低电阻测量
低电阻测量
一、实验目的:
1.设计待测低电阻连接方法; 2.用欧姆定律测量导体的电阻率。
二、实验仪器:
四端电阻、直流电源、电压计、电流计、电阻箱各一台,导线6根。
三、实验原理:
改变一个电学元件两端电压的大小,通过该元件的电流通常也会随之发生改变。若以坐标横轴表示加在该元件上的电压,以纵轴表示通过它的电流作图,其图线称作伏安特性曲线。如该曲线呈一直线,则称该元件是一线性电阻元件,它是完全服从欧姆定律的。反之,凡不满足欧姆定律或其伏安特性曲线不是直线的元件均为非线性电阻元件。由于非线性元件的伏安特性曲线不是直线,电压与电流的比值不是常数,这是说明该元件的电阻是多少,意义是不明确的。故一般常用其伏安特性曲线来说明其导电特性。通常导线及接触点均有电阻,用伏安法测量时,它们对待测电阻的实际阻值造成影响,尤其当待测电阻阻值较小时,若仍采用两线测试方法必将导致测试误差增大,该影响不可忽略。为消除该影
响,可采用4引线法进行测量(或称四端法),
如下图所示。
采用四端法测量低电阻时接触电阻极小到可忽略不计。lU
又R=ρ、R=,所以只要测出电阻R、L、S即可求出
SI
电阻率ρ,则
RSUSπUd2
== ρ=(d为棒的直径) lIl4Il
四、实验内容和步骤:
1.按图四端接线法连接电路,将电压源调至5V,限流电阻为30欧姆;
2.将金属棒嵌入滑动变阻器,拧紧螺丝,移动滑片至适当刻度,读取电压表和电流表示数以及金属棒在电路中的有效电阻长度L;
3.重复移动滑片,每次移动滑片之后都拧紧螺丝,记录六次数据;
4.更换金属棒,重复步骤2、3,记录数据。
五、实验数据与处理: 直径d=4mm,则S=πd2
4
≈12.57⨯10-6m2
S
⨯10Ω)与横坐标则纵坐标R(⨯10m-1)的图像为 (
-8
斜率ρ=3.78⨯10Ω∙m
则纵坐标R(⨯10
-4
lS
(⨯10
3
Ω)与横坐标m-1)的图像为
-8
斜率ρ=7.742⨯10Ω∙m
则纵坐标R(⨯10
S
(⨯10
Ω)与横坐标m-1)的图像为
斜率ρ=1.6842⨯10-7Ω∙m
六、误差分析:
1.铜棒铝棒铁棒表明有氧化物影响实验结果; 2.接线旋钮未扭紧导致接触电阻过大影响测量; 3.测量过程中,电表示数有波动,使读数不准确.