Multisim在伏安法測電阻當中的仿真應用

楊皓天

摘 要： 本文針對伏安法測電阻電路進行仿真，通過外接法和內接法兩種測量電路的對比，分析測量數據，驗證兩種測量方法的適用條件。

關鍵詞： Multisim;伏安法;電阻

中圖分類號：TP273;TN914

電阻是物質的屬性，主要由導體本身材料、長度、截面等因素決定的。利用multisim[1]可以對電阻電路進行精確仿真，方便修改測試條件和參數，更直觀的查看測試參數的變化和測試。本文基于mulisim仿真電路電阻元件的阻值測定方法。

1 伏安法測電阻概述

在電路中，往往使用歐姆定律測量電阻，這就是伏安法測電阻的基本原理。伏安法測電阻有兩種方法，限流式接法和分壓式接法。

從串并聯的角度來看，分壓法是混聯電路，限流法是串聯電路。限流接法線路結構簡單，消耗能量少，測量時優先選用;分壓接法電壓調整范圍大，可以從0到路端電壓之間連續調節。當測量電路的電阻遠大于滑動變阻器阻值，可以采用分壓法測量。

2 伏安法測電阻連接方法選擇

伏安法測量電阻時，依據電流表的連接位置，有外接法和內接法。

外接法電壓表與電阻并聯，電流表測量的是通過電阻和電壓表的總電流，實際測量的電阻值是電壓表內電阻和電阻并聯的阻值。如果電阻值遠小于電壓表的內阻，電流表測量的電流接近于通過電阻的電流，所以外接法適合于測量小電阻。

內接法電流表與電阻串聯，電壓表測得的是電阻和電流表的總電壓，實際測量的電阻值是被測電阻與電流表內電阻串聯的總電阻值。如果電阻值遠大于電流表的內阻，電流表分壓很小，電壓表測量的電壓接近于被測電阻兩端電壓，所以內接法適合測量較大的電阻。

被測電阻在測量前會有大約的阻值判斷，通過比較被測電阻與電壓表與電流表內阻之間的關系，可以判斷使用外接法，還是內接法。當被測電阻R>? RV×RA （RV電壓表內阻，RA電流表內阻），內接法測量結果誤差較小;當被測電阻R

3 伏安法測量電阻仿真

在multisim14軟件中，建立測試仿真電路，[2]測試電壓表內阻取3KΩ，電流表內阻取0.1A，標準被測電阻為4.5Ω，測試電路采用分壓電路接線。依據4.5

測量平均值為4.48，誤差0.4%。

與此對照，采用內接法測量被測電阻，測試電路如圖2所示。測得數據如表2所示。

被測電阻測量平均值為4.58，誤差1.7%。

通過數據分析證明，當被測電阻小于電壓表和電流表內阻乘積的平方根時，外接法測量精度小于內接法測量精度，適合使用外接法進行測量，反之，適合使用內接法進行測量。

4 結論

通過MultiSim仿真測試電路，方便、直觀，結果精確。是一種電學實驗教學很好的輔助手段。為學生進行綜合性、創造性實驗提供了一個廣闊空間。

參考文獻：

[1]梁振華.multisim9電路仿真在高中物理電學實驗中的應用.物理教學探討，2011.08（上）.

[2]鄭賓.multisim仿真在模擬電路實驗教學中的應用.實驗室研究與探索，2013.02.