实验六低值电阻的测量

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1、实验低值电阻的测量实验目的1.了解测量低电阻的困难及解决方法.2.了解测量低电阻的设计思想和结构.3.学习用伏安法、开尔文电桥测低值电阻.仪器与用具一直流稳压电源、检流计、滑线式变阻器、电位箱（4只）、箱式电势差计、低值标准电阻、待测金属棒、开关、米尺、游标卡尺、温度计.实验原理测量低电阻的困难及解决方法箱式电位差计箱式电位差计图1测量低值电阻«10Q）时，由于连接导线的电阻和接线端钮处的接触电阻（约10勺〜eP）的影响,用惠斯通电桥及普通的伏安法因接触电阻及接入误差，测得的结果会产生很大误差,为了减小误差。本实验介绍两种方法进行测量。方法一是改进

2、的伏安法，普通的伏安伏法对低电阻的测量是用安培表外接，由于待测电阻很小，可以用图1的线路进行测量。我们知道，rti于电势差计测量吋，平衡时测量回路与工作回路之间互不影响,又采用了四端钮（里面的两端钮称为电压接头，外面和两端钮称为电流接头）接线法，心两端的电压能精确测量出来，这样工作冋路的电流也就测出来了。测出心两端电压，就可以计算出心。方法二开尔文电桥法，首先分析惠斯通电桥测低阻吋存在的问题，从而找出改进的办法.电桥电路如图2所示，心是低值标准电阻，作为比较臂，&是待测低值电阻，心、心均采用四端钮连线方式，&、尽为阻值较大的电阻，由于采用了四端接线

3、式，心左端和心右端的电流接头端与电源相连的附加电阻，可归并到电源支路屮去，不影响测量结果•而心和心两端钮的电压接头与尺、心相连的附加电阻比&、心小得多，可以忽略，但心和心Z间的附加电阻厂，其大小可以和心和心和比拟，不能忽略，是引入测量误井的重要因素，若将厂分为G和金，则当电桥平衡吋有&_Rx+「X心（1+%）尺2RnF心（1+%、,）rx/=鼻/显然，若/心_/心，则R?一Rn⑵平衡条件中不出现3和几，即消除了它们的影响・1I/O—d*1S图4因为厂和Rx的值不可能恒定，要想找到将r分为与Rn和Rx成比例的两部分的点，实际上办不到，为了避开这一困难

4、，在电路中引进两个电阻箱&、&（如图3）,调节电阻，使R；心时，如果尺、尽值比较大,接触电阻可以不计。这就是开尔文电桥的结构原理.将开尔文电桥（图3）与惠斯通电桥相比，多出了一组尺、巴,故它也称双臂电桥.双电桥平衡时，检流计支路无电路通过，可由基尔霍夫定律求出平衡条件为匕4+虫（邑-复鸟厂+尺+局R2R；（3）它比惠斯通电桥的平衡条件多出了第二项，若加上辅助条件则待测电阻〈就只由（3）式右端第一项决定，于是，附加电阻，被辅助条件（4）平衡掉了，不影响心的测量结果，为了3l=3L保证在平衡条件下使仏一用成立，制作双电桥时，采用两机械联动转换开关，同时

5、调节&和尺、禺和圧,使（10-4）式得到满足.实际上很难做到忌尼完全相等，在这种情况下，一般尽量减小八例如用粗而短的铜棒连接心和心的电流接头）,贝I」（3）式屮的第二项相对于第一项可以忽略，使（尺2R；）趋近于零.实验内容1.铜线上长为/（50.00cm以上）一段的电阻用实验室提供的双电桥测量铜线上长为1（50.00cm以上）一段的电阻，要注意电流过大，被测金属线的温度将升高，电阻值要变化。改变几次/值进行测量。1.自组装双电桥测量上述金屈线的电阻（选作）参照图3的电路，用4只电阻箱，一个标准低电阻心，待测低电阻心和检流计等仪器组成一开尔文双电桥，

6、心、心均用四接点联线。联接电路最好用三种颜色的导线，这对联线、检查都方便。开始测量时，可以将电桥灵敏度调低一些，这容易调节平衡，&、%、尺、尼可以取同一值（例如25000）。操作时R色=乞根据检流计的偏转，改变鸟之值并保持R「R；.逐渐使电桥平衡.每次调节时,要先断开屯源开关心，调节后并确认无误时，再闭合心.当调平衡后.不断提高电桥灵敏度，再调平衡。改变儿次/值，进行反复测量.2.有能力的同学可以口己设计测量接触电阻.数据记录：20°C下紫铜标准电阻率PS（20'C）二1・69X108Q・m,电阻率的温度系数为a=4X10_3l/°Co室温t二°

7、CPt=Ps（2o*c）「1+a（t_20・0）二用箱式双电桥测量铜线电阻待测量1234铜线长度l（cm）直径d(cm)电阻（Q）电阻率（Q・m）P平二S_(PX)二△P=PX-Pst二£p=Ap/pstX100%=