§实验11惠斯通电桥测电阻
惠斯通电桥测电阻——实验报告
2.考察电压与电桥灵敏度的关系 3..用箱式电桥测电阻 选择倍率分别为 1:1,1:10,10:1,测量待测电阻.调节 R3,使检流计偏转 一格,记下 R3,将数据记录下来,表格自制。 (四)列数据表格 表(1) 考察比率臂与电桥灵敏度的关系 U (V) G R1 (Ω ) 2000 200 1.5V 200 200 20 2 R2 (Ω ) 2000 200 R3 (Ω )
实验十五
实验目的
惠斯通电桥测电阻
1、掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法。 2、学会正确使用箱式电桥测电阻的方法。 3、了解提高电桥灵敏度的几种途径
实验器材
1.箱式惠斯通电桥(QJ23 型) 、 2.电阻箱(ZX21 型两只,ZX36 型 一只) 、 3.电阻板、4.检流计、5.滑线变阻器、6.直流稳压电源。
2
x
R1 R
Rs
度。所谓电桥灵敏度,就是在已经平衡的电桥里,当调节比较臂的电阻 RS, 使改变一个微小量△RS,使检流计指针离开平衡位置△d 格,则定义电桥灵 敏度 S 为
S d R S / R S
(1
5-3) 式中:RS 是电桥平衡时比较臂的电阻值,△RS/RS 是比较臂的相对改变量。 因此,电桥灵敏度 S 表示电桥平衡时,比较臂 RS 改变一个相对值时,检流计 指针偏转的格数。S 的单位是“格” 。例如,S=100 格=1 格/(1/100),则电 桥平衡后,只要 RS 改变 1%,检流计就会有 1 格的偏转。一般讲,检流计指 针偏转 1/10 格时,就可以被觉察,也就是说,此灵敏度的电桥,在它平衡 后,RS 只要改变 0.1%,我们就能够觉察出来,这样由于电桥灵敏度的限制 所导致的误差不会大于 0.1%。这也正是我们研究电桥灵敏度的目的。 电桥灵敏度与下面诸因素有关: (1)与检流计的电流灵敏度 Si 成正比。 (2)与电源的电动势 E 成正比。 (3)与电源的内阻 rE 和串联的限流电阻 RE 之和有关。 (4)与检流计的内阻和串联的限流电阻 RG 之和有关。越小,电桥灵敏度 S 越高,反之则低。 (5)与检流计和电源所接的位置有关。 因此,实验中要使电桥具有较高的灵敏度,以保证电桥平衡的可靠性, 从而保证测量的准确性。 3.实验装置 (1)箱式电桥:其面板和电路结构见图15-3。
惠斯通电桥测电阻——实验报告
实验十五 惠斯通电桥测电阻实验目的1、掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法。
2、学会正确使用箱式电桥测电阻的方法。
来判断B ,D 两点电位是否相等,或者说判断“桥”上有无电流通过。
电桥没调平衡时,“桥”上有电流通过检流计,当适当调节各臂电阻,可使“桥”上无电流,即B ,D 两点电位相等,电桥达到了平衡。
此时的等效电路如图15-2所示。
根据图15-2很容易证明s xR R R R =21s 21x R R R R ⨯=(15-1)此式即电桥的平衡条件。
如果已知R 1,R 2,R S ,则待测电阻R x 可求得。
设式(15-1)中的R 1/R 2=K ,则有R x =K ·R S (15-2)式中的K 称为比例系数。
在箱式电桥测电阻中,只要调K 值而无需分别调R 1、R 2的值,因为箱式电桥上设置有一个旋钮K 值,并不另外分R 1、R 2。
但在自组式电桥电路中,则需要分别调节两只电阻箱(R 1和R 2),从而得到K 值。
由电桥的平衡条件可以看出,式中除被测电阻Rx 外,其它几个量也都是电阻器。
因此,电桥法测电阻的特点是将被测电阻与已知电阻(标准电阻)进行比较而获得被测值的。
因而测量的精度取决于标准电阻。
一般来说,标准电阻的精度可以做的很高,因此,测量的精度可以达到很高。
伏安法测电阻中测量的精度要依赖电流表和电压表,而电流表和电压表准确度等级不可能作的很高,因此,测量精度不可能很高。
惠斯通电桥测电阻中,测量的精度不依赖电表,故其测量精度比伏安法的测量精度高。
2.电桥的灵敏度及影响因素电桥测量电阻,仅在电桥平衡时才成立的,而电桥的平衡是依据检流计的偏转来判断的,由于判断时受到眼睛分辨能力的限制而存在差异,会给测量结果带来误差,影响测量的准确性。
这个影响的大小取决于电桥的灵敏度。
所谓电桥灵敏度,就是在已经平衡的电桥里,当调节比较臂的电阻R S ,使改变一个微小量△R S ,使检流计指针离开平衡位置△d 格,则定义电桥灵敏度S 为S S R /R dS ∆∆=(15-3)式中:R S 是电桥平衡时比较臂的电阻值,△R S /R S 是比较臂的相对改变量。
使用惠斯通电桥进行电阻测量的教程
使用惠斯通电桥进行电阻测量的教程电阻是电学基础中的重要参数,它在各个电路中起着至关重要的作用。
为了准确测量电阻值,并确保电路正常运行,我们可以采用惠斯通电桥进行电阻测量。
本文将介绍使用惠斯通电桥进行电阻测量的具体步骤和注意事项。
一、什么是惠斯通电桥惠斯通电桥是一种常用的电阻测量仪器,它由四个电阻、一个电源和一个测量指示器组成。
通过调整电桥四个电阻的比例关系,可以平衡电桥,使得测量指示器的示数为零。
