微小电阻测定论文

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1、设计性物理实验论文微小电阻及电阻率的测量一、摘要：电阻是基本的电参数之一，其测量的方法很多，为了能够准确实用的测量电阻值，对于不同电阻采用的测量方法和使用的仪表是不同的。本文主要阐述通过使用直流双臂电桥准确的测量低值电阻。电阻按照阻值的大小分为低值电阻（10-5Q-1Q）、中值电阻（1Q-1MQ）、高值电阻（大于1MQ）o电阻按照阻值的大小分为低值电阻（10-5Q-1Q）、中值电阻（1Q-1MQ）、高值电阻（大于1M0）o其测量的方法可分为低值电阻的阻值测量使用双臂电桥，中值电阻的阻值测量使用万用表欧姆档、伏安法和单臂电桥，高值电阻的阻值测量使用兆欧表。二、关键词：接触电阻、导线电阻

2、、低电阻、四端钮接法、双电桥。三、实验目的：用开尔文电桥测量金属的电阻与电阻率，以及掌握双臂电桥测量电阻的原理与方法。(1)实验仪器：QJ44型直流双臂电桥、电源、细铁棒、细铝棒、细铜棒。(2)关于QJ44型直流双臂电桥：直流双臂电桥又称凯尔文电桥是从单臂电桥演变成的一种专门测量低值电阻的比较仪器。(3双臂电桥测量低值电阻的原理：用单臂电桥测电阻时，未考虑各桥臂之间的连线电阻和各接线端钮的接触电阻，这是因为被测电阻和各臂的电阻都比较大，导线电阻和接触电阻(以下称附加电阻)很小，对测量结果的影响可忽略不计。附加电阻约10-2Q量级，在测低电阻时就不能忽略了。三、实验原理：双臂电桥测量低

3、值电阻，如图1所示。在E的A点处分别接电流接头4和电压接头力2；在兄的Q点处分别接电流接头〃和电压接头2。则力点对久和Q点对凡的影响都已消除。关于C点邻近的接线电阻和接触电阻同用、用、凡相比可以略去不计。但3、伐的接触电阻和其间的接线电阻对Rx、凡的影响还无法消除。为了消除这些电阻的影响，我们把检流计同低值电阻的接头也接成电压接头Bi、Ba。为了使3、忆的接触电阻等不受影响，也象用、甩支路一样，分别接上电阻尺、兄譬如10Q,则这两支路的接触电阻等同甩、兄相比较可略去。这样就在单电桥基础上增加两个电阻甩、他,从而构成一个双臂电桥。但是B、、仅的接触电阻和3、3间的接线电阻无处归并，仍有

4、可能影响测量结果。下面我们来证明，在一定条件下，厂的存在并不影响测量结果。图1在使用电桥时，调节电阻R、、甩、甩、忆和凡的值，使检流计中没有电流通过（厶二0）,则F、C两点电位相等。于是通过尺、用的电流均为/,,而通过尺、尺的电流均为厶，通过Rx、凡的电流为/3,而通过厂的电流为/3-/2O根据欧姆定律可得到以下三式子厶心+厶®=皿I貝+啄=【足厶+他）=（厶-把上面三式联解，并消去人、/2和人可得/?3+/?4+rR心+O(1)式（1）就是双臂电桥的平衡条件，可见厂对测量结果是有影响的。为了使被测电阻E的值便于计算及消除厂对测量结果的影响，可以设法使第二项为零。通常把双臂电桥做成一

5、种特殊的结构，使得在调整平衡时R、、R2、尺和笊同时改变，而始终保持成比例。即：R—尺3只_尺(2)在此情况下，不管厂多大，第二项总为零。于是平衡条件简化为：…⑶Rx_R_R3或瓦=瓦=両(4)从上面的推导看出，双臂电桥的平衡条件和单臂电桥的平衡条件形式上一致，而电阻厂根本不岀现在平衡条件中，因此厂的大小并不影响测量结果，这是双臂电桥的特点。正因为这样它可以用来测量低值电阻。实验步骤:用QJ44型直流双臂电桥测电阻值(0~1Q)的电阻，准确度等级为0.5级。步骤如下：(1)分别用二段钮接法把待测电阻接入线路中，(1)接通晶体管检流计开关B1,等待晶体管检流计工作稳定(大约5分钟)

6、后，调节检流计在零位，再将灵敏度调到在最低位置。(2)根据电阻值的大小，选择适当的倍率。先2按下“B”按钮，再按下“G”按钮，调节步进读数是电桥平衡(检流计指零)。适当改变检流计的灵敏度，再次使电桥平衡。按照Rx二倍率读数*(步进读数+滑线盘读数)算出电阻值。测量出金属棒的截面积，求出电阻率。五，实验数据处理：参考资料：1,北京轻工业学院等大学物理实验。北京：北京师范大学出版社，19902,朱华等，大学物理实验.2003(2)3,大学物理实验教程国防工业出版社2006(1)