的話,點應該比較均勻的分布在直線的兩側。
❺ 線性電阻與非線性電阻測量方法有什麼不同
線性的電阻測電流和電壓後用歐姆定律算就行了,非線性的要每個電壓對應的電流都測,然後描成曲線,這個應該需要電腦的和一些硬體設備,
❻ 電阻的測量知識點
電阻(Resistance,通常用「R」表示),是一個物理量,在物理學中表示導體對電流阻礙作用的大小。導體的電阻越大,表示導體對電流的阻礙作用越大。不同的導體,電阻一般不同,電阻是導體本身的一種特性。電阻將會導致電子流通量的變化,電阻越小,電子流通量越大,反之亦然。而超導體則沒有電阻。
電阻是描述導體導電性能的物理量,用R表示。電阻由導體兩端的電壓U與通過導體的電流I的比值來定義,即R=U/I。所以,當導體兩端的電壓一定時,電阻愈大,通過的電流就愈小; 反之,電阻愈小,通過的電流就愈大。因此,電阻的大小可以用來衡量導體對電流阻礙作用的強弱,即導電性能的好壞。電阻的量值與導體的材料、形狀、體積以及周圍環境等因素有關。[1]
不同導體的電阻按其性質的不同還可分為兩種類型。一類稱為線性電阻或歐姆電阻,滿足歐姆定律; 另一類稱為非線性電阻,不滿足歐姆定律。電阻的倒數1/R稱為電導,也是描述導體導電性能的物理量,用G表示。電阻的單位在國際單位制中是歐姆(Ω),簡稱歐。而電導的國際單位制(SI)單位是西門子(S),簡稱西。電阻還常用kΩ和MΩ作單位,它們之間的關系是:
1MΩ=1000kΩ=1000000Ω
電阻率描述導體導電性能的參數。對於由某種材料製成的柱形均勻導體,其電阻R與長度L成正比,與橫截面積S成反比,即:
式中ρ為比例系數,由導體的材料和周圍溫度所決定,稱為電阻率。它的國際單位制(SI)是歐姆·米 (Ω·m)。常溫下一般金屬的電阻率與溫度的關系為:
ρ=ρ0(1+αt)
式中ρ0為0℃時的電阻率; α為電阻的溫度系數; 溫度t的單位為攝氏溫度。半導體和絕緣體的電阻率與金屬不同,它們與溫度之間不是按線性規律變化的。當溫度升高時,它們的電阻率會急劇地減小。呈現出非線性變化的性質。電阻率的倒數1/ρ稱為電導率,用σ表示。它也是描述導體導電性能的參數 ,其國際單位制(SI)是西門子/米 (S/m)。[1]
單位表示
導體的電阻通常用字母R表示,電阻的單位是歐姆(ohm),簡稱歐,符號是Ω(希臘字母,讀作Omega),1Ω=1V/A。比較大的單位有千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)(兆=百萬,即100萬)。
KΩ(千歐), MΩ(兆歐),他們的換算關系是:兩個電阻並聯式也可表示為
1TΩ=1000GΩ;1GΩ=1000MΩ;1MΩ=1000KΩ;1KΩ=1000Ω(也就是一千進率
電阻表法
電阻表法,顧名思義就是用電阻表直接測量直流電阻。雖然這種方法可以直接讀取電阻的數值,但是其精確度不高,只能測量一個大致的范圍。使用這種方法的前提是對電阻值的精確度要求不高。
電壓-電流表法
電壓-直流表法也叫做直流電流電壓降法。這種方法也不能達到很高的精確度,但是它的測量條件與被測電阻的實際工作條件基本一致,特別適宜於測量非線性電阻。
直流電位差計法
直接電位差計法,適用於測量發電機定子繞組的直流電阻。它可以在不影響通過被測繞組的電流數值的情況下,得到准確的結果。
電橋法
電橋法是測量支流電阻的最常用方法,用到直流電橋,其體積小操作方便,適合攜帶。直流電橋分單臂電橋和雙臂電橋兩種。
❽ 大學實驗:測繪線性電阻和非線性電阻的伏安特定曲線。為什麼用萬用表(m
非線性元件的電阻隨著電流的變化呈現的阻值是不同的,因此必須在帶電情況下用伏安法進行測量。直流電橋或萬用表的ω檔只能在元件不帶電的情況進行測試,所以不能測非線性元件電阻。
❾ 電阻額定電壓怎麼測
用電壓除以電流,先將電阻接入電路(電路中有電流表)再將電壓表接在電阻兩端之後用電壓表示數除以電流表示數。