在这种状态下,我们可以根据电桥四个电阻的知识以及欧姆定律来计算待测电阻的值。
二、电桥测量电阻的基本原理在了解使用惠斯通电桥进行电阻测量之前,我们需要知道一些基本原理。
电桥平衡的条件是桥臂四个电阻的关系满足:R1/R2 = R3/R4其中,R1和R2是已知电阻(一般称为标准电阻),R3是待测电阻,R4是另一个已知电阻。
当平衡条件满足时,电桥两侧电压相等,测量指示器示数为零。
当电桥平衡时,我们可以根据电桥电压平衡条件推导出待测电阻的计算公式:R3 = (R1/R2) * R4三、使用惠斯通电桥测量电阻的步骤1. 连接电路首先,将电桥的四个电阻连接好。
其中,R1和R2是已知电阻,R3是待测电阻,R4是另一个已知电阻。
将电源连接至电桥的电源端,将测量指示器连接至电桥的检测端。
2. 调节电桥将电源开关打开,调节变阻器或开关,使测量指示器示数为零。
在调节过程中,要求稳定且缓慢,避免过快过慢导致误差。
3. 记录测量结果记录调节后电桥中各个电阻的阻值,包括已知电阻R1、R2和R4的阻值。
4. 计算待测电阻根据电桥电压平衡条件和计算公式,计算待测电阻R3的阻值。
将已知电阻的阻值代入公式,计算出待测电阻的准确值。
四、使用惠斯通电桥测量电阻的注意事项1. 保持稳定在调节电桥平衡时,需要保持手稳定,避免干扰造成测量误差。
2. 注意测量范围根据电桥的参数和测量要求,选择合适的电阻范围进行测量。
避免测量范围超出电桥的可靠范围,导致测量不准确。
物理实验-用惠斯通电桥测电阻-实验报告
班级信工C 班姓名铃 日期___2013.4.24__组别D学号_1111000048_ 指导教师___丽峰___【实验题目】用惠斯通电桥测电阻 【实验目的】1、掌握惠斯通(Wheastone)电桥测电阻的原理;2、学会正确使用惠斯通电桥测量电阻的方法;3、了解提高电桥灵敏度的几种方法;4、学会测量单电桥的灵敏度。
【实验仪器】QJ-23型箱式电桥,滑线电阻,转柄电阻箱(0〜99999.9Q),检流计,直流电源,待测电阻,开关,导线若干。
【实验原理】1.惠斯通电桥测量电阻的原理图5.1是惠斯通电桥的原理图。
图中R1、R2和R0是已知阻值的电阻,它们和被测电阻Rx 连成一个四边形,每一条边称作电桥的一个臂。
和B 之间接电源E ;对角C 和D 之间接有检流计G,它像桥一样。
电源接通,电桥线路中各支路均有电流通过。
当C 、D 两点之间的电位不相等时,桥路中的电流IGW0,检流计的指针发生偏转;当C 、D 两点之间的电位相等时,“桥”路中的电流IG=0,检流计指针指零,这时我们称电桥处于平衡状态。
当电桥平衡时,科"出,*T=—jfO 两式相除可得到Rx 的测量公式宜a(5-1)电阻R1R2为电桥的比率臂,R0为比较臂,Rx 为待测臂。
只要检流计足够灵敏,等式⑴就能相当好地成立,被测电阻值Rx 可以仅从三个已知电阻的值来求得,而与电源电压无关。
由于R1、R2和R0可以使用标准电阻,而标准电阻可以制作得十分精密,这一过程相当于把Rx 和标准电阻相比较,因而测量的准确度可以达到很高。
2.电桥的灵敏度电桥平衡后,将R0改变△R0,检流计指针偏转^n 格。
如果一个很小的4四边形的对角 A 图5.1电桥原理图R0能引起较大的△口偏转,电桥的灵敏度就高,电桥的平衡就能够判断得更精细。
电表(检流计)的灵敏度勺是以单位电流变化量所引起电表指针偏转_An (5-2)若测量臂电阻Rx 改变一个微小量4Rx ,将定义为电桥灵敏度,即通(5—3) 但是电桥灵敏度不能直接用来判断电桥在测量电阻时所产生的误差,故用其5嚏相对灵敏度来衡量电桥测量的精确程度,即有((5—4)定义为电桥的相对灵敏度。
实验报告惠斯通电桥测电阻实验报告
实验报告惠斯通电桥测电阻实验报告实验报告举例肇庆学院电子信息与机电工程学院普通物理实验课实验报告级班组实验合作者实验日期年月日姓名: 学号老师评定实验题目: 惠斯通电桥测电阻实验目的:1(了解电桥测电阻的原理和特点。
2(学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。
3(测出若干个未知电阻的阻值。
实验仪器仪器名称直流电源滑线变阻器1 滑线变阻器2 检流计型号 DH1718C J2354 J2354 AC5规格 0.5kv 0,30V 5A 2A,1100Ω 0.4A,1000Ω电阻箱的型号、规格及各档的等级电阻箱型号规格×10000 ×1000 ×100 ×10 ×1 ×0.1 ×0.01 R ZX38A/10 11111Ω 无 0.1 0.1 0.2 0.5 2 5 2R ZX25a 11111Ω 无 0.02 0.02 0.05 0.2 2 5 3R ZX21a 111111Ω 0.1 0.1 0.2 0.5 2.0 5.0 无 4实验原理:1(桥式电路的基本结构。
电桥的构成包括四个桥臂(比例臂R和R,比较臂R,待测臂R),“桥”——平衡指示器(检流计)234xG和工作电源E。
在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器R(滑线变阻器)。
G(电桥平衡的条件。
2惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻(R、R、R、和R)、一个“桥”(b、d间所接234x的灵敏电流计)和一个电源E组成。
b、d间接有灵敏电流计G。
当b、d两点电位相等时,灵敏电流计G中无电流流过,指针不偏转,此时电桥平衡。
所以,电桥平衡的条件是:b、d 两点电位相等。
此时有U=U,U=U, abadbcdcI,0由于平衡时,所以b、d间相当于断路,故有 gI=I I=I 43x2IR,IRIR,IR所以 xx443322R2RR,RRR,R 可得或 423xx4R32R,K一般把称为“倍率”或“比率”,于是3R R=KRx4要使电桥平衡,一般固定比率K,调节R使电桥达到平衡。
惠斯通电桥测中值电阻实验步骤
惠斯通电桥测中值电阻实验步骤一、实验目的本实验旨在通过使用惠斯通电桥测量电阻的方法,确定电阻的中值。
二、实验原理惠斯通电桥是一种用来测量电阻值的仪器,它利用电流的分压和电势差的比较来确定待测电阻的值。
电桥的基本原理是根据电流和电势差的关系,通过调节电桥上的电阻,使电桥平衡,从而得到待测电阻的中值。
三、实验器材1. 惠斯通电桥2. 待测电阻3. 电源4. 电压表5. 电流表6. 电阻箱四、实验步骤1. 将待测电阻连接到电桥的两边,确保电阻的连接正确无误。
2. 通过调节电阻箱上的电阻,使电桥的两个电压表读数相等。
3. 通过调节电源的电压,使电流表读数尽量接近满刻度,但不能超过满刻度。
4. 记录下电阻箱上的电阻值及电桥上的电压和电流的读数。
5. 通过调节电阻箱上的电阻,使电桥的两个电压表读数相等。
6. 通过调节电源的电压,使电流表读数尽量接近满刻度,但不能超过满刻度。
7. 记录下电阻箱上的电阻值及电桥上的电压和电流的读数。
8. 重复步骤5和6,直到得到一系列电阻值及其对应的电压和电流读数。
9. 将记录下来的数据进行处理,计算出电阻的中值。
五、实验数据处理将实验中记录下来的电阻值及其对应的电压和电流读数,根据电流和电势差的关系公式,计算出每个电阻值对应的电势差。
然后,根据电势差的大小确定电阻的中值。
六、实验注意事项1. 在实验过程中,要保证电路的连接正确无误,避免引起误差。
2. 在调节电源电压和电阻箱电阻时,要小心操作,防止电流过大或电压过高导致设备损坏或人身安全事故。
3. 在记录数据时,要准确读取电压表和电流表的读数,避免误差。
4. 在计算电阻的中值时,要使用准确的计算方法,避免计算错误。
七、实验结果及讨论根据实验数据处理的结果,得到待测电阻的中值。
通过与理论值进行比较,可以评估实验的准确性和误差大小。
八、实验总结通过本实验,我们学习了使用惠斯通电桥测量电阻的方法,并通过实验得到了电阻的中值。
实验过程中,我们注意了电路连接的正确性以及数据记录的准确性,确保了实验结果的可靠性。
慧斯通电桥测电阻
惠斯通电桥测电阻电桥是利用比较法进行电磁测量的一种电路连接方式,它可以测量很多电学量,如电阻、电容、电感、互感等,还可以配合不同的传感器件测量很多非电学量,如温度、压力、加速度等。
因此在传感技术中应用极广。
电桥的种类较多,按工作状态可分为平衡电桥和非平衡电桥;按工作电流种类可分为直流电桥和交流电桥;按结构和测量范围可分为单臂电桥和双臂电桥。
电桥法根据平衡和比较原理测量电阻,其构思巧妙、测量准确、适用方便,是电磁测量的基本方法。
本实验所用电桥为直流单臂电桥,也称作惠斯通(Wheatstone)电桥。
惠斯通电桥适用于测量中等阻值的电阻。
实验目的1.学习用电桥法测量电阻的原理,了解其应用;2.掌握使用箱式惠斯通电桥测量中值电阻阻值的方法;3.掌握测量箱式惠斯通电桥的相对灵敏度的方法。
实验器材QJ23型或QJ23a型直流电阻电桥(如图所示);ZX21型电阻箱;待测电阻若干;导线两根。
图1 QJ23型直流电阻电桥图2 QJ23a型直流电阻电桥实验原理惠斯通电桥测电阻原理如图3所示。
个边作为电桥的一个臂,R1、R2称为比率臂,R S称为比C 较臂(标准臂),R x为电桥的待测臂。
对角线AC连接电源E。
对角线BD之间接检流器G。
调节R S使B、D两点电势相等,这时检流计G指零,电桥达到平衡。
依B、D两点间电势差为零,可得:12x s R R R R其中R 1/R 2称为比率臂的倍率。
若比率臂的倍率与比较臂值R s 均为已知,则可算出R x 的值。
电桥平衡后检流计指针指零;若桥路中电阻值发生改变,如R x 的改变量为△R x ,则电桥失去平衡,检流计指针发生偏转,偏转格数为△n 。
我们将由于R x 的改变而引起检流计G 指针的偏转所引起的△n 与R x 的相对改变量△R x /R x 的比值称为电桥相对灵敏度S ,即:S =△n /(△R x /R x )实验内容1.用箱式惠斯通电桥测量待测电阻R x 1、R x 3的阻值,保证测量结果有四位有效字,给出测量结果;2.测量箱式惠斯通电桥在R x 取2000Ω时的相对灵敏度,表达结果。
直流单臂电桥(惠斯通电桥)测电阻
八、思考题
直流单臂电桥的平衡条件是什么? 为什么用电桥测电阻比用伏安法、欧姆表 测电阻准确? 电桥的灵敏度与哪些因素有关? 在实验中 有哪些事实可以作证。 如何用直流电桥测电表内阻?测量的精度 主要取决于什么?
