电路设计和电阻测量详解
高中电学实验第一讲：电阻的测量方法及原理
高中电学实验第一讲：电阻的测量方法及原理一、伏安法测电阻1、电路原理“伏安法”就是用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I,再根据欧姆定律求出电阻 R= U/I 的测量电阻的一种方法。
电路图如图一所示。
如果电表为理想电表，即 R V=∞，R A=0用图一（甲）和图一（乙）两种接法测出的电阻相等。
但实际测量中所用电表并非理想电表，电压表的内阻并非趋近于无穷大、电流表也有内阻，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。
如何分析其误差并选用合适的电路进行测量呢？若将图一（甲）所示电路称电流表外接法，（乙）所示电路为电流表内接法，则“伏安法”测电阻的误差分析和电路选择方法可总结为四个字：“大内小外”。
2、误差分析（1）、电流表外接法由于电表为非理想电表，考虑电表的内阻，等效电路如图二所示，电压表的测量值 U 为ab间电压，电流表的测量值为干路电流，是流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，故：R测 = U/I = Rab = (Rv∥R)= (Rv×R)/(Rv+R) < R(电阻的真实值)可以看出，此时 R测的系统误差主要来源于 Rv 的分流作用，其相对误差为δ外= ΔR/R = (R-R测)/R = R/(Rv+R)（ 2）、电流表内接法其等效电路如图三所示，电流表的测量值为流过待测电阻和电流表的电流，电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和，故：R测 = U/I = RA+R > R此时R测的系统误差主要来源于RA的分压作用，其相对误差为: δ内= ΔR/R = (R测-R)/R = RA/R综上所述，当采用电流表内接法时，测量值大于真实值，即"大内"；当采用电流表外接法时，测量值小于真实值，即“小外”。
3、电路的选择（一）比值比较法1、“大内”：当 R >> RA 时，，选择电流表内接法测量，误差更小。
测量电阻方法
测量电阻方法电阻是电学中的重要参数，它是导体材料对电流通过的阻碍作用。
在实际工程中，我们经常需要测量电阻的数值，以确保电路正常运行。
下面将介绍几种常用的测量电阻的方法。
1. 万用表测量法。
万用表是一种常用的电气测量仪器，它可以测量电压、电流和电阻。
在测量电阻时，将待测电阻与万用表的两个探针连接，万用表会显示电阻的数值。
这种方法简单方便，适用于一般的电阻测量。
2. 桥式测量法。
桥式测量法是一种精密测量电阻的方法，它通过比较待测电阻与已知电阻的比值来确定待测电阻的数值。
常见的有维也纳电桥、魏斯通电桥等。
这种方法精度高，适用于对电阻精度要求较高的场合。
3. 电流-电压法。
电流-电压法是一种通过测量电阻两端的电压和电流来计算电阻值的方法。
通过欧姆定律可以得到电阻的数值。
这种方法在实际工程中应用广泛，尤其适用于大电阻值的测量。
4. 数字式电阻测量仪。
数字式电阻测量仪是一种专门用于测量电阻的仪器，它具有测量精度高、操作简便、显示直观等特点。
在现代电子工程中，数字式电阻测量仪得到了广泛应用。
5. 温度补偿方法。
由于电阻值会受温度影响，因此在一些对温度要求较高的场合，需要对电阻进行温度补偿。
常见的方法有使用温度传感器进行实时温度补偿、采用温度补偿电路等。
综上所述，测量电阻的方法有多种多样，我们可以根据实际需求选择合适的方法进行测量。
在进行测量时，需要注意仪器的使用方法和测量环境的影响，以确保测量结果的准确性和可靠性。
