大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告-直流電橋測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)

自組直流電橋測(cè)量電阻創(chuàng)建人：

總分：得分：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)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(diǎn)。2.學(xué)會(huì)用自組電橋和箱式電橋測(cè)電阻的方法。3.了解影響電橋靈敏度的因素，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行誤差分析。實(shí)驗(yàn)儀器：直流穩(wěn)壓電源，開(kāi)關(guān)，四線電阻箱（3個(gè)），滑動(dòng)變阻器（2個(gè)），待測(cè)電阻（3個(gè)），檢流計(jì)，導(dǎo)線若干。二、實(shí)驗(yàn)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(jì)有無(wú)偏轉(zhuǎn)來(lái)判斷的，而檢流計(jì)的靈敏度總是有限的，假設(shè)電橋在R/R=1時(shí)調(diào)到平衡，則有R=R，這時(shí)若把R改變一個(gè)微小量△R，則電橋失去平衡，從而有電流I流過(guò)檢流計(jì)。如果I小到檢流計(jì)覺(jué)察不出來(lái)，那么人們會(huì)認(rèn)為電橋是平衡的，因而得到R=R+△R，△R就是由于檢流計(jì)靈敏度不夠高而帶來(lái)的測(cè)量誤差△R。引入電橋的靈敏度，定義為S=△n/(△R/R)式中的△R是在電橋平衡后R的微小改變量（實(shí)際上若是待測(cè)電阻R不能改變時(shí)，可通過(guò)改變標(biāo)準(zhǔn)電阻R的微小變化△R來(lái)測(cè)電橋靈敏度），△n是由于△R引起電橋偏離平衡時(shí)檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)格數(shù)，△n越大，說(shuō)明電橋靈敏度越高，帶來(lái)的測(cè)量誤差就越小。S的表達(dá)式可變換為S=△n/(△R/R)=

△n/△I（△I/(△R/R)）=SS其中S是檢流計(jì)自身的靈敏度，S=△I/(△R/R)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S與電源電壓、檢流計(jì)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(gè)電橋，不考慮靈敏度，則R、R、R引起的誤差為△R/R=△R/R+△R/R+△R/R。為減小誤差，把圖6.1.2-1電橋平衡中的R、R互換，調(diào)節(jié)R，使I=0，此時(shí)的R記為R,則有R=R/R

R這樣就消除了R、R造成的誤差。這種方法稱為交換法，由此方法測(cè)量R的誤差為△R/R=1/2(△R/R+△R/R)即僅與電阻箱R的儀器誤差有關(guān)。若R選用具有一定精度的標(biāo)準(zhǔn)電阻箱，則系統(tǒng)誤差可以大大減小。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟

共

15

分，得

分1、按直流電橋?qū)嶒?yàn)的實(shí)驗(yàn)電路圖，正確連線。2、線路連接好以后，檢流計(jì)調(diào)零。3、調(diào)節(jié)直流電橋平衡。4、測(cè)量并計(jì)算出待測(cè)電阻值Rx，微調(diào)電路中的電阻箱，測(cè)量并根據(jù)電橋靈敏度公式:S=△n/(△Rx/Rx)或S=△n/(△R0/R0)計(jì)算出直流電橋的電橋靈敏度。5、記錄數(shù)據(jù)，并計(jì)算出待測(cè)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(cè)電阻，測(cè)電橋靈敏度交換法由標(biāo)準(zhǔn)電阻計(jì)算Rx，，電阻箱儀器誤差=0.1Ω待測(cè)電阻序號(hào)345678910標(biāo)稱值（Ω）

200100061001070027400105000499000

☆

(不計(jì)分)（1）電源電壓E（V）=20

☆

(不計(jì)分)（2）檢流計(jì)量程（uV）=50

☆

(不計(jì)分)（3）Rx標(biāo)稱值（Ω）=1000☆

(25分)（4）待測(cè)電阻及電橋靈敏度的測(cè)量數(shù)據(jù)表格：電橋平衡電橋不平衡電阻R1R2R0RxRx平均值△n△R0SS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(jì)算過(guò)程和結(jié)果：

☆

(5分)（6）待測(cè)電阻的測(cè)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?！?/p>

2、直流電橋靈敏度研究

☆

(15分)數(shù)據(jù)表格：

電壓0.5V1.0V1.5V2.02.5V3.0VR0580.3580.3580.3580.3580.3580.3△R0137.767.645.532.926.822.7△n555555S21.0742.9263.7788.19108.265127.82

☆

(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(shí)驗(yàn)感