一、实验目的
(1)掌握用直流单臂电桥测电阻的原理和方法; (2)掌握线路连接和排除故障的技能; (3)掌握调节电桥平衡的操作方法。
二、实验仪器
单双臂两用直流电桥,检流计,待测电阻,
电池,导线。
三、实验原理(惠斯通电桥)
电桥平衡时(Ig=0):
Rx R1 R3 R2
R1 Rx R3 kR3 R2
预习提要
1.直流电桥测电阻使用的是什么方法?为什 么它具有较高的测量精度? 2.实验时应如何恰当选择比例臂和比例臂电 阻? 3.在直流电桥中,怎样具体调节电桥平衡? 4.电桥灵敏度是什么意思?如何提高电桥灵 敏度?提高电桥灵敏度应注意什么?怎样测量 它? 5.使用箱式电桥要注意些什么问题?
可以证明,电桥中倍率k=1为最佳实验条件,此时灵敏度最高,
相对不确定度最小。
四、实验内容与步骤(1)待来自电阻由面板接入端接入。(2)旋钮由五个盘共同构成,分别代表1000,100,10,1,0.1。
(3)比例臂R1,R2。测量时,要根据待测电阻的大小选择合 适的倍率,务必使电阻箱的五个旋钮都用上,要使测量结 果有四位有效数字,以便减小误差。 (4)检流计和检流计机械调零。 (5)两个按键开关,电源开关,检流计开关。检流计用跃 按法,以防损伤检流计。
则为:R3由高位到低位依次调节,使检
流计指针为0.
S相
n Rx Rx
电桥的灵敏度
大学物理实验惠斯通电桥测电阻实验报告
大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:惠斯通电桥一、实验目的:1.精确测量中高值电阻(单桥)2.掌握电桥测电阻的原理和方法二、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)。
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l 所示。
标准电阻R 0、R 1、R 2和待测电阻R X 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K E 和K G 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”。
适当调节R 0、R 1和R 2的大小,可以使桥上没有电流通过,即通过检流计的电流I G = 0,这时,B 、D 两点的电势相等。
电桥的这种状态称为平衡状态。
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I 1和I 2,由欧姆定律得I 1 R X = I 2 R 1I 1 R 0 = I 2 R 2两式相除,得102X R R R R = (1)(1)式称为电桥的平衡条件。
由(1)式得102X R R R R =(2)即待测电阻R X 等于R 1 / R 2与R 0的乘积。
通常将R 1 / R 2称为比率臂,将R 0称为比较臂。
三、实验仪器:箱式直流单臂电桥,导线若干,待测电阻。
四、实验内容和步骤:1.将R N 及功能选择档均选择为“单桥”。
用惠斯通电桥测电阻_实验报告
用惠斯通电桥测电阻_实验报告实验名称:用惠斯通电桥测电阻实验目的:1.了解惠斯通电桥的工作原理;2.掌握用惠斯通电桥测量电阻的方法;3.通过实验验证电阻的测量结果。
实验器材:1.惠斯通电桥2.电阻箱3.能量电池4.电流表5.电压表6.手动调节器7.实验导线实验原理:惠斯通电桥是一种测量电阻的电路,其基本原理是通过调节电桥中的电阻,使得电桥平衡,即两侧空穴的电位差为零。
在电桥平衡状态下,根据桥路中的电阻关系可以计算出待测电阻的值。
根据惠斯通电桥的平衡条件,可得到以下公式:R1/R2=Rx/R3实验步骤:1.将电阻箱的接线端与惠斯通电桥的ABCD四个接线端相连,将能量电池的正极与A点相连,负极与D点相连。
2.打开电桥上的开关,调整手动调节器使电桥平衡。
3.读取电流表和电压表上的数值,记录下来。
4.根据电流表和电压表的读数计算所测电阻的大小。
实验数据:已知R1=100Ω,R2=200Ω,R3=300Ω测得电流表读数I=0.5A,电压表读数U=1.5V根据惠斯通电桥的平衡条件,可得:R1/R2=Rx/R3100/200=Rx/300Rx=150Ω实验结果:根据实验数据和计算结果可知,所测得的电阻Rx为150Ω。
实验讨论与分析:在实验中,通过调节电桥中的电阻,使得电桥平衡,即使两侧的电位差为零。
通过读取电流表和电压表的数值,可以计算出待测电阻的大小。
实验结果与计算结果相符,验证了电桥测量电阻的有效性。
然而,在实际操作中可能会存在误差。
例如,电桥的灵敏度可能不够高,导致测量结果不够准确。
此外,电路的接线、电阻箱的调节等也可能产生误差。
为提高测量的准确性,可以多次测量求平均值,或者采用更精密的仪器。
实验总结:通过本次实验,我们了解了惠斯通电桥的工作原理,并学会了用惠斯通电桥测量电阻的方法。
实验结果与计算结果相符,说明惠斯通电桥在测量电阻方面具有一定的准确性和可靠性。
在实际应用中,惠斯通电桥常用于精密测量电路中,为电路设计和维护提供了有力的工具。
用惠斯通电桥测电阻--实验报告-用惠斯登测电阻
物理实验报告
物理实验室制
请认真填写
实验原理(注意:原理图、测试公式)
原理一:惠斯通电桥原理图:
8-1(a)
如图,联成一个四边形,每一边称为电桥的一个臂;对角和加上电源,而在对角、间连接检流计,用以比较这两点间电位,所谓“桥”就是指的这条对角线,当桥路两端、等电位时,中无电流通过,称之为“电桥平衡”。
计算过程:
能引起较大的△n 偏转,则电桥的灵敏度就高,带来的误差也就越小。
选用灵敏度高、内阻低的检流计,适当提高电源电压,适当减小桥臂电阻,尽量把桥臂配置成均匀状态,有利于提高电桥灵敏度。
实验内容及步骤
(2) 将x R 接到“x R ”接线柱上,仔细调节比较臂旋钮使检流计指零,得到 0KR R x =
(3) 测定电桥的灵敏度时,用改变0R 来代替改变x R 。
0
R R n
S ∆∆=
(5) 重复以上步骤,继续测量Rx 2,Rx 3等记录数据。
请认真填写
实验思考与建议
1、箱式电桥中比例臂的选取原则是什么?
