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歐姆表

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歐姆表是直接測量電阻值的儀表。它是根據閉合電路的歐姆定律製成的。
中文名
歐姆表
定    義
測量電阻值的儀表
範    圍
測量範圍都是從0→∞Ω
測量依據
閉合電路的歐姆定律

歐姆表簡介

直接測量電阻值的儀表。它是根據閉合電路的歐姆定律製成的。如圖所示,Rx是被測電阻,G是表頭,內阻為Rg,ε是乾電池,其端壓為U,RΩ是電阻。當被測電阻Rx接在A、B兩端時,表頭電流為I,當U、RΩ、Rg一定時,I只隨Rz變化,對應於每個Rz總有一個確定的I值,由I值就可求出Rz。把Rz的數值刻在刻度盤的相應位置上,則可直接讀出被測電阻的歐姆數。歐姆表的刻度特點是:①電阻數值越大,在刻度盤上所對應的刻度越靠左。這是因為Rz越大,I就越小。②刻度的劃分不是均勻的,越向左邊越密。這是因為I與Rz的關係不成正比。③當Rz=RΩ+Rg時,I/Ig=1/2(Ig為表頭的量程),這時指針恰好指在刻度盤中間,(RΩ+Rg)叫做歐姆表的中值電阻。中值電阻唯一地決定了歐姆表的刻度。採用不同的中值電阻,歐姆表有不同的量程。在萬用表中,測量電阻的部分叫做歐姆檔,一般有3~4個量程。歐姆表還設有調零電阻。 [1] 
歐姆表 歐姆表
歐姆表中值電阻及刻度Rx的值對應一個I/Ig的值,這個值實際意義是唯一決定錶針的位置.當I/Ig=1時,錶針指最右端,I/Ig=1/2時,錶針指刻度盤中心處,等等.即每個Rx決定一個I/Ig的值,而每個I/Ig決定一個錶針的位置,如果兩個歐姆表有不同的(R+Rg)的值,同一個Rx就對應不同的I/Ig,即對應不同的錶針的位置.它們的刻度情況就不一樣,反之;只有兩個歐姆表的(R+Rg)的值相等.它們的刻度就完全相同.(可共用一個刻度盤)、歐姆表的(R+Rg)叫它的中值電阻,也就是中值電阻唯一決定了歐姆表的刻度盤.中值電阻一經確定,刻度盤的刻度全盤定局.當Rx的值分別為R中的2倍、3倍、4倍……時,
電流表中的電流I分別為滿度電流Ix的1/3、 1/4、 1/5……即電錶指針的偏轉角度為滿刻度時的1/3、1/4、1/5……當Rx的值分別為R中的1/2、1/3、1/4時,電錶指針的偏轉角度分別為滿偏時的2/3、3/4、4/5……所以,歐姆表的錶盤的刻度是不均勻的。

歐姆表特徵

歐姆表的刻度特點與電流表和電壓表不同,歐姆表有以下幾個顯著特點:
(1)電流表和電壓表刻度越向右數值越大,歐姆表則相反,這是因為Rx越小I越大造成的.當Rx=∞時(斷路電路),I=0,則在最左端;當Rx=0時(兩表筆短接)I為Ig,電流表滿刻度處電阻為“0”在最右端.
(2)電流表和電壓表刻度均勻.歐姆表刻度很不均勻,越向左越密.這是因為在零點調正後,E、R、Rx都是恆定的,I隨Rx而變.但他們不是簡單的線性比例關係.所以錶盤刻度不均勻.
(3)電流表和電壓表的刻度都是從0到某一確定值,因此,每個表都有確定的量程.而歐姆表的刻度總是從0→∞Ω.這是否説明所有歐姆表都有相同的刻度?是否歐姆表不存在量程的問題?不是的.下面會對這兩個問題分別進行分析.
(4)電流表和電壓表在使用時都需要電路連接(即串聯或並聯),但歐姆表可以不用連接電路而直接讀取其示數。

