《基础物理》实验报告
学院:国际软件学院专业:数字媒体技术
2011年6月3日
实验名称
双臂电桥测低电阻
姓名陈鲁飞年级班级10级原软工四班学号
一、实验目的
四、实验内容及原始数据
二、实验原理
五、实验数据处理及结果(数据表格、现象等)
三、实验设备及工具
六、实验结果分析(实验现象分析、实验中存在问题的讨论)
一、实验目的
1了解测量低电阻的特殊性。
2掌握双臂电桥的工作原理。
3用双臂电桥测金属材料(铝铜)的电阻率。
二、实验原理
我们考察接线电阻和接触电阻是怎样对低值电阻测量结果产生影响的。例如用安培表和毫伏表按欧姆定律R=V/I测量电阻Rx,电路图如图1所示,
考虑到电流表、毫伏表与测量电阻的接触电阻后,等效电路图如图2所示。
由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻Ri3和Ri4因此他们对于毫伏表的测量影响可忽略不计,
此时按照欧姆定律R=V/I得到的电阻是(RxRi1Ri2)。当待测电阻Rx小于1时,就不能忽略接触电阻Ri1和Ri2对测量的影响了。
因此,为了消除接触电阻对于测量结果的影响,需要将接线方式改成下图3方式,将低电阻Rx以四端接法方式连接,等效电路如图4。此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降,由RxVI即可准测计算出Rx。接于电流测量回路中成为电流头的两端A、D,与接于电压测量回路中称电压接头的两端B、C是各自分开的,许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方
式。
根据这个结论,就发展成双臂电桥,线路图和等效电路图5和图6所示。标准电阻R
电流头接触电阻为Ri
1、Ri
2,待测电阻Rx的电流头接触电阻为Rix1、Rix2,都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。标准电阻电压头接触电阻为R
1、R
2,待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2,连接到双臂电桥电压测量回路中,因为它们与较大电阻R1、R2、R3、R相串连,故其影响可忽略。
由图5和图6,当电桥平衡时,通过检流计G的电流IG0C和D两点电位相等,根据基尔霍夫定律,可得方程组(1)
f1解方程组得
2
通过联动转换开关,同时调节R1、R2、R3、R,使得
成立,则(2)式中第二
项为零,待测电阻Rx和标准电阻R
的接触电阻Ri
1、Rix2均包括在低电阻导线Ri内,
则有
3
实际上即使用了联动转换开关,也很难完全做到
。为了减小2式中
第二项的影响,使用尽量粗的导线以减小电阻Ri的阻值Ri0001,使2式第二项尽量小,与第一项比较可以忽略,以满足3式。
三、实验设备及工具
本实验所使用仪器有
1QJ36型双臂电桥(002级)
6JWY型直流稳压电源r