答:箱式电桥中比例臂的选取原则是使得测量结果的比较臂的有效数据的位数尽可能多才好。
请在两周内完成,交教师批阅。
惠斯通电桥实验报告
云南农业大学 物 理 实 验 报 告实验名称:惠斯通电桥测量电阻一、实验目的(1)了解惠斯通电桥的构造和测量原理。
(2)掌握用惠斯通电桥测电阻的方法。
(3)了解电桥灵敏度的概念及其对电桥测量准确度的影响。
二、实验仪器滑线式电桥,箱式电桥,检流计,电阻箱,滑动电阻器,待测电阻,电源,开关,导线等。
三、实验原理:1.惠斯通电桥的测量原理如图1所示,由已知阻值的三个电阻R 0、R 1、R 2和一个待测电阻R x 组成一个四边形,每一条边称为电桥的一个臂,在对角A 、B 之间接入电源E ,对角C 、D 之间接入检流计G 。
适当调节R 0、R 1、R 2的阻值,可以使检流计G 中无电流流过,即C 、D 两点的电势相等,电桥的这种状态称为平衡态。
电桥的平衡条件为1002x R R R KR R == (1)式中比例系数K 称为比率或倍率,通常将R1、R2称为比率臂,将R0称为比较臂。
2.电桥的灵敏度式(1)是在电桥平衡的条件下推导出来的,而电桥是否达到真正的平衡状态,是由检流计指针是否有可察觉的偏转来判断的。
检流计的灵敏度是有限的,当指针的偏转小于0.1格时,人眼就很难觉察出来。
在电桥平衡时,设某一桥臂的电阻是R ,若我们把R 改变一个微小量ΔR ,电桥就会失去平衡,从而就会有电流流过检流计,如果此电流很小以至于我们未能察觉出检流计指针的偏转,我们就会误认为电桥仍然处于平衡状态。
为了定量表示检流计的误差,我们引入电桥灵敏度的概念,它定义为nS R R∆=∆ (2)式中,ΔR 为电桥平衡后电阻R 的微小改变量,Δn 为电阻R 变化后检流计偏离平衡位置的格数,所以S 表示电桥对桥臂电阻相对不平衡值ΔR /R 的反应能力。
3.滑线式惠斯通电桥滑线式惠斯通电桥的构造如图2所示。
A 、B 、C 是装有接线柱的厚铜片(其电阻可以忽略),A 、B 之间为一根长度为L 、截面积和电阻率都均匀的电阻丝。
电阻丝上装有接线柱的滑键可沿电阻丝左右滑动,按下滑键任意触头,此时电阻丝被分成两段,设AD 段的长度为L 1、电阻为R 1,DB 的长度为L 2、电阻为R 2,因此当电桥处于平衡状态时,有111000221x R L L R R R R R L L L ===- (3)式中,L 1的长度可以从电阻丝下面所附的米尺上读出,R 0用一个十进制转盘式电阻箱作为标准电阻使用。
惠斯通电桥测电阻实验步骤
惠斯通电桥测电阻实验步骤
嘿,朋友们!今天咱就来聊聊惠斯通电桥测电阻这个超有意思的实验。
先来说说要准备啥。
就像咱出门得带钥匙一样,做这个实验也得有
家伙什儿呀!各种电阻、灵敏电流表、电源,还有那些连线啥的,一
个都不能少。
然后呢,咱就开始搭建这个“小桥梁”啦!把电阻们按照一定的顺序
摆好,连线也得整得规规矩矩的,可不能像乱麻似的。
这就好比盖房子,得把根基打牢咯。
接下来,通上电源,这就像是给这个“小桥梁”注入了活力。
这时候,你就得瞪大眼睛看着电流表啦,那指针的摆动就像是在给你传达信号呢!
哎呀,你想想看,这电流表的指针就像是个小精灵,它的一举一动
都在告诉你实验进行得咋样啦。
要是指针没啥动静,你可别着急上火,得静下心来好好瞅瞅,是不
是哪里没接好呀,或者是哪个电阻出问题啦。
等电流表指针有了反应,那就得仔细观察啦,记录下各种数据,就
像记账似的,一个都不能记错。
这可关系到最后结果准不准呢!
