低值电阻的制作与研究.pdf

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1、第35卷第3期渤海大学学报(自然科学版)Vo1．35．No．32014年9月JournalofBohaiUniversity(NaturalScienceEdition)Sep．2014低值电阻的制作与研究符时民，姜秀娟(1．渤海大学数理学院，辽宁锦州121013；2．锦州市工业职专，辽宁锦州121000)摘要：阐述了制作电阻的原理，介绍了制作低值电阻的方法技巧，制作出了标称值为0．01000Q的低值电阻，用开尔芬电桥对其进行了测量，给出了测量结果及其标准不确定度，并对该项创新性实验进行了总结．关键词：电阻率；低值电阻；开尔芬

2、电桥；制作技术；创新能力中图分类号：0441．1文献标志码：A文章编号：1673—0569(2014)03—0218—030引言对低值电阻的研究，历来是科技人员非常重视的研究课题．低值电阻在人造地球卫星和其他有关宇航技术，计算机技术，电子测量技术，电机技术，工业，军事，医疗及科学研究等众多领域都得到广泛应用，具有良好的科学意义和社会应用前景．根据目前全球的经济及科学技术的发展，必将对技术有更高的要求，必将制造更多的精密仪器，由于低值电阻是制造更多精密仪器以及复杂电阻器等物件(例如：制作工艺类型合成式结构形式平面片状引线类型、无

3、引线特性类别、合成碳膜电阻器)的基础，因而对低值电阻的制作与研究具有非常重要的意义．1原理1．1导体电阻导体电阻的大小与导体的材料和几何形状有关．我们知道，对于由一定材料制成的横截面均匀的导体，它的电阻R与长度成正比，与横截面积

4、s成反比．可写出如下公式：=p号式中的P是导体材料的电阻率，在温度一定的情况下，某种材料的电阻率是一常数．不同材料有不同的电阻率．如果我们选择一种横截面均匀的导体材料制成电阻，电阻的大小就与长度成正比，根据要制作电阻值的大小，可利用上面的公式估算出所需此种导体材料的长度．2．2低值电阻电学中把1Q以下

5、的电阻称为低值电阻．低值电阻通常有四个接法端，如图1所示．图中c、c：是电流接线端，通常接电源回路，从而将这两端的引线电阻和接触电阻折合到电源回路的其他串联电阻中；P、尸2是电压端，通常接测量用的高电阻回路、电流为零的补偿回路或电压表，从而使这两端的引线电阻和接触电阻对测量的影响大为减小．收稿日期：2013—10—01．基金项目：国家自然科学基金项目(No：21203011)．作者简介：符时民(1958一)，男，教授，主要从事基础物理实验教学及科研工作通讯作者：jzfushimin@163．corn．第3期符时民，姜秀娟：低值

6、电阻的制作与研究2192制作2．1材料ClP1P2C2图1电阻的四端接法螺丝钉4个、金属片2片、木质底座1个、长约50厘米的铜漆包导线一根．2．2制作方法1)需要制作大小为0．01000Q的低值电阻，选择直径为1．O0mm的铜漆包线来制作．我们知道紫铜rn(1的电阻率P=1．8×10Q·m，由公式R=p告o可以得出L=P．代人数据得L=43．61cm．所以初选50cm长的铜漆包线．2)用双电桥测出45erll长的铜漆包线的电阻值，根据测得的电阻值，估计应该用钳子剪去一小段，为使准确的制作其规定阻值的电阻，故每次剪去包漆铜导线的

7、长度要尽量小，用此方法逐渐缩短铜漆包线的长度，直到达到我们所需的阻值，即0．01000Q．3)在确定好铜漆包线的长度后，为使其减小所占空间，使用方便、小巧等，我们把剪好长度的铜漆包线绕成螺旋状，但两端各留出一段．4)在木质底座上将两金属片用两个螺钉固定其两端，旋紧．再把另外两个螺钉安装在金属片的两端(离开底座的两端)．5)把螺旋状的包漆铜导线，焊在内侧两个螺钉间．此时，阻值为0．01000n的低值电阻便制作完毕．注意，我们制作的电阻的阻值是较小的电阻，在使用时，必须按照四端接法连接电路，且连接导线尽量短而粗，接线柱要接紧．使用

8、时要尽量减少接触电阻所带来的误差．3测量3．1实验步骤1)将被测导线接成“四端电阻”并与双桥连好．2)用千分尺测量导线直径D，利用公式L=R,rrD／4p算出其长度L3)根据铜导线的电阻正确选出倍率．4)将B接通，调零，将灵敏度放在最低位置．5)先按下B，后按下G，调步进和滑盘使G指零，提高灵敏度使G指零(直至滑盘滑过四个小格，检流计指针偏离零点一个格为止)，读取，共测10次．3．2测量数据测量数据见表1表1测量电阻记录表次数12345678阻值／10n1．0001．0011．0000．9991．0011．0001．0010．

9、9991．0001．000渤海大学学报(自然科学版)第35卷4数据处理4．1算术平均值RyR一R0·010001Q4．2A类标准不确定度(R)：√专0．00073786~4．3B类标准不确定度u(R)u口(R)=AR,／3=0．11×0．2％／,／3=0．000127Q4．4