惠斯通电桥测量电阻物理实验中心天津理工大学
惠斯通电桥测量电阻 天津理工大学 物理实验中心
实验目的>掌握惠斯通电桥的构造和测量原理>了解电桥灵敏度的概念及影响因素>掌握自组桥测电阻的方法
实验目的 ➢掌握惠斯通电桥的构造和测量原理 ➢了解电桥灵敏度的概念及影响因素 ➢掌握自组桥测电阻的方法
实验原理C一、惠斯通电桥结构RoRx210IxBKg12I1R1R2DKE
一、惠斯通电桥结构 实验原理
IG=0二、电桥平衡原理则UAC=UADUcB=UDBIR, =I,RI.Ro = I,R2由欧姆定律得：I, = I2Ix = Io检流计中无电流流过，故RRx- RRoR整理得：或R2R。R,通常称R/R为比例臂，而R。称为比较臂
0 0 2 R2 I R = I 则 UAC=UAD UCB=UDB 由欧姆定律得： 检流计中无电流流过，故 1 2 I I = X 0 I I = 整理得： 2 1 0 R R R RX = 0 2 1 R R R 或 RX = 1 R1 I R I x x = 通常称 R1 R2 为比例臂，而 R0 称为比较臂。 二、电桥平衡原理 IG=0
三、电桥的灵敏度和灵敏域△nS=△R/ RS在数值上等于电桥桥臂有单位相对增量时，所引起的检流计的偏转格数。对于由一定的检流计和一定阻值组成的电桥，无论改变哪一个臂，电桥灵敏度都一样。0.2.R△s = △R.=xS就是电桥灵敏度所当△n=0.2分格时所对应的AR'值，引起的R，值可能产生的最大误差，这个数值称为电桥的灵敏阈
R R n S / = 三、电桥的灵敏度和灵敏域 S在数值上等于电桥桥臂有单位相对增量时，所引起的 检流计的偏转格数。对于由一定的检流计和一定阻值组 成的电桥，无论改变哪一个臂，电桥灵敏度都一样。 x Rx S s = R = 0.2 当 分格时所对应的 值，就是电桥灵敏度所 引起的 值可能产生的最大误差，这个数值称为电桥 的灵敏阈。 n = 0.2 Rx Rx
电桥灵敏度的影响因素（1）在不超过各臂电阻额定功率的条件下，与电源电动势成正比、（2）检流计的电流灵敏度成正比。但是S值大，电桥就不易稳定，平衡调节比较困难：S值小，测量准确度低。因此，选用适当的灵敏检流计是必要的。，（3）与桥路电阻有关，在检流计电流灵敏度相同的情况下，桥路电阻越小，灵敏度越高，反之则低。、（4）与电源支路的电阻有关。随着电桥逐渐趋与平衡，电源支路的电阻应逐步降到最低。（5）与检流计和电源所接的位置有关。（6）与桥臂的匹配有关
(1）在不超过各臂电阻额定功率的条件下，与电源电动势成正比。 (2）检流计的电流灵敏度成正比。但是S值大，电桥就不易稳定， 平衡调节比较困难；S值小，测量准确度低。因此，选用适当的 灵敏检流计是必要的。 (3）与桥路电阻有关，在检流计电流灵敏度相同的情况下，桥路 电阻越小，灵敏度越高，反之则低。 (4）与电源支路的电阻有关。随着电桥逐渐趋与平衡，电源支路 的电阻应逐步降到最低。 (5）与检流计和电源所接的位置有关。 (6）与桥臂的匹配有关
实验仪器调零电阻箱滑线变阻器红：不使用白：使用中直流指针式检流计直流电源短路：快速停止开关、导线若于根A待测电阻电计：开关
实验仪器 电阻箱 滑线变阻器 直流指针式检流计 直流电源 开关、导线若干根 待测电阻 调零 红：不使用 白：使用中 短路：快速停止 电计：开关
实验步骤1）用万用表粗测待测电阻。(2电源电压E取3V，待测电阻分别为几千欧姆和几百欧姆两种。(3）根据被测电阻的粗测值，适当选取比例臂的阻值（4）由所取的比例臂的阻值及待测电阳阻的粗测值估算出比较电阻值，然后将比较电阻调节到该阻值的位置上，反复调节，使检流计的指针重新指在零的位置上，此时电桥处于平衡状态。5）测电桥灵敏度。在电桥达到平衡后，将比较臂改变微小量，使检流计偏转2-3格，记录下改变量
实验步骤 (1)用万用表粗测待测电阻。 (2)电源电压E取3V，待测电阻分别为几千欧姆和几百欧 姆两种。 (3)根据被测电阻的粗测值，适当选取比例臂的阻值。 (4)由所取的比例臂的阻值及待测电阻的粗测值估算出 比较电阻值，然后将比较电阻调节到该阻值的位置上， 反复调节，使检流计的指针重新指在零的位置上，此时 电桥处于平衡状态。 (5)测电桥灵敏度。在电桥达到平衡后，将比较臂改变 微小量，使检流计偏转2-3格，记录下改变量
实验数据自组电桥测电阻项目Ro△nk= R /R△aARRxs△RAn,An,As次数I100/1002100/100031000/100箱式电桥测电阻项目AR△asAsARAnAn2AnRx4R。k= R / R次数1I2
项目 次数 1 100/100 2 100/1000 3 1000/100 1 2 k = R / R R0 Rx R0 n1 n2 n S s a Rx 实验数据 项目 次数 1 2 3 自组电桥测电阻 箱式电桥测电阻 1 2 k = R / R R0 Rx R0 n1 n2 n S s a Rx
注意事项1.保护检流计。2.电桥达到平衡后，为了更好地判断检流计电流是否为零，应反复开合开关（跃接法），细心观察检流计的指针是否摆动。思考题1、电阻有何作用？它是否会影响电桥的平衡？2、为什么当R=R时，所测得的电阻的相对误差最小
思考题 1. 保护检流计 。 2. 电桥达到平衡后，为了更好地判断检流计电流是否为零，应 反复开合开关 （跃接法），细心观察检流计的指针是否摆动。 注意事项 1、电阻有何作用？它是否会影响电桥的平衡？ 2、为什么当 R1 = R2 时，所测得的电阻的相对误差最小