大學(xué)物理實驗報告-直流電橋測電阻實驗報告

1、自組直流電橋測量電阻創(chuàng)建人：總分： 得分：一、實驗?zāi)康呐c實驗儀器 共10分，得 分目的：1.理解惠斯通電橋的平衡原理及橋式電路的特點。 2.學(xué)會用自組電橋和箱式電橋測電阻的方法。 3.了解影響電橋靈敏度的因素，并對測量結(jié)果進(jìn)行誤差分析。實驗儀器： 直流穩(wěn)壓電源，開關(guān)，四線電阻箱（3個），滑動變阻器（2個）， 待測電阻（3個），檢流計，導(dǎo)線若干。二、實驗原理 共15分，得 分1、惠斯通電橋的工作原理惠斯通電橋原理，如圖6.1.2-1所示。圖6.1.2-12、電橋的靈敏度電橋是否平衡，是由檢流計有無偏轉(zhuǎn)來判斷的，而檢流計的靈敏度總是有限的，假設(shè)電橋在R1/R2=1時調(diào)到平衡，則有Rx=R0，這時若

2、把R0改變一個微小量R0，則電橋失去平衡，從而有電流IG流過檢流計。如果IG小到檢流計覺察不出來，那么人們會認(rèn)為電橋是平衡的，因而得到Rx=R0+R0，R0就是由于檢流計靈敏度不夠高而帶來的測量誤差Rx。引入電橋的靈敏度，定義為S=n/(Rx/Rx)式中的Rx是在電橋平衡后Rx的微小改變量（實際上若是待測電阻Rx不能改變時，可通過改變標(biāo)準(zhǔn)電阻R0的微小變化R0來測電橋靈敏度），n是由于Rx引起電橋偏離平衡時檢流計的偏轉(zhuǎn)格數(shù)，n越大，說明電橋靈敏度越高，帶來的測量誤差就越小。S的表達(dá)式可變換為S=n/(R0/ R0)=n/IG（IG/(R0/ R0)）=S1S2其中S1是檢流計自身的靈敏度，S2

3、=IG/(R0/ R0)由線路結(jié)構(gòu)決定，故稱電橋線路靈敏度，理論上可以證明S2與電源電壓、檢流計的內(nèi)阻及橋臂電阻等有關(guān)。3、交換法（互易法）減小和修正自搭電橋的系統(tǒng)誤差自搭一個電橋，不考慮靈敏度，則R1、R2、R0引起的誤差為Rx/ Rx=R1/ R1+R2/ R2+R0/ R0。為減小誤差，把圖6.1.2-1電橋平衡中的R1、R2互換，調(diào)節(jié)R0，使IG=0，此時的R0記為R0,則有Rx=R2/ R1R0這樣就消除了R1、R2造成的誤差。這種方法稱為交換法，由此方法測量Rx的誤差為Rx/ Rx=1/2(R0/ R0+R0/ R0)即僅與電阻箱R0的儀器誤差有關(guān)。若R0選用具有一定精度的標(biāo)準(zhǔn)電阻

4、箱，則系統(tǒng)誤差可以大大減小。三、實驗內(nèi)容和步驟 共15分，得 分 1、按直流電橋?qū)嶒灥膶嶒炿娐穲D，正確連線。 2、線路連接好以后，檢流計調(diào)零。 3、調(diào)節(jié)直流電橋平衡。 4、測量并計算出待測電阻值Rx，微調(diào)電路中的電阻箱，測量并根據(jù)電橋靈敏度 公式:S=n/(Rx/ Rx)或S=n/(R0/ R0)計算出直流電橋的電橋靈敏度。 5、記錄數(shù)據(jù)，并計算出待測電阻值。四、數(shù)據(jù)記錄與處理 總分值：60得 分1、自組電橋測電阻，測電橋靈敏度 交換法由標(biāo)準(zhǔn)電阻計算Rx ，電阻箱儀器誤差=0.1待測電阻序號345678910標(biāo)稱值（）200100061001070027400105000499000(不計分)

5、（1）電源電壓 E（V）=20(不計分)（2）檢流計量程（uV）=50(不計分)（3）Rx標(biāo)稱值（）=1000(25分) （4）待測電阻及電橋靈敏度的測量數(shù)據(jù)表格：電橋平衡電橋不平衡電阻R1R2R0RxRx平均值nR0SS平均值原始組10001000975.4975.2975.2539.0125.05125.05交換組10001000975.4539.0125.05原始組500500975.4975.2323.4125.05交換組500500975.4323.4125.05原始組100100975.4975.2215.6125.05交換組100100975.4215.6125.05(5分)（5）計算過程和結(jié)果：(5分)（6）待測電阻的測量結(jié)果表達(dá)式= R2/（R1*R0）(5分)（7）電橋靈敏度與橋路電阻的關(guān)系描述：電橋靈敏度與橋臂阻值成反比。2、直流電橋靈敏度研究 (15分)數(shù)據(jù)表格：電壓0.5V1.0V1.5V2.02.5V3.0VR0580.3580.3580.3580.3580.3580.3R0137.767.645.532.926.822.7n555555S21.0742.9263.7788.19108.265127.82(5分)電橋靈敏度與電路電壓的關(guān)系描述：電橋靈敏度與電路電壓成正比。五、實驗感悟1. 通過此次