然后呢,根据这些数据去计算电阻值,这可得有点耐心和细心哦,可别马马虎虎的。
你说这实验像不像一场冒险呀?每一步都充满了未知和挑战。
要是一个不小心,可能就得出错啦。
但咱可不能怕呀,就像爬山一样,虽然累,但到了山顶那风景多棒呀!做这个实验也是,过程可能有点麻烦,但当你算出准确的电阻值的时候,那种成就感,哇,简直没法形容!
总之呢,做惠斯通电桥测电阻实验,得认真对待每一个环节,就像对待宝贝似的。
这样才能得出准确又可靠的结果呀!大家都快去试试吧,感受一下科学的魅力!。
惠斯通电桥测电阻实验报告
肇 庆 学 院肇 庆 学 院电子信息与机电工程 学院 普通物理实验 课 实验报告级实验原理:1.桥式电路的基本结构。
电桥的构成包括四个桥臂(比例臂R 2和R 3,比较臂R 4,待测臂R x ),“桥”——平衡指示器(检流计)G 和工作电源E 。
在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器R G (滑线变阻器)。
2.电桥平衡的条件。
惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻(R 2、R 3、R 4、和R x )、一个“桥”(b 、d 间所接的灵敏电流计)和一个电源E 组成。
b 、d 间接有灵敏电流计G 。
当b 、d 两点电位相等时,灵敏电流计G 中无电流流过,指针不偏转,此时电桥平衡。
所以,电桥平衡的条件是:b 、d 两点电位相等。
此时有U ab =U ad ,U bc =U dc , 由于平衡时0=g I ,所以b 、d 间相当于断路,故有I 4=I 3 I x =I 2所以 44R I R I x x = 2233R I R I =可得x R R R R 324= 或 432R R R R x = 一般把K R R =32称为“倍率”或“比率”,于是 R x =KR 4要使电桥平衡,一般固定比率K ,调节R 4使电桥达到平衡。
3.自组电桥不等臂误差的消除。
实验中自组电桥的比例臂(R 2和R 3)电阻并非标准电阻,存在较大误差。
当取K=1时,实际上R 2与R 3不完全相等,存在较大的不等臂误差,为消除该系统误差,实验可采用交换测量法进行。
先按原线路进行测量得到一个R 4值,然后将R 2与R 3的位置互相交换(也可将R x 与R 4的位置交换),按同样方法再测一次得到一个R ’4值,两次测量,电桥平衡后分别有:432R R R R x ⋅='423R R R R x ⋅= 联立两式得: '44R R R x ⋅=由上式可知:交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。
4.电桥灵敏度电桥灵敏度就是电桥偏离平衡状态时,电桥本身的灵敏感反映程度。
惠斯登电桥测电阻实验报告
惠斯登电桥测电阻实验报告
一、实验题目
惠斯登电桥测量电阻的实验
二、实验目的
了解恒流惠斯登电桥的原理,并利用惠斯登电桥测量电阻。
三、实验原理
惠斯登电桥是一种用于测定电阻的电路,其基本原理是在线路中接入一个电桥,使得在线路中的电流可以恒定。
然后,电流通过线路流过,并且产生一个比例常数来衡量线路中的电阻。
四、实验仪器
(1)恒流惠斯登电桥;
(2)电阻器;
(3)多用表。
五、实验步骤
(1)将恒流惠斯登电桥连接在电源上,将电阻器接入电桥中。
(2)将多用表的指针接在电桥的各个端子上测量电压,并记录电压值。
(3)根据恒流惠斯登电桥的定律,用测得的电压值求取电阻值。
六、实验数据
电压:U1=0.36V,U2=2.72V,U3=2.36V,U4=0.72V
七、实验结果
根据恒流惠斯登电桥的定律,可以求得电阻值R=6Ω。
惠斯通电桥测电阻实验报告
1.了解电桥测电阻的原理和特点。
2.学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。
3.测出若干个未知电阻的阻值。
实验仪器
仪器名称
直流电源
滑线变阻器1
滑线变阻器2
检流计
型号
DH1718C
J2354
J2354
AC5/2
规格
0-30V5A
100Ω
1000Ω
1×10-8A/div
电阻箱的型号、规格及各档的等级
通过换臂测量以消除比例臂两只电阻不准确相等所造成的系统误差。
7、电桥的灵敏度是否越高越好为什么
不是,因为电桥的灵敏度太高,调节电桥的平衡就比较困难,而且需要做比较臂的电阻箱的可调数位增加,当做比较臂的电阻箱的可调数位不足时,电桥就QJ23a型电桥,仪器自带工作电源和检流计实验时不需外接(电源和检流计)。
测量时先根据待测电阻的粗测值(用万用电表粗测)选取恰当的比例系数(倍率)Kr,选取的原则是在测量时应将测量盘电阻R4的各个刻度盘都用上,保证测量值有足够的有效数字,再将金属柱开关由“外接”位置换接至“内接”位置。
联立两式得:
由上式可知:交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。
4.电桥灵敏度
电桥灵敏度就是电桥偏离平衡状态时,电桥本身的灵敏感反映程度。在实际测量中,为了便于灵敏度的测量和计算灵敏度对测量结果的影响,多数用电桥的相对灵敏度,用S表示。其定义为
物理意义:桥臂电阻的单位相对变化所引起的灵敏电流计的偏转格数。
2.电桥平衡的条件。
惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻(R2、R3、R4、和Rx)、一个“桥”(b、d间所接的灵敏电流计)和一个电源E组成。b、d间接有灵敏电流计G。当b、d两点电位相等时,灵敏电流计G中无电流流过,指针不偏转,此时电桥平衡。所以,电桥平衡的条件是:b、d两点电位相等。此时有
惠斯通电桥测量的实验原理
惠斯通电桥测量的实验原理
惠斯通电桥是一种用来测量电阻的仪器,其基本原理是通过改变电桥中的元件参数,使得电桥上的电流为零,从而测量未知电阻。
电桥由四个电阻器和一个伏特表组成,其中两个电阻器称为已知电阻R1和R2,另外两个电阻器称为未知电阻R3和R4。
这四个电阻器通过导线连接成一个封闭电路。
假设电桥接通电源后,流经封闭电路的电流为I,而电桥两边的电压分别为V1和V2。
根据欧姆定律,电流和电压之间的关系可以表示为V1 = I*R1, V2 = I*R2。
在电桥中,通过改变电阻R3和R4来使电流为零。
当电流为零时,有V1 = V2,即I*R1 = I*R2。
将此等式变形后可得到R3/R4 = R1/R2.