希望本文介绍的内容能对大家有所帮助。
电阻的测量实验教案学习电阻的测量方法和技巧
电阻的测量实验教案学习电阻的测量方法和技巧电阻的测量实验教案引言：电阻是电学基础中的重要概念之一，它在电路分析和设计中起着至关重要的作用。
在实际操作中，测量电阻是我们必须掌握的基本技能之一。
本教案将介绍电阻的测量实验方法和技巧，以帮助学生深入理解电阻测量的原理与实践。
一、实验目的通过本实验，学生将能够：1. 理解电阻的概念和基本原理；2. 掌握电阻的测量方法和技巧；3. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验器材和材料1. 变阻器（调节电阻）；2. 电流表；3. 电压表；4. 直流电源；5. 连接线。
三、实验原理1. 电阻的定义：电阻是指导体对电流流动的阻碍程度。
用字母R表示，单位为欧姆（Ω）；2. 基尔霍夫定律：在电路中，电流沿着闭合电路的各个支路之和等于零；3. 电阻的串、并联关系：串联电阻的总阻值等于各个电阻的阻值之和，而并联电阻的总阻值等于各个电阻的倒数之和的倒数。
四、实验步骤1. 将实验器材依照电路图连接好，确保实验电路无误；2. 接通直流电源开关，调节电阻的阻值，使得电路中的电流和电压适中且易于读取；3. 分别测量电流表和电压表的读数，并记录下来；4. 根据测得的电流和电压值，利用欧姆定律计算电阻值；5. 反复进行实验，改变电路中的电阻和电压数值，以探索不同情况下的电阻测量方法和技巧。
五、实验注意事项1. 实验操作时，应先调节电阻的阻值再接通电源；2. 电流表和电压表的量程应适宜，以确保测量的准确性；3. 实验结束后，应将电阻的阻值调节到最小。
六、实验结果与分析实验数据可根据实验步骤中所记录的读数进行计算，并绘制成表格和图形。
通过对实验结果的分析，学生可以掌握电阻测量的方法和技巧，并进一步了解电阻的特性和变化规律。
七、实验拓展1. 探究不同材料和尺寸的导体对电阻的影响；2. 研究电阻与温度的关系；3. 利用实验结果，设计简单的电阻测量仪器。
结语：通过本实验教案，学生不仅可以深入了解电阻的测量方法和技巧，还能够掌握实验操作和数据处理的基本技能。
电路中的电阻的测量方法
电路中的电阻的测量方法电阻是电路中常见的元件之一，用于限制电流的流动。
在电路设计和维护中，准确测量电阻值对于确保电路正常运行至关重要。
本文将介绍电路中常用的电阻测量方法，帮助读者更好地理解和应用。
方式一：电压法电压法是最常用的电阻测量方法之一。
它利用欧姆定律，通过测量电阻两端电压和通过电阻的电流来计算电阻值。
实施步骤如下：1. 断开电路并确认被测电阻没有连接到任何电源或负载。
2. 将万用表或电压表调至适当的电压量程。
3. 将电阻两端连接到电压表的测试端子上。
4. 使电流在电阻上流通，记录电压表的读数。
5. 根据欧姆定律，计算电阻值。
（电阻 = 电压 / 电流）方式二：电流法电流法是另一种常见的电阻测量方法。
它通过测量经过电阻的电流和测量电压差来计算电阻值。
实施步骤如下：1. 确保电阻连接在一个独立的电路中，并确保没有其他电阻或负载与其并联。
2. 设置电流源并使电流通过电阻。
3. 使用电流表测量通过电阻的电流。
4. 使用电压表测量电阻两端的电压差。
5. 根据欧姆定律，计算电阻值。
（电阻 = 电压 / 电流）方式三：桥路法桥路法是一种精确测量电阻的方法，适用于测量高精度要求的场景。
常见的桥路法有维尔斯通桥、魏斯顿桥等。
以维尔斯通桥为例，实施步骤如下：1. 搭建维尔斯通桥电路，在桥臂中适当位置接入待测电阻。
2. 调节已知阻值和可变阻值，使桥路平衡。
3. 通过测量相应的电阻值和调节量，计算待测电阻的值。
