大学物理实验电桥法测电阻

大学物理实验电桥法测电阻第1页/共23页预习报告实验名称原理图（P60图2-2）数据记录表格（课本P61表2-1、P68表2-5）思考题P64（1、2），P69（1、2）。第2页/共23页简介实验原理实验仪器操作指南数据处理第3页/共23页简介

电桥是利用比较法进行电磁测量的一种电路连接方式，它不仅可以测量很多电学量，如电阻、电容、电感等，而且配合不同的传感器件，可以测量很多的非电学量，如温度、压力等。实验室里常用的电桥有惠斯通电桥（单臂电桥）和开尔文电桥（双臂电桥）两种。前者一般用于测量中高值电阻；后者用于测量1欧姆以下的低值或超低值电阻。第4页/共23页实验原理一、惠斯通电桥（单臂电桥）

R1、R2均为固定电阻，Rx为被测电阻，Rs为可调标准电阻，G为灵敏电流计，E为工作电源。第5页/共23页

当电桥平衡，流过检流计的电流为零时，有即若比例臂和Rs为已知，可以求出被测电阻Rx为的阻值。第6页/共23页二、开尔文电桥（双臂电桥）

R1、R2、R3、R4均为可调电阻Rx，为被测低电阻，Rs为低值标准电阻。第7页/共23页开尔文电桥是惠斯通电桥的变形，在测量小阻值电阻（通常<1欧）时具有相当高的准确度。开尔文电桥的两点改进：1.增加了一个由R3、R4组成的桥臂；2.Rs和Rx由两端接法改为四端接法，其中P1~P4为电压接点，C1~C4为电流接点。第8页/共23页调节R1、R2、R3、R4，使电桥平衡，可求得通过两点改进，开尔文电桥将Rs和Rx的接线电阻和接触电阻巧妙地转移到电源内阻和阻值很大的桥臂电阻中，又通过R1/R2=R3/R4设定，消除了电阻R2的影响，从而保证了测量低电阻时的准确度第9页/共23页三、电桥灵敏度在电桥平衡后，若桥路中的电阻阻值发生改变，电桥就会失去平衡，使检流计指针发生偏转。设Rs的改变量为△Rs时指针偏转△n格，则△n/△Rs称为电桥的灵敏度。第10页/共23页四、电桥的基本误差a为电桥的准确度等级(a=0.2级)。电桥平衡后，再改变Rs使检流计指针偏离零点小格（1~5格）时Rs的改变值。Rx为测量值。第11页/共23页实验仪器

惠斯通电桥第12页/共23页开尔文电桥第13页/共23页操作指南一、用箱式惠斯通电桥测固定电阻的阻值1.测量前先调节好检流计的零点。2.注意各旋钮的初始位置（参考课本）3.测量时应先按下电源开关按钮B，后按检流计开关G，观察检流计的偏转情况，然后立即放开，放开时要先放开G后放开B。4.要注意选择合适的比率臂（参考课本）,应使比较臂Rs的四个旋钮都用上。否则将降低测值的准确度。第14页/共23页5.用“逐次逼近法”使电桥平衡，电桥平衡时，四个比较电阻阻值之和乘以倍率盘读数就是待测电阻的阻值6.测定惠斯通电桥的灵敏度。在测量待测电阻达到平衡时，改变比较臂Rs的末位读数，使检流计指针偏离零点1至5个格(△n)，记录此时△RS

的读数。第15页/共23页（二）用箱式开尔文电桥测电阻箱的零值电阻1.“B1”开关扳到“通”位置，等稳定后，调节检流计指针在零位，灵敏度旋钮在中间位置。2.将被测电阻的四个接线端对应接在电桥相应的C1、P1、P2、C2接线柱上。3.估计被测电阻大小，选择适当倍率位置。第16页/共23页4.调节RS1和RS2，电桥逐步趋于平衡时再逐步加大灵敏度，直至灵敏度达到最高，电桥仍平衡为止。此时待测电阻Rx=倍率读数（步进读数+滑线读数）RS第17页/共23页数据记录表格表1：用惠斯通电桥测中值电阻CRS()△n(格）△Rs()Rx测()Rx1Rx2R串联R并联a=0.2级第18页/共23页表2：用开尔文电桥测量低值电阻铜（铁）棒L(cm)CRS()△n(格）△R()Rx测()30.0040.0050.00a=0.2级第19页/共23页数据处理要求：单臂按课本要求以一个电阻为例给出详细计算过程（公式——代入数据——计算结果），另三个电阻同理将计算结果填入表格。双臂按课本要求以一个电阻为例给出详细计算过程（公式——代入数据——计算结果），另两个电阻同理将计算结果填入表格。第20