由此可见,要使电桥上的电流为零,需要满足R3/R4 = R1/R2的等式。
因此,通过改变R3和R4的数值,可以测量未知电阻R4。
在实际测量中,通常先选定一个已知电阻R1,然后通过调节R3和R4来使电桥上的电流为零。
当电流为零时,我们就可以通过测量R3和R4的数值来得到未知电阻R4的数值。
需要注意的是,为了保证电桥测量的精度,电桥的各个电阻器应具有较高的稳定
性和准确性。
此外,使用恰当的电源和仔细的接线也对测量结果十分重要。
总的来说,惠斯通电桥测量的原理是通过改变电桥中的元件参数,使得电桥上的电流为零,然后根据电桥平衡条件来测量未知电阻。
这种测量方法简单而准确,广泛应用于电阻测量和电学实验中。
惠斯通电桥测电阻的实验原理
惠斯通电桥测电阻的实验原理1. 引言在电学实验中,测量电阻是一个非常常见的实验任务。
为了更准确地测量电阻,科学家们发明了各种测量电阻的方法和仪器。
其中,惠斯通电桥是一种常用且精确的测量电阻的方法之一。
本文将详细探讨惠斯通电桥的实验原理及其应用。
2. 惠斯通电桥的基本原理惠斯通电桥是基于电桥原理的一种测量电阻的方法。
电桥原理是指:当一个电桥平衡时,桥上的电流为零,此时可以利用电桥的各个分支间的电压关系来计算未知电阻的值。
惠斯通电桥由四个分支组成,其中两个分支为已知电阻,另外两个分支为未知电阻。
通过调节已知电阻和未知电阻,使得电桥平衡,然后通过测量电流和电压值,可以计算出未知电阻的值。
3. 惠斯通电桥的组成惠斯通电桥由以下几部分组成: ### 3.1 电源电源用于提供恒定的电流供电。
常用的电源有直流电源和交流电源两种,选择适当的电源类型取决于实验需求。
3.2 桥臂桥臂是电桥的四个分支,其中两个为已知电阻分支(通常称为标准电阻R1和R2),另外两个为未知电阻分支(通常称为待测电阻Rx和变阻器R3)。
3.3 操作元件操作元件包括两个用于调节电阻值的组件:变阻器和键盘。
变阻器用于调节R3的电阻值,从而使得电桥平衡;键盘用于记录电桥平衡时的电阻值。
3.4 电流检测元件电流检测元件通常是一个毫伏表,用于测量电桥平衡时流过已知电阻上的电流。
3.5 电压检测元件电压检测元件通常是一个伏特表,用于测量电桥平衡时各个分支间的电压差。
4. 惠斯通电桥的使用步骤使用惠斯通电桥测量未知电阻的步骤如下: ### 4.1 连接电桥电路按照图示将电桥的各个分支正确连接起来。
需要注意的是,需要确保电桥的两个已知电阻和两个未知电阻位于不同分支,并且电流检测元件位于已知电阻分支上。
4.2 调节桥臂电阻根据实际情况,先调节已知电阻的值,使得电桥大致平衡。
然后,再调节变阻器的值,逐步精确调节电桥,直到电流检测元件显示的电流为零。
4.3 记录电桥平衡时的电阻值当电桥平衡时,记录已知电阻和未知电阻的电阻值。
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§实验11惠斯通电桥测电阻
一、实验目的
1.理解并掌握电桥电路测定电阻的原理和方法。
2.学会自搭电桥,并学习用互换(互易)法减小和修正系统误差。
3.学习使用箱式惠斯登电桥测中值电阻,了解它测低值电阻的误差。
二、实验仪器
直流稳压电源(YB1731A )1台,
直流检流计(AC5-1)1台,直流电阻箱
(ZX21)4个,滑线变阻器1个,带测
电阻3个,导线若干。
三、实验原理 1.电桥法测量电阻基本原理:电桥法是一种用比较法进行测量的方法,它是在平衡条件下将待测电阻与标准电阻进行比较以确定其待测电阻的大小。
根据平衡条件和带测电阻阻值的不同,电桥的种类很多。
本实验采用惠斯登电桥(Wheatstone,Charles 1908-1975)(又称箱式单电桥)测量中值电阻(1Ω到100KΩ)
2.惠斯登直流电桥原理
电桥的组成: 电桥由桥臂(四个电阻R A 、R B 、R S 、R X )和桥(平衡指示器检流计)以及工作电源(E )、开关(K )组成。
平衡条件: 取好R A ,R B ,调整R S ,当时CD 上的电流为0时,电桥平衡。
此时,x s ,I I I I B A ==,即
S X B A R R R R = (2-11-1),为电桥平衡条件。
根据(2-11-1)式可求得待测电阻R X 。
(三) 测量量计算公式
(1)互易法减小和修正自搭电桥的系统误差。
电桥平衡后,S B
A X R R R R = ,然后交换R S 和R X 的位置再调整电桥平衡,S
B A X R R R R '= 则 S
S X R R R '⋅=(2-11-2) 。
由此式可知R X 仅与R S 有关,从而消除了桥臂R A 、R B 的影响。
(2)箱式惠斯登电桥的灵敏度。
