双电桥法测电阻

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1、双臂电桥测低值电阻综合性实验19引言我们知道，一般惠斯登电桥只宜测几欧姆至兆欧姆范围内的电阻，阻值再小的电阻，由于有接触电阻和接线电阻的存在，会给测量带来很大的误差，尤其是当这些附加电阻和待测电阻可以比拟时，测量误差就更大了。为了消除这些附加电阻的影响，人们常把低阻做成四端结构，并采用直流双臂电桥进行测量。双臂电桥的测量方法和单臂电桥同属比较测量法。本实验将对双臂电桥进行深入的研究。实验目的1.了解低电阻的结构特点。2.掌握双臂电桥测量低阻的原理和方法。实验仪器QJ—19型直流单双臂电桥、滑线变阻器、标准低阻R0（0.001Ω，准确到0.05%）、待

2、测黄铜棍和不锈钢板尺各一只、直流稳压电源、光点检流计、双刀双掷换向开关、螺旋测微器。实验原理测量原理测量电路如图所示，其中R0为标准低阻，RX为待测低阻。四个比例臂电阻（具有双比例臂，这便是“双臂电桥”名称的由来）一般都有意做成几十欧姆以上的阻值，因此它们所在桥臂中接线电阻和接触电阻的影响便可忽略。两个低阻相邻电压接头间的电阻设为r，常称做“跨桥电阻”。当检流计G指零时，电桥达到平衡，于是由基尔霍夫定律可写出下面三个回路方程：实验原理测量原理实验原理式中I1、I0、I1ˊ分别为电桥平衡时通过电阻R1、R0、的电流。将（1）式整理有：如果电桥的平衡是在

3、保证，即 的条件下调得的，那么（2）式 则简化为：实验原理双臂电桥灵敏度双臂电桥的灵敏度S可仿照惠斯登电桥的灵敏度来定义。即双桥平衡后，将比例臂电阻、同步地偏调，若检流计光点偏移Δn格，则灵敏度S为：且，故由灵敏度S引入被测量RX的相对误差为：显见增大S可减小测量误差实验原理测量结果的不确定度当平衡条件与不是严格相等时，r值越大给测量结果带来的误差也越大。为了克服检流计回路温差电动势对电桥平衡状态的影响，必要时可将工作电源的极性换向，并将换向前后测得的低阻值取平均实验内容用双臂电桥测量黄铜棍室温下的电阻值及电阻率。（1）先测量黄铜棍的阻值。实验中所

4、使用的AC15/3型检流计G，其灵敏度很高（光标偏转一小格只需通约3×10-9A的电流），电流大了有可能烧毁检流计，因此在调节双桥平衡过程中，要注意检流计的安全。为此在电路联接正确的情况下，可采用逐渐提高电源电压且从高位到低位逐渐同步调节、使G指零的办法。注意电源电压不得超过5V。（2）测量样品尺寸。对于黄铜棍：测出待测低阻段的长度、直径；注意黄铜棍的直径应多次测量（取不同位置测量）后取平均。注意事项1.所用光点检流计要轻拿轻放，用后要拨至短路档。电路切勿接错，以免烧毁检流计。2.限流电阻一定要接好，电源电压开始时应调得最低，以保证检流计和电源的安全

5、。电桥接近平衡时才将电源电压升至5V。3.接通电源时间应尽量短，以免电阻发热影响测量结果。4.要注意清除被测样品上的锈污。思考题1.辩认实验中所用标准电阻的电压接头和电流接头。待测低阻的电压接头和电流接头在实验中又是如何确定和联接的？2.简述双桥测低阻的平衡条件和平衡调节步骤。参考书1、朱孝义主编，大学物理实验教程[M].北京：科学出版社，20072、刘少杰，《大学基础物理实验》电磁学分册[M].天津：南开大学出版社，2002