桥路法的优点是可以消除电压源的不稳定因素和连接导线的电阻对测量结果的影响，提供更准确的测量。
方式四：伏安法伏安法是一种通过测量电阻两端的电压和通过电阻的电流来计算电阻值的方法，适用于测量小阻值或非线性电阻。
实施步骤如下：1. 断开电路并确认被测电阻没有连接到任何电源或负载。
2. 将电流表调至适当的电流量程。
3. 将电阻两端连接到电流表的测试端子上。
4. 使电压在电阻上产生变化，记录电流表的读数。
5. 根据欧姆定律，计算电阻值。
ntc热敏电阻测温电路设计_概述说明以及解释
ntc热敏电阻测温电路设计概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文讨论的是NTC热敏电阻测温电路设计。
在现代科技发展中，温度测量是非常重要的一项技术。
NTC热敏电阻作为常见的温度传感器之一，具有精确、可靠、成本低廉等特点，广泛应用于各个领域。
1.2 文章结构本文主要分为五大部分。
第一部分是引言，对文章进行概述说明以及目的阐述。
第二部分详细介绍了NTC热敏电阻的基本知识和特性。
第三部分讨论了温度测量原理及方法，并与其他常见温度测量方法进行比较。
第四部分重点探讨了NTC 热敏电阻测温电路设计的要点，包括选择合适的NTC热敏电阻型号与参数设置、温度补偿与校准技巧以及信号处理与转换电路设计要点。
最后一部分是结论和展望，总结了文章的主要内容并对未来发展进行了展望。
1.3 目的本文的目的是提供关于NTC热敏电阻测温电路设计方面的详细说明和解释。
通过对NTC热敏电阻的介绍和温度测量原理的解析，帮助读者了解如何选择合适的NTC热敏电阻、进行温度补偿与校准，并设计出高效可靠的信号处理与转换电路。
同时，本文还展望了NTC热敏电阻测温技术在未来的发展方向。
2. NTC热敏电阻简介2.1 什么是NTC热敏电阻NTC热敏电阻全称为负温度系数热敏电阻( Negative Temperature Coefficient Thermistor)，是一种根据温度变化而改变阻值的传感器。
它由金属氧化物制成，具有负温度系数特性，即当温度上升时，其电阻值会下降；反之，当温度下降时，电阻值会增加。
2.2 NTC热敏电阻的特性NTC热敏电阻具有许多独特的特性。
首先，它们响应速度快，能够实时测量环境温度。
其次，NTC热敏电阻的响应范围广泛，可覆盖从低至几摄氏度到高达几百摄氏度的整个温度范围。
此外，NTC热敏电阻精确可靠，在稳态和非稳态情况下都能提供准确的温度测量结果。
2.3 应用领域NTC热敏电阻广泛应用于各个领域中的温度测量与控制。
它们被广泛用于家电、汽车、电子设备等领域，在温度测量、过热保护、温度补偿等方面发挥着重要作用。
电阻的计算和测量
电阻的计算和测量电阻是电学中的基本元件，用于限制电流的流动。
对于电子工程师和电路设计者来说，准确计算和测量电阻是非常重要的。
本文将介绍电阻的计算和测量方法。
一、电阻的计算电阻的计算可以通过熟知的公式来进行。
在直流电路中，电阻的计算公式为：R = V/I其中，R代表电阻，V代表电压，I代表电流。
根据这个公式，我们可以通过已知的电压和电流来计算电阻的数值。
例如，如果我们知道电压为10伏特，电流为2安培，则计算得到电阻为5欧姆。
在交流电路中，电阻的计算略为复杂，需要考虑电阻的阻抗、电流的相位等因素。
根据欧姆定律，电阻的阻抗公式为：Z = R其中，Z代表电阻的阻抗，R代表电阻的阻值。
当电路中只有电阻时，阻抗与阻值相等。
通过测量电阻的阻抗，我们可以得到电阻的数值。
二、电阻的测量电阻的测量可以使用多种方法。
以下介绍两种常用的测量方法。
1. 万用表测量法万用表是一种常见的电气测量仪器，可以用于测量电压、电流、电阻等参数。
测量电阻时，需要将万用表的测量模式调至欧姆档位。
