用惠斯通電橋測電阻--實驗報告

1、.物理實驗報告實驗題目用惠斯通電橋測電阻姓名學(xué)號專業(yè)班級實驗室號D208實驗成績指導(dǎo)教師實驗時間2014 年11 月12 日物理實驗室制;.實驗?zāi)康?、理解并掌握惠斯通電橋測電阻的原理和方法2、學(xué)會自搭惠斯通電橋，并學(xué)習(xí)用交換法減小和修正系統(tǒng)誤差3、了解電橋靈敏度的概念4、學(xué)習(xí)使用箱式惠斯通電橋測中值電阻實驗儀器名稱型號直流電阻電橋QJ24直流電源WYK-303滑線式惠斯通電橋多盤十進制電阻器ZX21變阻器BX7-13待測電阻萬用表UT39A導(dǎo)線請認真填寫;.實驗原理 （注意：原理圖、測試公式）原理一：惠斯通電橋原理圖：8-1（a）如圖，聯(lián)成一個四邊形，每一邊稱為電橋的一個臂；對角和加上電源，

2、而在對角、間連接檢流計，用以比較這兩點間電位，所謂“橋”就是指的這條對角線，當橋路兩端、等電位時，中無電流通過，稱之為“電橋平衡” 。計算過程：IG=0則 UAC=UADUCB=UDB。由歐姆定律得I xRx I1 R1I0R0I 2R2檢流計中無電流流過，故I1I 2 I xI 0整理得：RXR1R0R2(8-1)或RXR1 R0R2(8-2)通常稱R1/ R2 為比例臂，而R0 稱為比較臂，所以電橋由橋臂、檢流計和電源三部分組成。原理二：用交換法計算該更準確值。誤差來源有兩個：一是、 、本身的誤差；一是電橋的靈敏度。（1）用交換法（互易法）消除、本身的誤差對測量結(jié)果的影響。我們自搭一個電橋

3、，設(shè)電橋的靈敏度足夠高，主要考慮、引起的誤差。此時;.可用交換法減小和修正這一系統(tǒng)誤差。方法是：先用圖8-1 （a）搭好電橋，調(diào)節(jié)使G 中無電流，記下值可由式（8-2 ）求。然后將和交換（互易）如圖8-1 （ b）所示，再調(diào)節(jié)使G中無電流，記下值，可得RxR1R2R0RxR1R2R0R xR 2R '(8-3)0R1RXR1R0R xR 2R '0兩式相乘得R 2R R或RxR0 R0則R2R 1x0 0(8-4)這樣消除了由、 本身的 誤差引起的的測量誤差， 它只與電阻箱的 儀器誤差有關(guān)， 而可選用具有一定精度的標準電阻箱，這樣的系統(tǒng)誤差就可減小。原理三：提高電橋的靈敏度R

4、xR 2R '0R 1是在電橋平衡條件下推導(dǎo)出來的，而電橋是否平衡，實驗上是看檢流計有無偏轉(zhuǎn)來判斷。 檢流計的靈敏度總是有限的。 如我們實驗中常用的張絲式指針檢流計，指針偏轉(zhuǎn)一格所對應(yīng)的電流大約為10 6 A, 當通過它的電流比 107 還要小時， 指針的偏轉(zhuǎn)小于 0.1格，我們就很難覺察出來。假設(shè)電橋在R11時調(diào)到了平衡，則有 R0Rx ，R2這時若把 R增加或減小一個微小量0，電橋失去平衡，從而有電流I g 流過檢流計。0R如果I g 小到使檢流計覺察不出來，那么我們認為電橋還是平衡的，因而得出,Rx R0R0R0就是就是由于檢流計靈敏度不夠而帶來的測量誤差Rx ，對此我們引入電橋

5、靈敏度的概念，它定義為nnS（單位：格） SRx / RxRx / RxRx 是在電橋平衡后 Rx 的微小改變量（實際上帶測電阻Rx 是不能改變的，改變的是標準;.電阻 R0 ），而 n 是由于電橋偏離平衡而引起的檢流計指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)。如果一個很小的 R能引起較大的 n 偏轉(zhuǎn)，則電橋的靈敏度就高，帶來的誤差也就越小。選用靈敏度高、內(nèi)阻低的檢流計，適當提高電源電壓，適當減小橋臂電阻，盡量把橋臂配置成均勻狀態(tài)，有利于提高電橋靈敏度。實驗內(nèi)容及步驟;.一：連接電路測電阻。1、用滑線惠斯通電橋測定未知電阻（ 1）電路連接好之后，調(diào)整電表靈敏，斷開電源。（ 2）選擇被測電阻及測量參數(shù)：選擇好待測的電阻，選

