實(shí)驗(yàn)二、用惠斯通電橋測(cè)電阻

PAGEPAGE4實(shí)驗(yàn)二、用惠斯通電橋測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)概述【實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙蟆空莆栈菟雇姌驕y(cè)電阻的原理學(xué)會(huì)正確使用箱式電橋測(cè)電阻的方法了解提高電橋靈敏度的幾種途徑【儀器及用具】箱式電橋、待測(cè)電阻、開關(guān)、導(dǎo)線【實(shí)驗(yàn)原理】“電橋”是很重要的電磁學(xué)基本測(cè)量儀器之一。它主要用來測(cè)量電阻器的阻值、線圈的電感和電容器的電容及其消耗。為了適應(yīng)不同的測(cè)量目的，設(shè)計(jì)了多種不同功能的電橋，用來精確測(cè)量中等阻值（幾十歐拇至幾十萬歐姆）的電阻?；菟雇姌虻脑砣鐖D所示。圖中ab、bc、cd和da四條支路分別由電阻(Rx)、、和組成，稱為電橋的四條橋臂，通常，橋臂ab接待測(cè)電阻Rx，其余各臂電阻都是可調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)電阻。在bd兩對(duì)角間連接檢流計(jì)。開關(guān)和限流電阻。在ac兩對(duì)角線連接電池，開關(guān)和限流電阻，當(dāng)接通開關(guān)和后，各支路中均有電流流通，檢流計(jì)支路起了溝通abc和adc兩條支路的作用，可直接比較bd兩點(diǎn)的電勢(shì)，電橋之名由此而來。適當(dāng)調(diào)整各臂的電阻值，可以使流過檢流計(jì)的電流為零。即，這時(shí)稱電流達(dá)到了平衡，平衡時(shí)b、d兩點(diǎn)的電勢(shì)相等。根據(jù)分壓器原理可知：平衡時(shí)：，即=整理化簡后得到：=Rx由此可知：待測(cè)電阻Rx等于/與的乘積，通常，稱，為比例臂，與此相應(yīng)的為比較臂，所以電橋由四臂(測(cè)量臂、比較臂和比例臂)。檢流計(jì)和電源三部分組成。電橋測(cè)量電阻時(shí)的精密度也主要取決于電橋的靈敏度。當(dāng)電橋平衡時(shí)，若比較臂改變一微小量，電橋?qū)⑵x平衡，檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)n個(gè)格，則常用如下的相對(duì)靈敏度S:S=如果檢流計(jì)的鑒別率閥（靈敏閥）為（取0.2—0.5格），則由電橋靈敏度引入被測(cè)量的相對(duì)誤差為：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容【實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)】（測(cè)量及調(diào)節(jié)方法）測(cè)量中等阻值的電阻，可以選擇惠斯通電橋。將待測(cè)電阻按照電路圖接入電路，構(gòu)成電橋。在進(jìn)行測(cè)量，要分別選擇3個(gè)不同的檔位進(jìn)行測(cè)量在測(cè)量要注意檢流計(jì)的電流為零才是正確的讀數(shù)要求測(cè)量電橋的相對(duì)靈敏度【實(shí)驗(yàn)過程】（應(yīng)包括主要實(shí)驗(yàn)步驟、觀察到的現(xiàn)象、變化的規(guī)律以及相應(yīng)的解釋等）連接好電路，將檔位分別選擇外接、單電橋。檢流計(jì)調(diào)零，打開電源開關(guān)，比例臂選擇0.1檔，再打開開關(guān)，然后對(duì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使檢流計(jì)指零。記錄數(shù)據(jù)。將檔位選擇100/100,1000/1000檔，同上進(jìn)行測(cè)量調(diào)節(jié)比較臂，使檢流計(jì)指零，再改變一個(gè)微小的量，電橋偏離平衡，檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)n個(gè)格。記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算電橋靈敏度。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要整理實(shí)驗(yàn)儀器?，F(xiàn)象:1在測(cè)量過程中，檢流計(jì)的指針會(huì)不斷偏轉(zhuǎn)，不穩(wěn)定。答：因?yàn)殪`敏度調(diào)節(jié)過高，檢流計(jì)能檢測(cè)到很小的電流。2再用檔位100/100,1000/1000進(jìn)行測(cè)量時(shí)，得到的結(jié)果不一樣。答：因?yàn)殡m然比例值相等，但是精確度不相等，所以得到的結(jié)果不一樣?！緮?shù)據(jù)表格】（畫出數(shù)據(jù)表格，寫明物理量和單位）表一：測(cè)量數(shù)據(jù)R2/R3=0.11234平均值970.733970.867970.833970.833970.82097.073397.086797.083397.083397.08200.0029R2/R3=100/1001234平均值97.25697.14597.16497.16797.18397.25697.14597.16497.16797.1830.025R2/R3=1000/10001234平均值97.72597.76097.75097.75097.75097.72597.76097.75097.75097.7500.0078表二：測(cè)檢流計(jì)靈敏度（+0.1）檔位0.1100/1001000/1000偏轉(zhuǎn)格3115970.897.297.8S29124106924890【數(shù)據(jù)處理及結(jié)果】不確定度主要來源于eq\o\ac(○,1)電阻箱的誤差eq\o\ac(○,2)電橋靈敏度誤差eq\o\ac(○,3)多次測(cè)量的差異先算R2/R3=0.1，=97.08電阻箱引入合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：電阻箱引入合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:重復(fù)測(cè)量得出標(biāo)準(zhǔn)不確定度：合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：同理可得：=97.18=97.75最終結(jié)果為：=（97.08+97.18+97.75）/3=97.3