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实验八~实验十二讲义
实验八 电子材料的体电阻和表面电阻测量
1.实验目的
⑴ 学会使用三电极系统测量电介质材料的绝缘电阻(体电阻率,表面电阻率).
⑵ 了解受潮对材料表面电阻的影响.
2 .实验原理
⑴ 体电阻和表面电阻
任何绝缘材料都不是绝对不导电的,只不过与导电材料相比,其导电性非常微弱,即电阻非常
高而已. 如图 1 所示,若在某一绝缘材料试样上加一恒定电压V ,则无论在该材料的体内和
在该材料的表面都有电流流过,这时流过材料的电流I 由体电流I 和表面电流I 两部分组成.
V S
电流 I 的大小将决定于该材料的性质,样品的几何尺寸和电压 V 的大小。加在试样上的电
压 V 与通过它的漏电流 I 的比值称为该材料的绝缘电阻,以R 表示。即 R=V/I 。
体电流就是流过材料体内的电流,表面电流就是流过材料表面的电流。加在材料试样
上的电压与流过试样的体电流之比称为该试样的体电阻,以RV表示。它的倒数称为该试样
的体积电导。加在试样上的电压与流过试样的表面电流之比称为该试样的表面电阻,以RS表
示,其倒数称为该试样的表面电导。该试样的总电阻等效于体电阻和表面电阻之并联电阻,
( )( )
R R R R 即R + 。
V S V S
材料试样的体电阻和表面电阻不仅由材料的性质决定,而且与试样的几何尺寸有关。
体电阻与试样的厚度 t 成正比, 与电极的面积 A 成反比。即
t A
R ρ ,或写为体电阻率ρ 的表达式ρ R
V V V V V
A t
试样的表面电阻与电极的距离 b 成正比,与电极的周长 L 成反比,即
b L
R ρ ,或写为表面电阻率的表达式ρ R
S S S S
L b
表面电阻率表示材料表面漏电性能,它与材料的表面状态及周围的环境条件特别是环
境湿度有很大的关系。
⑵ EST121 型数字高阻计工作原理:
为了对比,在介绍EST121 型数字高阻计之前我们首先介绍普通高阻计的工作原理。根
据欧姆定律,被测试样的电阻RX等于外加电压V 除以漏电流I 。即电阻RX与电流I是反比关系。
传统高阻计的工作原理是保持测量电压V不变,通过测量流过被测件的电流I来标定电阻的
刻度从而读取样品的电阻值。由于电流I与电阻成反比,所以电阻的显示值是非线性的。在
电阻无穷大时,电流为零,即电流表的零位处电阻是无穷大,其附近的刻度也非常密,分辨
率很低,整个刻度是非线性的。另一方面,测量不同的电阻时,其电压也会有些变化,所以
普通的高阻计很难提高测量精度。
针对普通高阻计的上述缺点,EST121 型数字高阻计作了相应的改进。它同时测出电阻
两端的电压V 和流过电阻的电流I,再通过内部的大规模集成电路完成电压除以电流的计算,
然后把所得到的结果经过 A/D 转换后直接
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