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歐姆計

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一個普通的歐姆計

歐姆計 (ohmmeter) ,又稱為電阻表,是一種專門測量電阻的儀器。電機元件阻礙電流流動的性質,稱為電阻,單位為歐姆毫歐姆計專門測量微小的電阻;而百萬歐姆計,又稱為兆歐計,或高阻表,則專門測量非常巨大的電阻。

原始的歐姆計[编辑]

經過放大,歐姆計的刻度

歐姆計原本的設計,用一個小型電池施加電壓於電阻,又用一個改裝的檢流計 (galvanometer) 來測量流過電阻的電流。檢流計的刻度改以歐姆來標記。由於電池施加的恆定電壓,保證電阻會與電流成反比。所以,知道電流,就可以得到電阻。

如圖右,歐姆計的刻度表示從零至無窮大。當兩個探針接觸在一起時,電阻為零;分開時,電阻為無窮大。在這兩個數目之間的廣大數域以對數比例方式表达出来。所以,假設電池的電動勢為 6\ volt\,\! ,想要設定電流為 4\ mA\,\! ,則內部電阻必須調整為 1.5\ k\Omega\,\! 。當兩個探針接觸在一起時,總電阻是 1.5\ k\Omega\,\! ,電流是 4\ mA\,\! ,歐姆計的顯示針顯示電阻為 0\ k\Omega\,\!

  • 當顯示針在零與無窮大的中間時,電流是 2\ mA\,\! 。那麼,總電阻是 3\ k\Omega\,\! ,測量的電阻是 1.5\ k\Omega\,\!
  • 當顯示針在零與 1.5\ k\Omega\,\! 的中間時,電流是 3\ mA\,\! 。那麼,總電阻是 2\ k\Omega\,\! ,測量的電阻是 500\ \Omega\,\!
  • 當顯示針在 1.5\ k\Omega\,\! 與無窮大的中間時,電流是 1\ mA\,\! 。那麼,總電阻是 6\ k\Omega\,\! ,測量的電阻是 4.5\ k\Omega\,\!

這種歐姆計有一個重要缺點,那就是它需要一個很穩定的電池電壓。經過使用一段時間後,電壓會漸漸降低。這會使得歐姆計失去準確度。當兩個探針接觸在一起時,顯示針不再會指向 0\ k\Omega\,\! ,而會指向越來越大的電阻值。

四端點量測[编辑]

四端點量測技術可以用來準確地測量點 2 與點 3 之間的電阻。

用於高準確度測量工作,上述歐姆計難以勝任。這是因為從儀器讀出的電阻值還包括了探針電阻和接觸電阻(如右圖,點 1 與點 2 之間和點 3 與點 4 之間的電阻)。為了降低這些效應,高準確度歐姆計有四個終端點,稱為克耳文接點。兩個終端點,點 1 與點 4 ,運載主電流,並且有一個電流表測量主電流的值 I\,\! 。又使用電壓表連結於另外兩個終端點,點 2 與點 3 ,來準確測量電阻兩端的電壓 V\,\! 。點 2 與點 3 之間的電阻 R\,\! 可以用方程式表達為  R = V/I \,\!

由於電壓 V\,\! 不包括在內點 1 與點 2 之間和點 3 與點 4 之間的電阻所產生的電壓。得到的電阻值非常的準確。這四端點量測技術 (four-terminal measurement) 稱為克耳文傳感,因克耳文勳爵而命名。於 1861 年,克耳文勳爵發明了克耳文電橋 (Kelvin bridge) ,專門測量微小電阻。四端點量測技術也可以用來準確地測量微小電阻。

參閱[编辑]