将待测电阻两端接入万用表的测量端子，并等待一段时间，直到读数稳定。
根据万用表上显示的数值，即可得到电阻的阻值。
2. 桥式测量法桥式测量法是一种更精确的电阻测量方法，适用于测量较小阻值的电阻。
常见的桥式测量方法有维也纳电桥、韦尔斯顿电桥等。
这些电桥利用电桥平衡原理，通过调节电桥上的调节元件，使电桥平衡，从而测量待测电阻的数值。
在进行电阻测量时，需要注意以下几点：- 保持电路稳定：确保电路中没有其他干扰源，避免电流和电压的变化。
- 防止温度影响：电阻的数值受温度影响较大，需要在室温下进行测量，或者根据温度系数进行修正。
- 接触良好：确保待测电阻与测量仪器的接触良好，避免接触电阻对测量结果的影响。
总结：电阻的计算和测量对于电子工程师和电路设计者来说至关重要。
通过准确的计算和测量，可以保证电路设计的可靠性和稳定性。
通过本文介绍的方法，希望读者能够更好地理解电阻的计算和测量，并能够应用于实际工作中。
电学实验的设计及电阻的测量
电学实验的设计及电阻的测量一、 电学实验设计原则：1、 安全性原则：电源不超载、电表不超程、电器不超压不超流 。
2、 精确性原则：电表读数要尽可能精确、实验系统误差要尽可能小。
3、 方便性原则：实验操作方便、仪器调整方便、数据处理方便。
4、 可行性原则：选实验室经济实用器材、设计合理的能耗小的实验电路。
二、 实验仪器的选择：（1）原则：安全、精确、方便、可行，要正确处理安全和精确的关系。
（2）选择的一般步骤;①根据实验要求设计合理的实验电路。
②找出唯一性的器材。
③估算电路中电压和电流的最大值或最小值，结合已知器材的规格先选定电源、再选定电压。
表和电流表以及所用的量程；电源→电压表→电流表。
④根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变阻器。
三、 实验电路的选择;符合实验原理、操作简便、处理数据方便、系统误差小、甚至没有系统误差。
四、 控制电路的选择（二.供电电路与滑动变阻器的选择） 1、滑动变阻器的两种连接方式如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为R 0）对负载R L 的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图（a ）电路称为限流接法，图（b ）电路称为分压接法．限流接法分压接法 比较说明负载RL 上电压调节范围（忽略电源内阻） 0L REU E R R ≤≤+ 0L U E ≤≤分压接法电压调节范围大 负载RL 上电流调节范围（忽略电源内阻） 0L E EI R R R≤≤+ 0L EI R≤≤分压接法电流调节范围大 相同条件下电路消耗的总功率 L EIL ap E I I （＋）限流电路能耗较小 闭合S 前触头位置b 端a 端都是为了保护电路元件3.选择原则：在符合实验要求和安全的条件下，要操作简便、电流和电压的读数有较大的变化范围，提高实验的精确度。
一般情况下当0L R R <时，或实验没有较高要求，仅从安全和精确度分析两者均可使用时，考虑安装简便和节能因素可优先选限流电路，当0L R R 及实验电路电压和电流要求从零连续调节时，选分压电路。
热敏电阻测温电路
热敏电阻测温电路概述热敏电阻（thermistor）是一种将温度变化转化为电阻变化的传感器。
热敏电阻测温电路是一种常见的温度测量方法，通过读取热敏电阻的电阻值来确定温度。
本文将介绍热敏电阻测温电路的工作原理、电路设计以及使用注意事项。
工作原理热敏电阻的电阻值与温度呈负相关关系，温度升高时电阻值减小，温度降低时电阻值增加。
这是因为热敏电阻的电阻值受其内部材料温度相关性的影响。
