雙臂電橋測低電阻實驗報告

1、雙臂電橋測低電阻實驗報告實驗題目 雙臂電橋測低電阻實驗目的 熟悉雙臂電橋的原理、特點和接線方法。掌握測量低電阻的特殊性和采用四端接法的必要性。了解金屬電阻率測量方法的要點。實驗原理為了消除接觸電阻對于測量結(jié)果的影響，需要將接線方式改成下圖 3方式，將低電阻Rx以四端接法方式連接，等效電路如圖 4 。此時毫伏表上測得電眼為Rx的電壓降，由Rx = V/I即可準測計算出Rx。接于電流測量回路中成為電流頭的兩端(A、D)，與接于電壓測量回路中稱電壓接頭的兩端(B、C)是各自分開的，許多低電阻的標準電阻都做成四端鈕方式。根據(jù)這個結(jié)論，就發(fā)展成雙臂電橋，線路圖和等效電路圖 5和圖 6所示。 標準電阻Rn

2、電流頭接觸電阻為Rin1、R in2，待測電阻Rx的電流頭接觸電阻為Rix1、R ix2，都連接到雙臂電橋測量回路的電路回路內(nèi)。標準電阻電壓頭接觸電阻為Rn1、R n2，待測電阻Rx電壓頭接觸電阻為Rx1、Rx2，連接到雙臂電橋電壓測量回路中，因為它們與較大電阻R1、R 2、R3、R相串連，故其影響可忽略。由圖 5和圖 6，當電橋平衡時，通過檢流計G的電流IG = 0, C和D兩點電位相等，根據(jù)基爾霍夫定律，可得方程組（1） (1)解方程組得(2)通過聯(lián)動轉(zhuǎn)換開關，同時調(diào)節(jié)R1、R 2、R3、R，使得成立，則（2）式中第二項為零，待測電阻Rx和標準電阻Rn的接觸電阻Rin1、R ix2均包括在

3、低電阻導線Ri內(nèi)，則有 (3)實驗儀器銅棒，鋁棒，穩(wěn)壓源，電流表，限流電阻，雙刀雙擲開關，標準電阻，檢流計，低電阻，電橋，導線等。本實驗所使用儀器有 QJ36型雙臂電橋（0.00.02級）、JWY型直流穩(wěn)壓電源（5A15V）、電流表（5A）、RP電阻、雙刀雙擲換向開關、0.001W標準電阻（0.01級）、超低電阻（小于0.001W)連接線、低電阻測試架（待測銅、鋁棒各一根）、直流復射式檢流計（AC15/4或6型）、千分尺、導線等。棒材金屬測試架實驗步驟用雙臂電橋測量金屬材料（銅棒、鋁棒）的電阻慮r，先用（3）式測量Rx,再求r。1將銅棒安裝在測試架上，按實驗電路圖接線。選擇長度為400cm，調(diào)

4、節(jié)R1，R2為1000W,調(diào)節(jié)R使得檢流計指示為0，讀出此時R的電阻值。利用雙刀開關換向，正反方向各測量3組數(shù)據(jù)。2選取長度30cm,重復步驟1。3在6個不同的未知測量銅棒直徑并求D的平均值。4計算2種長度的和r，再求。5取銅棒40cm長度，計算測量值的標準偏差。6將銅棒換成鋁棒，重復步驟1至5。實驗電路圖注意事項n 按線路圖電流回路接線，標準電阻和未知電阻連接到雙臂電橋時注意電壓頭接線順序。n 先將鋁棒(后測銅棒)安裝在測試架刀口下面，端頭頂?shù)轿宦萁z擰緊。n 檢流計在X1和X0.1檔進行調(diào)零、測量，不工作時撥到短路檔進行保護。實驗數(shù)據(jù) 表1-1 銅(鋁)棒直徑直徑(mm)123456銅棒5.

5、1185.0975.0785.0865.0735.070鋁棒5.1105.1115.1205.1215.0905.108“零點”1.110mm表1-2 銅棒40cm電阻電阻()123正向162316211621反向162416261628表1-3 銅棒30cm電阻電阻()123正向120612051205反向120712071207表1-4 鋁棒40cm電阻電阻()123正向745745744反向747746746Rn 0.01級電橋 0.02級數(shù)據(jù)處理表1-5 直徑計算直徑（mm）平均值標準差不確定度銅棒5.0870.018040.00737鋁棒5.1100.011190.00457表1-6

6、 電阻計算電阻()R=R3不確定度不確定度銅棒40cm1623.81.13771.62381.1377銅棒30cm1206.20.40141.20620.4014鋁棒40cm745.50.42820.74550.4282表1-7 電阻率計算40cm30cm銅棒8.25068.1717鋁棒3.8222-分析評定實驗結(jié)果的不確定度 對銅棒40cm的測量分析0.00737m1.333m=1.11，=1，P=0.688.233m1.1377m=6.666m代入不確定度合成公式：=2.73m，P=0.68實驗結(jié)果 實驗結(jié)果電阻()電阻率（）銅棒40cm1.6238P=0.68銅棒30cm1.2062鋁棒

7、40cm0.7455實驗討論和心得體會 實際上即使用了聯(lián)動轉(zhuǎn)換開關，也很難完全做到。為了減小(2)式中第二項的影響，使用盡量粗的導線以減小電阻Ri的阻值(Ri0.001W)，使(2)式第二項盡量小，與第一項比較可以忽略，以滿足(3)式。本次實驗基本達到了實驗目的，理解了其原理等。本實驗很重要的一方面是操作連接電路，在老師的知道下嘗試以對原理的理解來記憶電路，然后接線，效果非常好。課后思考題 1如果將標準電阻和待測電阻電流頭和電壓頭互換，等效電路有何變化，有什么不好？答：如果將標準電阻和待測電阻電流頭和電壓頭互換，又重新帶來了接觸電阻的影響，這與四端法的本意相違背。2在測量時，如果被測低電阻的電壓