歐姆表範圍

雖然任何歐姆表的測量範圍都是從0→∞Ω,但越向左刻度越密.中值電阻為100Ω的歐姆表當Rx在200Ω以上時,讀數已很困難,當Rx為1000Ω時.已無法讀數了.要想準確地測出大電阻,應換用一箇中值電阻較大的歐姆表(就是換擋).為了使歐姆表各擋共用一個標尺,一般都以R×1中值電阻為標準,成10倍擴大.例如R×1擋中值電阻R中=10Ω,R×10擋為100Ω,R×100Ω擋為1000Ω等,依次類推,擴大歐姆表的量程就是擴大歐姆表的總內阻,實際是通過歐姆表的另一附加電路來實現。

歐姆表誤差

歐姆表的示值誤差對分度均勻的電流表電壓表.示值越大則相對誤差越小,對歐姆表的總內阻等於標尺的中值電阻R中時,用微分法可導出△R/R=(△x/L)[(R中-R)2/(R中×R)+4].(2)(2)式中字母表示意義如圖2所示。當R=R中時誤差最小,所以為測得較準確的結果.應儘可能利用標尺的中部。

歐姆表使用

歐姆表操作步驟

(1)選擋:把選擇開關旋到歐姆擋上,並根據估測電阻的大小,選擇好選擇開關的量程。
(2)調零:把兩支表筆相接觸,調整歐姆擋的調整旋鈕,使指針指在電阻刻度的零位上。(注意電阻擋的零位在刻度的右端)
(3)測量(讀數):把兩支表筆分別與待測電阻的兩端相接,進行測量,指針示數乘以倍率數,即為待測電阻的阻值。
(4)實驗完畢,應將兩表筆從插孔中拔出,並將選擇開關置於“OFF”擋或交流電壓最高擋。如果歐姆表長期不用,應取出表內的電池。
(5)歐姆表內電池的電動勢E,內阻r,用久後會改變數值,會造成測量誤差變大。此時,測量電阻不夠準確,較準確測量電阻應使用電路法。 [2] 

歐姆表使用注意事項

LU-DP4智能電流、電壓、歐姆表 LU-DP4智能電流、電壓、歐姆表
(1)用歐姆表測電阻,每次換擋後和測量前都要重新調零.
(2)測電阻時待測電阻不僅要和電源斷開,而且要和別的元件斷開.
(3)測量時注意手不要碰表筆的金屬部分,否則將人體的電阻並聯進去,影響測量結果.
(4)合理選擇量程,使指針儘可能在中間刻度附近,參考指針偏轉在R中/5→5R中的範圍(或電流表指針偏轉滿度電流的1/3~2/3).若指針偏角太大,應改接低擋位,反之就改換高擋位.讀數時應將指針示數乘以擋位倍數.
(5)實際應用中要防止超量程,不得測額定電流極小的電器的電阻(如靈敏電流表的內阻).
(6)測量完畢後,應拔出表筆,選擇開關置於 OFF擋位置,或交流電壓最高擋;長期不用時,應取出電池,以防電池漏電.
(7)歐姆表功能:測量電阻、測二極管正負極。
(8)用法:最好指針打到中間將誤差減小。
(9)歐姆表的選擋:
從理論上講,歐姆表可直接測量從零至無限大之間任何阻值的電阻,但由於面板刻度的不均勻(即I與Rx的非線性關係),使得在零值附近和無限大值附近很難比較準確地讀出被測電阻的數值(測量誤差很大)。當Rx=R內時,即在中值附近時,指針偏角與Rx的關係比較接近線性,刻度較均勻,因此具體測量時,最好使指針位於中央附近,這就是選擋的依據。
在使用歐姆表前,首先應估測待測電阻的大小,選擇合適的擋位(通常按大量程擋向小量程擋次序選擇)。如果選擇的擋不合適,則應重新選擋。即若指針偏角較小,則應選倍率高一擋的擋位,反之則選低一擋的擋位。每次換擋需重新調零後方可進行測量。 [2] 
參考資料
  • 1.    閻金鐸,姜璐,崔華林.《中國中學教學百科全書·物理卷》:瀋陽出版社,1991
  • 2.    賀雙桂等.《高中數理化生公式定理圖解》 : 廣西師範大學出版社 ,2009