6、擇作為計算Rx值的比例值 (20 、 200、 2000), 估算出 Ro的近似值。（如 Rx 為 200，R 1= 2 ，Ro=R 2R 0 約為 300）。 注：電壓為 2.0 伏不變。R 23R1（3）當 Rx 值選擇后，是滑動 D，使 D左右長度比值為： R 1= 2 ，R 23（4）打開電源，根據(jù) Rx 的標稱值 , 調(diào)節(jié) R0 ，直至電橋平衡，由 RxR1R0 l1R0 計R2l2算 Rx1 。（ 5）保持l 、l和 Rx 的位置，調(diào)整使電橋重新達到平衡，比較電阻1 2 不變，交換 R0的示值為 Rxl 2 R0 。 RxR0 R0 。l 1（6）重復(fù)以上步驟，繼續(xù)測量Rx ，Rx

7、 ，記錄數(shù)據(jù)在表1 中。231、 用箱式電橋測定未知電阻（ 1）在已調(diào)解好零點的箱式電橋上，對不同數(shù)量級的帶測電阻Rx1 ， Rx2， Rx3進行分別測量，比率臂的選取，應(yīng)根據(jù)帶測電阻數(shù)值而定，務(wù)事R0 能有四位讀數(shù)。（ 2） 將 Rx 接到“ Rx ”接線柱上， 仔細調(diào)節(jié)比較臂旋鈕使檢流計指零，得到 RxKR0（ 3） 測定電橋的靈敏度時，用改變 R0來代替改變 Rx 。 SnR0R0（ 5） 重復(fù)以上步驟，繼續(xù)測量Rx2，Rx3 等記錄數(shù)據(jù)。;.;.實驗數(shù)據(jù)記錄 （注意：單位、有效數(shù)字、列表）表 1 滑線惠斯通電橋測定電阻數(shù)據(jù)未 知 電 滑線惠斯登電橋?qū)崪y值（）阻 標 稱Rx測 Rx真值E

8、0l1 R0100%Rx真l1 :l 2RRx1R0l2xRx真0l2Rx 2R0R0 R0R 測（）l1202：3 29.920.9313.520.420.63.00%2002:3298.1208.67134.201.52052.501%320002：32985.2090.11321983.52036.11.81%932.3表 2箱式惠斯通電橋測定電未 知 電（）箱式惠斯登電橋?qū)崪y值電橋靈敏度阻 標 稱值Rx測KR0 E0Rx測 Rx真 100%（） K l1 : l2R0R0nSnRx真Rx真R0 /R01.30.00113901.390.52%2001390.35130.01130913

9、.090.54%2010654.51300.113001300.00%109117013001130013000.00%10791013000101300130000.00%9017245.6;.請認真填寫數(shù)據(jù)處理、誤差分析和實驗結(jié)論誤差分析：誤差來源有兩個：一是R1 、 R2 、 R0 本身的誤差；一是電橋的靈敏度。1. 用自組電橋測電阻，實驗過程可能出現(xiàn)的故障有：檢流計指針不偏轉(zhuǎn)（排除檢流計損壞的可能性）這種情況的出現(xiàn)，說明橋（檢流計） 支路沒有電流通過，其原因可能是電源回路不通，或者是橋支路不通。檢查故障的方法：先用萬用電表檢查電源有無輸出，然后接通回路，再檢查電源與橋臂的兩個聯(lián)接點之間

10、有無電壓，最后分別檢查橋支路上的導(dǎo)線、開關(guān)是否完好（注意檢流計不能直接用萬用電表電阻檔檢查）。如果仍未查出原因，則故障必定是四個橋臂中相鄰的兩相橋臂同時斷開。查出故障后， 采取相應(yīng)措施排除（如更換導(dǎo)線、開關(guān)、電阻等）。2 檢流計指針偏向一邊。出現(xiàn)這種情況，原因有三種：原因之一，比例系數(shù)（倍率）Kr 取值不當，改變Kr 的取值，故障即便消失。不論 Kr 和 Rs 取何值，檢流計指針始終偏向一邊，則有：原因之二，四個橋臂中必定有一個橋臂斷開；原因之三，四個橋臂中某兩個相對的橋臂同時斷開。對于后兩種原因引起的故障，只需用一根完好的導(dǎo)線便可檢查確定。檢查時，首先將Rn 調(diào)至最大，減小橋臂電流。然后用一根導(dǎo)線將四個橋臂中任一橋臂短路，若檢流計指針反向偏轉(zhuǎn)，則說明被短路的橋臂是斷開的，可用此導(dǎo)線替換原導(dǎo)線，檢查出導(dǎo)線是否斷開及電阻是否損壞；若檢流計指針偏轉(zhuǎn)方向不變，則說明，被短路橋臂是完好的；若檢流計指針不再偏轉(zhuǎn)，則說明對面橋臂是斷開的，可進一步判明是導(dǎo)線還;.是電阻故障，接通后，用同樣方法再