用惠斯通电桥测电阻--实验报告

物理实验室制

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实验原理(注意：原理图、测试公式) 原理一：惠斯通电桥原理图：

8-1(a)

如图，联成一个四边形，每一边称为电桥的一个臂；对角和加上电源，而在对角、间连接 检流计，用以比较这两点间电位，所谓“桥”就是指的这条对角线，当桥路两端、等电位 时，中无电流通过，称之为“电桥平衡” 。 计算过程： IG=0 则 UAC=UAD UCB=UDB。 由欧姆定律得 I x Rx I1R1 整理得：

I 0 R0 I 2 R2

检流计中无电流流过，故

I1 I 2 I x I0

RX R1 R0 R2或

(8-1)

RX 通常称

R1 R0 R2 (8-2)

R1 / R2 为比例臂，而 R0 称为比较臂，所以电桥由桥臂、检流计和电源

三部分组成。 原理二：用交换法计算该更准确值。 误差来源有两个：一是、 、本身的误差；一是电桥的灵敏度。 (1)用交换法(互易法)消除、本身的误差对测量结果的影响。 我们自搭一个电桥，设电桥的灵敏度足够高，主要考虑、 、引起的误差。此时

可用交换法减小和修正这一系统误差。方法是：先用图 8-1(a)搭好电桥，调节使 G 中 无电流，记下值可由式(8-2)求。然后将和交换(互易)如图 8-1(b)所示，再调节使 G 中无电流，记下值，可得

Rx R1 R2 R0 Rx R1 R2 R0Rx R 2 ' (8-3) R0 R1

则

RX

R1 R0 R2

Rx

R2 ' R0 两 R1

式

相

乘

得

Rx R0 R02

或

Rx R0 R0

(8-4) 这样消除了由、本身的 误差引起的的测量误差，它只与电阻箱的 仪器误差有关，而可选 用具有一定精度的标准电阻箱，这样的系统误差就可减小。 原理三：提高电桥的灵敏度 R R x 2 R '0 R1 是在电桥平衡条件下推导出来的，而电桥是否平衡，实验上是看 检流计有无偏转来判断。 检流计的灵敏度总是有限的。 如我们实验中常用的张丝式指针检 流计，指针偏转一格所对应的电流大约为 10 6 A,当通过它的电流比 10 7 还要小时，指针的 偏转小于 0.1 格，我们就很难觉察出来。假设电桥在

R1 1 时调到了平衡，则有 R0 Rx , R2

这时若把 R0 增加或减小一个微小量△R0,电桥失去平衡，从而有电流 I g 流过检流计。 如果 I g

小到使检流计觉察不出来，那么我们认为电桥还是平衡的，因而得出,

Rx R0 R0

R0

就是就是由于检流计灵敏度不够而带来的测量误差 Rx , 对此我们引入电桥灵敏度的概念，它定义为 S n (单位：格) n S R x / R x R x / R x

Rx 是在电桥平衡后 Rx 的微小改变量(实际上带测电阻 Rx 是不能改变的，改变的是标准

电阻 R0 ) , 而△n 是由于电桥偏离平衡而引起的检流计指针偏转格数。 如果一个很小的△R 能引起较大的△n 偏转，则电桥的灵敏度就高，带来的误差也就越小。 选用灵敏度高、内阻低的检流计，适当提高电源电压，适当减小桥臂电阻，尽量把 桥臂配置成均匀状态，有利于提高电桥灵敏度。

实验内容及步骤

一：连接电路测电阻。 1、用滑线惠斯通电桥测定未知电阻

(1)电路连接好之后，调整电表灵敏，断开电源。 (2)选择被测电阻及测量参数：选择好待测的电阻，选择作为计算 Rx 值的比例值(20Ω 、200Ω 、2000Ω ),估算出 Ro 的近似值。 (如 Rx 为 200Ω ,R1 2 R = ,Ro= 2 R 0 约为 300Ω ) 。 R2 3 R1

注：电压为 2.0 伏不变。R1 2 = , R2 3R2 l2

(3)当 Rx 值选择后，是滑动 D,使 D 左右长度比值为：

(4)打开电源，根据 Rx 的标称值,调节 R0 ,直至电桥平衡，由 Rx R1 R0 l1 R0 计 算 R x1 。 (5)保持 l1、l 2 不变，交换 R0 和 Rx 的位置，调整使电桥重新达到平衡，比较电阻 的示值为 R x l 2 R0 。 。 Rx R0 R0l1

(6)重复以上步骤，继续测量 Rx2,Rx3,记录数据在表 1 中。1、 用箱式电桥测定未知电阻

(1)在已调解好零点的箱式电桥上，对不同数量级的带测电阻 R x1 , R x 2 , R x 3 进行 分别测量，比率臂的选取，应根据带测电阻数值而定，务事 R0 能有四位读数。 (2) 将 Rx 接到“ Rx ”接线柱上，仔细调节比较臂旋钮使检流计指零，得到 Rx KR0 n (3) 测定电桥的灵敏度时，用改变 R0 来代替改变 Rx 。 S R0 R0 (5) 重复以上步骤，继续测量 Rx2,Rx3 等记录数据。

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数据处理、误差分析和实验结论误差分析：误差来源有两个：一是 R1 、 R2 、 R0 本身的误差；一是电桥的灵敏度。 1.用自组电桥测电阻，实验过程可能出现的故障有： 检流计指针不偏转(排除检流计损坏的可能性) 这种情况的出现，说明桥 (检流计) 支路没有电流通过， 其原因可能是电源回路不通， 或者是桥支路不通。 检查故障的方法：先用万用电表检查电源有无输出，然后接通回路，再检查 电源与桥臂的两个联接点之间有无电压，最后分别检查桥支路上的导线、开关是 否完好(注意检流计不能直接用万用电表电阻档检查) 。如果仍未查出原因，则 故障必定是四个桥臂中相邻的两相桥臂同时断开。查出故障后，采取相应措施排 除(如更换导线、开关、电阻等) 。

2 . 检流计指针偏向一边。 出现这种情况，原因有三种： 原因之一，比例系数(倍率) Kr 取值不当，改变 Kr 的取值，故障即便消失。 不论 Kr 和 Rs 取何值，检流计指针始终偏向一边，则有： 原因之二，四个桥臂中必定有一个桥臂断开； 原因之三，四个桥臂中某两个相对的桥臂同时断开。 对于后 …… 此处隐藏：720字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……