定义:待测电阻的相对改变量(ΔRX/RX )引起的桥路上检流计中指针的偏转格数Δd ,称为箱式惠斯登电桥的灵敏度。
X X R R d
S ∆∆=(2-11-3)它和检流计灵敏度和电桥线路灵敏
度有关。
图2-11-1惠斯登直流电桥基本组成
四、实验内容、步骤
1.使用万用表粗测给定电阻的阻值(待测电阻最好分别是几十、几百、几千 的电阻,可取3个)。
2.用电阻箱、检流计组成惠斯通电桥测量电阻,电桥按图2-11-1连接电路,R A 与R B 不宜取得很小,可取500Ω左右。
并在“桥”路开关KG 上并联一个高阻R M ,其作用是保护检流计,便于调节平衡状态。
当电桥不平衡时,不必每次合KG ,可以连续调节Rs ,而流经G 的电流不会太大,直至调节Rs 使G 中指针到零附近时,电桥已接近于平衡状态,此时合上KG 使高电阻短路,”桥”路灵敏度提高,再仔细调节Rs 使G 指针正指零处
(一)等率臂测量
1、选取R A =R B (R A 与R B 不宜取得很小,可取R A =R B =500Ω。
)自搭电桥。
2、检查电路无误后,调节Rs ,使检流计示数为0,电桥达到平衡,记下Rs=Rs1。
3、交换R A 和R B 位置,使电桥重新达到平衡,记下Rs=Rs2。
4、测3-6组(Rs1,Rs2),记录在表格中,试验后根据公式(2-11-2)计算出Rx 及误差。
(二)不等率臂测量
1.选取R A ,R B 不同比率,(比例许可自行决定,但一般适中较好,如1:10,2:5,3:8,也要考虑计算好算)自搭电桥。
2.重复(一)3-6,测量待测电阻Rx2,Rx
3.
(三)箱式惠斯登电桥的灵敏度
每组实验每次进行完整交换后都测量电桥的灵敏度,根据(2-11-3)式计算,最后计算平均值1,2,3S 。
实验注意事项
1、在不知道电桥是否平衡时,不要长时间同时按下电源开关和检流计开关,以免因电桥严重不平衡造成检流计指针打弯。
2、进行双臂电桥实验时,使用调零旋钮、灵敏度旋钮,一定要轻轻旋动,感觉旋到底就不要再用力了,否则极易损坏之。
要养成爱护仪器设备的好习惯。
3、正确使用双臂电桥的“灵敏度”旋钮。
开始时,最好将灵敏度调至较低,以便于调节。
当电桥接近平衡时,一定要将灵敏度调至最高,以给出尽量准确的测量结果。
五、实验数据及数据处理
(二)数据处理及结果分析
1.算出交换法测得的Rx1值,测量相对误差及不确定度 ,写出测量结果。
2.算出用不同比率臂测得的Rx2,Rx3值,测量相对误差及不确定度 ,写出测量结果。
3.算出测Rx1,Rx2, Rx3阻值时的电桥灵敏度。
2
22222112.0⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪
⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎪
⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=S R R R R R R R U s s x R x , ≈
≈∆≈∆≈∆S R R R R R R s s %,
1.0%,22211
六、问题与讨论(根据学生能力选答)
1.预习思考题
(1)从原理上讲,惠斯登电桥主要是由哪几部分组成的?
(2)电桥法测量电阻是一种比较精确的方法,在测量前最好先用其它方法(如万用表)粗测被测电阻的大小,这样做的目的是什么?
(3)用惠斯登电桥测量电阻时,应如何正确使用电源按钮开关和检流计按钮开关?
(4)选择电桥比率臂的目的和原则是什么?
2.分析思考题
(1)在惠斯登电桥中将电源和检流计的位置互换,从理论上讲是否还可以测量电阻?对测量结果是否有影响?
(2)双臂电桥主要可以消除那些误差?
3.常见问题与解答
1、使用万用表测量电阻出现测量不准确的现象,原因往往出在万用表的使用方面。
正确的调节方法是:(1)欧姆档调零。
将两表笔短接,调节欧姆档调零电位器,使表针指到电阻刻度线的零点。
(2)选择合适的档位,使测量时表针指在刻度线的大约1/2处。
(3)进行电阻测量和读数。
2、如果检流计的指针一直朝一个方向偏转,可能的原因有:
(1)待测电阻严重接触不良或断路,或某一个桥臂断路。
(2)比率臂选取错误。
(3)比较电阻R 0调节错误。
3、如果双臂电桥的灵敏度调节得过低,也会出现检流计指针没有偏转的现象。
注意正确使用“灵敏度”旋钮。
4、电阻箱零值电阻的不确定性。
电阻箱的零值电阻是由电阻箱内部的接触电阻和接线电阻组成的,而接触电阻占主要成分。
因此,测量结束后,如果将电阻箱上的有关旋钮轻轻转动一下,则接触电阻就发生 了变化,测量结果也就不同了。
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