大物实验直流平衡电桥测电阻_实验报告.doc

《大物实验直流平衡电桥测电阻_实验报告.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、大连理工大学成绩教师签字大学物理实验报告院（系）材料学院专业材料物理班级0705姓名童凌炜学号200767025实验台号实验时间2008年12月10日，第16周，星期三第5-6节实验名称直流平衡电桥测电阻教师评语实验目的与要求：1）掌握用单臂电桥测电阻的原理，学会测量方法。2）掌握用双臂电桥测电阻的原理，学会测量方法。主要仪器设备：1）单臂电桥测电阻：QJ24型直流单臂电桥，自制惠更斯通电桥接线板，检流计，阻尼开关、四位标准电阻箱、滑线变阻器、电路开关、三个带测电阻、电源；2）双臂电桥测电阻：QJ44型直流双臂电桥，待测铜线和铁线接线板

2、、电源、米尺和千分尺。实验原理和内容：1直流单臂电桥（惠斯通电桥）1.1电桥原理单臂电桥结构如右图所示，由四臂一桥组成；电桥平衡条件是BD两点电位相等，桥上无电流通过，此时有关系成立，其中M=R1/R2称为倍率，Rs为四位标准电阻箱（比较臂），Rx为待测电阻（测量臂）。1.2关于附加电阻的问题：附加电阻指附加在带测电阻两端的导线电阻与接触电阻，如上图中的r1,r2，认为它们与Rx串联。如果Rx远大于r，则r1+r2-8-可以忽略不计，但是当Rx较小时，r1+r2就不可以忽略不计了，因此单臂电桥不适合测量低值电阻，在这种情况下应当改用双臂

3、电桥。1双臂电桥（开尔文电桥）1.1双臂电桥测量低值电阻的原理双臂电桥相比单臂电桥做了两点改进，增加R3、R4两个高值电桥臂，组成六臂电桥；将Rx和Rs两个低值电阻改用四端钮接法，如右图所示。在下面的计算推导中可以看到，附加电阻通过等效和抵消，可以消去其对最终测量值的影响。1.2双臂电桥的平衡条件双臂电桥的电路如右图所示。在电桥达到平衡时，有，由基尔霍夫第二定律及欧姆定律可得并推导得：可见测量式与单臂电桥是相同的，R1/R2=R3/R4=M称为倍率（此等式即消去了r的影响），Rs为比较臂，Rx为测量臂。使用该式，即可测量低值电阻。步骤与

4、操作方法：1.自组惠斯通电桥测量中值电阻a)按照电路图连接电路，并且根据待测电阻的大小来选择合适的M。b)接通电路开关，接通检流计开关；调节电阻箱Rs的阻值（注意先大后小原则），使检流计指零，记下电阻箱的阻值Rsc)重复以上步骤测量另外两个待测电阻值。2.使用成品单臂电桥测量中值电阻a)单臂成品电桥的面板如下页右上图所示。-8-a)将带测电阻接至x1,x2接线柱上，根据待测电阻的大小调节适当的倍率并将检流计机械调零。b)打开电源开关B0，先后按下G1粗调和G0细调开关，在两种精度下分别调节面板上的旋钮，改变Rs的值使检流计指零，记下Rs

5、。关闭检流计电源。c)重复以上步骤测量其他待测电阻。2.用双臂电桥测量低值电阻的步骤a)双臂成品电桥箱的操作面板如右图所示。b)打开电源开关K1，等待5分钟后调节D旋钮是检流计指针指零。c)将待测电阻Rx以四端钮法接入C1、C2、P1、P2接线柱，其中C为电流端，P为电压端。d)估计待测电阻的大小，旋转H旋钮挑选合适的倍率值。e)调节A至灵敏度最低，同时按下开关B、G，通过调节F、E旋钮（先F，后E），使检流计指零，此时电桥达到粗平衡。f)在检流计不超载的条件下调节A旋钮增加灵敏度，直到在能够达到的最大灵敏度下，通过调节F、E使检流计指

6、零，此时电桥达到精平衡。g)一次松开按钮G、B，读取倍率M和Rs，并按照以下公式计算待测电阻值：Rx=M*Rs=倍率读数*（E读数+F读数）h)按照以上方法，分别测量铜线与铁线的电阻。*注意电桥使用中为节电，不要长时间按住B按钮；使用完毕后应将B、G按钮复位，-8-同时关闭K1开关。1.铜线和铁线的几何尺寸测量a)用毫米尺测量铜线和铁线的电压端（P1、P2间）间距长度。b)用千分尺测量铜线和铁线的直径，分别在不同的位置测量6次（注意记录千分尺的零点漂移ΔD）。-8-数据记录与处理：实验原始数据记录1.自制单臂电桥测中值电阻NxMRs(Ω

7、)Rx(Ω)Rx10.12465246.5Rx2115921592Rx3102085208502.用成品双臂电桥测低值电阻NxMRs(Ω)Rx(Ω)Cu0.10.030210.003021Fe10.011350.011353.铜丝、铁丝D、L测量NxL(mm)D1(mm)D2(mm)D3(mm)D4(mm)D5(mm)D6(mm)Cu490.22.0902.0832.0782.0892.0792.091Fe488.53.3993.4003.3993.4053.4013.398-8-结果与分析：1.自制电桥测量值的处理使用公式Rx=M*R

8、s，得到以下计算结果NxMRs(Ω)Rx(Ω)Rx10.12465246.5Rx2115921592Rx310208520850又Urx=α%*(Rx+M*Rn/10),α=0.1,Rn=5000Ω代入相关