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实验目的
1、掌握惠斯通电桥测量电阻的原理及操作方法,理解单臂电桥测电阻的“三端”法接线的意义;
2、掌握开尔文电桥测量电阻的原理及操作方法;3、熟悉综合性电桥仪的使用方法及电桥比率和比率电阻的选择原则。
实验原理
电阻是电路的基本元件之一,电阻的测量是基本的电学
测量。用伏安法测量电阻,虽然原理简单,但有系统误差。
在需要精确测量阻值时,必须用惠斯通电桥,惠斯通电桥适
宜于测量中值电阻1~106Ω。
惠斯通电桥的原理如图1所示。标准电阻R0、R1、R2和待测电阻RX连成四边形,每一条边称为电桥的一个臂。在对角A和C之间接电源E,在对角B和D之间接检流计G。
因此电桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。当开关KE
和KG接通后,各条支路中均有电流通过,检流计支路起了沟通ABC和ADC两条支路的作用,好象一座“桥”一样,故称为“电桥”。适图1
当调节R0、R1和R2的大小,可以使桥上没有电流通过,即通过检流计的电流
IG0,这时,B、D两点的电势相等。电桥的这种状态称为平衡状。
图6l惠斯通电桥原理图
态。这时A、B之间的电
势差等于A、D之间的电势差,B、C之间的电势差等于D、C之间的电势差。
设ABC支路和ADC支路中的电流分别为I1和I2,由欧姆定律得
I1RXI2R1
I1R0I2R2
两式相除,得
1式称为电桥的平衡条件。由1式得
RXR1R0R2
1
RX

R1R2
R0
2
即待测电阻RX等于R1R2与R0的乘积。通常将R1R2称为比率臂,将R0称为比较臂。
2双电桥测低电阻的原理
f单电桥测几欧姆的低电阻时,
由于引线电阻和接触电阻
约102~104Ω已经不可忽
略,致使测量值误差较大。改
进办法是将其中的低电阻桥
臂改为四端接法,并增接一对
高电阻(如图2)。
改用四线接法后的等效电路为图3。r1,r2串联在电源回路中,其影响可忽
略。r3,r4接高电阻,其影响也可忽略。实际的电路如图2。
R
R
2
1
由电路方程解得
I1
Rx

R2RR1

rR1R2R1R2rR1
R2R1
使r尽量小,并将两对比率臂做成联动机构,尽量
P1
RX
使
R2R2R1R1
C1
I
3

RX

R2R1
RCR。
R

2
G
R'1
I2
P2
C2
rII
32
E
P'R2
C'2
I3
图2
P'1C'1
数据表格:
1、单电桥测电阻数据记录
测量对象倍率CR3RxΔ
Δ

单电阻110075797579013
单电阻2并联电阻串联电阻
100
100
100
7383
3789
14937
7383
3789
14937
01
002
01
3
1
1
实验步骤:
1、按照实验电路图接好电路,选取比率为100;2、连接待测电阻;
f3、然后调节电阻,使检流计指零,记录实验数r
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