常见的热敏电阻有两种类型：PTC（正温度系数）和NTC （负温度系数）。
PTC热敏电阻的电阻值随温度升高而增加，而NTC热敏电阻的电阻值随温度升高而减小。
热敏电阻测温电路利用了热敏电阻温度-电阻特性的这一特点，通过测量电阻值来间接确定温度。
电路设计热敏电阻测温电路一般由以下几部分组成：1.热敏电阻：选择适当的热敏电阻类型和参数，根据测量范围和精度要求进行选择。
2.偏置电阻：为了减小热敏电阻的电阻变化对测量结果的影响，一般需要在热敏电阻和测量电路之间加入一个偏置电阻。
3.电桥：为了提高测量精度，常常使用电桥电路来测量热敏电阻的电阻值。
电桥电路一般由热敏电阻、偏置电阻和参考电阻组成。
4.读取电路：读取电桥电路的输出电压，通过将输出电压与参考电压进行比较，可以得到热敏电阻的电阻值，从而确定温度。
使用注意事项在设计和使用热敏电阻测温电路时，需要注意以下几点：1.热敏电阻的特性：了解选用的热敏电阻的温度-电阻特性，以及其额定工作范围和精度。
2.偏置电阻的选择：根据热敏电阻的特性和设计要求，选择适当的偏置电阻，以使热敏电阻的电阻变化对测量结果的影响最小化。
3.电桥电路的设计：根据热敏电阻的特性和设计要求，设计适当的电桥电路，以提高测量精度。
4.温度补偿：热敏电阻的温度-电阻特性可能受到环境温度的影响，在一些应用中，可能需要进行温度补偿以提高测量精度。
5.输出接口：根据实际需求，选择合适的输出接口（如模拟电压输出或数字信号输出），以便接入其他设备或系统。
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安全：电路电流不能超过Ⓐ表量程，电
安培表、伏
压不能超过Ⓥ表量程；
特表的选择 精确：电路电流、电压尽可能指Ⓐ、
Ⓥ表满量程的1/2到2/3；
例1、测一个阻值约为25 kΩ的电阻,备有下列器材:
A.电流表（量程100μA,内阻约2 kΩ）
B.电流表（量程700μA,内阻约300Ω）
C.电压表（量程15 V,内阻约100 kΩ）
D.电压表（量程50 V,内阻约500 kΩ）
E.直流稳压电源（电动势15 V,允许最大电流1 A）
F.滑动变阻器（最大电阻1 kΩ,额定功率1 W）
G.电键、导线若干
（1）电流表应选
,电压表应
选
.
（2）画出测量Rx的原理图.
练习1、用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验 器材如下:
A.待测电阻Rx：范围在5—8Ω，额定功率1W B.电流表A1：量程0—0.6A（内阻约0.2Ω） C.电流表A2：量程0—3A（内阻约0.05Ω） D.电压表V1：量程0—3V（内阻约3KΩ） E.电压表V2：量程0—15V（内阻约15KΩ） F.滑动变阻器R：0—100Ω
别为10V和0.1A,电压表内阻为500Ω,那么待 测电阻R的测量值比真实值 小 ,测量值 为 100Ω ,真实值为125Ω.
R
cA
d
V
3、一个未知电阻,无法估计其电阻值, 某同学用伏安法测量此电阻,用如图(a)(b) 两种电路各测一次,用(a)图所测数据为 3.0V、3.0mA,用(b)图测得的数据是2.9V、 4.0mA,由此可知,用（a） 图测得Rx的误差较 小,测量值Rx= 1000Ω.
说明：误差来源：电流表的分压
V
A R
4.伏安法测电阻电路选择
（1)、若已知待测电阻的大约值，电流表的内阻和电压表 的内阻，则
即 Rx RARV 用内接法． Rx RARV 用外接法．
口诀：大 内高手
（2)、若不知待测电阻的大约值，电流表的内阻和电压表 的内阻，则用试接法
按图接好电路，让电压表的一根接线柱固定接 好，另一接线柱P先后与a、b处接触下。
2.电能损耗较大.
