4 线电阻测量
零件和材料
- 6 伏电池
- 前一章实验制成的电磁铁，或一大卷线
在这个实验中最好有两个仪表：一个电压表和一个电流表。
对于预算有限的实验者来说，这可能是不可能的。无论使用什么电流表，都应该能够测量至少几安培的电流。
一个 6 伏的“灯笼”电池基本上被一根长电线短路可能会产生这种量级的电流，您的电流表需要能够在不熔断保险丝或遭受其他损坏的情况下进行测量。确保仪表上的最高电流量程至少为 5 安培！
交叉引用
电路课程 ，第 1 卷，第 8 章：“直流计量电路”
学习目标
- 说明开尔文（4 线）电阻测量的工作原理
- 说明如何使用常用测试设备测量低电阻
原理图
插图
说明
虽然这个实验最好用两块表来进行，而且在示意图和插图中确实是这样显示的，但一个万用表就足够了。
大多数欧姆表的工作原理是在未知电阻 (Runknown) 上施加一个小电压，并从它汲取的电流量推断出电阻。
特殊情况除外，例如 megger ，仪表采用的电压和电流量都非常小。
这给低电阻的测量带来了问题，因为低电阻样品的电阻值可能比仪表电路本身小得多。
想象一下，尝试用尺子测量棉线的直径，或用专为称重货车而设计的天平测量硬币的重量，您就会明白手头的问题。
用普通欧姆表测量小电阻的众多误差来源之一是欧姆表自带表笔的电阻。
作为测量电路的一部分，测试引线可能包含比测试样品电阻更大的电阻，从而导致显着的测量误差：
一种解决方案称为开尔文 , 或 4 线 ，电阻测量法。它涉及使用电流表和电压表，通过欧姆定律计算确定样品电阻。
电流通过未知电阻并进行测量。通过电压表测量电阻两端的电压降，并使用欧姆定律 (R=E/I) 计算电阻。
使用大电流可以很容易地测量非常小的电阻，与使用小电流相比，提供更容易测量的电压降来推断电阻。
因为只有未知电阻引起的电压降会被计入计算中——而不是电流表测试引线或承载主电流的任何其他连接线上的电压降——完全消除了由这些杂散电阻引起的其他误差。
首先，选择一个合适的低电阻样品用于本实验。我建议使用上一章中指定的电磁线圈或可以接触到两端的线轴。将 6 伏电池连接到该样品，并串联一个电流表。
警告：
所使用的电流表应能够测量至少 5 安培的电流，以免在这种接近短路的情况下产生的（可能）高电流损坏。 如果你有第二个仪表，用它测量样品连接点上的电压，如图所示，并记录两个仪表的指示。
如果你只有一个仪表，先用它测量电流，尽快记录它的指示，然后立即打开（分断）电路。
将仪表切换到电压模式，将其连接到样品的连接点上，然后重新连接电池，快速注意电压指示。
您不希望将电池连接到样品的时间超过获得仪表测量所需的时间，因为它会由于高电路电流而开始快速放电，从而在重新配置仪表和测量仪时影响测量精度为下一次测量再次关闭电路。
当使用两个仪表时，这不是什么大问题，因为可以同时记录电流和电压指示 .
取电压测量值除以电流测量值。商将等于以欧姆为单位的试样电阻。
相关工作表：
- 基本欧姆表使用工作表
工业技术