限流和分压式接法选择
限流式
Rx
电 路
E s AR B
分压式
Rx
AR B
E
s
三种情况下必须采用分压接法：
（1）要求电压从零开始连续变化；
（2）电路允许的最大电流很小（即限流式接法不
说 能保证仪器安全）；
明
（3）滑动变阻器的电阻远小于待测电阻。
滑动变阻器选择：
1、分压式接法时选择阻值较小的滑动 变阻器
四、实验：电路 设计和电阻测量
1
一、电路设计
总体思想：根据题意明确：要做什么？（实验目 的），根据什么来做？（实验原理），怎么做？ （根据已有器材如何设计电路） 1、测量电阻的基本原理：部分电路欧姆定律
2、基本思路：想办法设计电路测电阻两端的电 压U和通过电阻的电流I(伏安法测电阻)
3、基本过程：将电路分为“测量电路”、“控制 电路”和“电源”三部分，分开设计，然后合并。
分别记为Rx1和Rx2，则
（
填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的
真实值，且测量值Rx1
（填“大于”
、“等于”或“ 小于”）真实值，测量
值Rx2
（填“大于” 、 “等于”或
“小于）真实值。
利用“伏安法”测导体的电阻仪器选择
器材种类
选取原则
唯一性器材
电源，导线，开关等
滑动变阻器 安全：电路电流不能超过其额定电流， 方便：电阻越小操作越方便。
3、若电流表和电压表内阻均已知，采用内、外接法均可
1.现在想用伏安法测电阻，若伏特表、 电流表、电阻的阻值（估计值）为以 下值，选择哪种接法？
（1）RV= 20000Ω RA=1Ω R=30Ω 电流表 外接法
（2）RV= 5000Ω RA=0.1 Ω R= 200Ω 电流表 内接法
15
2、如图所示电流表和电压表的读数分
4、仪器选择时遵循（1）安全性原则；（2）误差 尽可能小原则，（3）易操作原则。
二、控制电路部分设计：滑动变阻器接法选择和滑动 变阻器选择
1.限流式
测量电路部分 Rx
图中变阻器串联在电路中
起限流作用
P
E
s AR B
待测电阻Rx的电压可调范围 待测电阻Rx的电流可调范围
Rx E ~ E Rx R
若电压表的示数变化较大，而电流变的示数变
化较小，则用外接法
V
P b Aa R
若电流表的示数变化较大，而电压表的示数变
化较小，则用内接法
口诀：安内伏外
三种特殊情况可消除系统误差：
V
VA RA R内接法误差来源于电流表的分压，外接法误差来源于电压 表的分流
1、若电流表内阻已知，采用内接法 2、若电压表内阻已知，采用外接法
电压表示数
UV UR RA UR
电流表示数
IA IR
R测
UV IA
>
R真
UR IR
测量值偏大,适于测量大阻值电阻.
说明：误差来源于电流表的分压
V
A R
3.伏安法测电阻的误差分析 电流表内接法
电压表示数
UV UR RA UR
电流表示数
IA IR
R测
UV IA
>
R真
UR IR
测量值偏大,适于测量大阻值电阻.
E ~E Rx R Rx
限流式电路的特点:
1.电压不能从零开始调节,调节范围较小. 但电路结构较为简单.
2.电能损耗较小.
2.分压式
测量电路部分 Rx
图中变阻器起分压作用
P AR B
待测电阻Rx的电压可调范围
0~E
分压式电路的特点:
E
s
待测电阻Rx的电流可调范围
0~ E Rx
1.电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范 围较大. 但电路结构较为复杂.
A R
因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种 方法测量电阻都有误差．
3.伏安法测电阻的误差分析
电流表外接法 V
电压表示数
UV U R
电流表示数
IA IR IV IR
A
R
R测
UV IA
<
R真
UR IR
测量值偏小，适于测量小阻值电阻 .
说明：误差来源：电压表的分流
3.伏安法测电阻的误差分析 电流表内接法
V
Rx
A
(a)
V
Rx
A
(b)
4、在伏安法测电阻的实验中，待测电阻
Rx 约为200 欧姆，电压表v的内阻约为2 千 欧，电流表a的内阻约为10欧姆，测量
电路中电流表的连接方式如图（a）或图
（b）所示，计算结果由
Rx
U I
得出，式
中U与I分别为电压表和电流表的读数；若
将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值
2、限流式接法时选择阻值较大的滑动 变阻器，但够用即可。 3、选择滑动变阻器时要考虑会不会被 烧坏，即通过滑动变阻器的电流不能 超过滑动变阻器允许通过的最大电流。
三、测量电路部分设计 伏安法测电阻的两种电路 电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法” V
A R
电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法” V