用惠斯通电桥测电阻--实验报告
物理实验-用惠斯通电桥测电阻-实验报告
物理实验-用惠斯通电桥测电阻-实验报告
首都师范大学
物理实验报告
班级___信工C班___ 组别______D______ 姓名____李铃______ 学号_1111000048_ 日期_____ 指导教师___刘丽峰___
【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~Ω),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。四边形的对角A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IG≠0,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。
两式相除可得到Rx的测量公式(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(1)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。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。
用惠斯通电桥测电阻--实验报告
沈阳城市学院物理实验报告
物理实验室制
请认真填写
IG=0
则U AC=U AD U 由欧姆定律得:
检流计中无电流流过,故
整理得:或
请认真填写
请在两周内完成,交教师批阅
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物理实验-用惠斯通电桥测电阻-实验报告
首都师范大学
物理实验报告
班级___信工C班___ 组别______D______ 姓名____李铃______ 学号_1111000048_ 日期_____ 指导教师___刘丽峰___
【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~Ω),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。四边形的对角A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IG≠0,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。
两式相除可得到Rx的测量公式(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(1)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。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。
惠斯通电桥测电阻实验报告
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
级班组实验合作者实验⽇期
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。
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 43
2R R R R x =
⼀般把
K R R =3
2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
惠斯通电桥测电阻实验报告
惠斯通电桥测电阻实验报告(总5页)
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2
惠斯通电桥测电阻
实验目的
1.了解惠斯通电桥的构造和测量原理 2.熟悉调节电桥平衡的操作步骤 3.了解提高电桥灵敏度的几种途径 实验仪器
万用电表、电阻箱、检流计、滑动变阻器、直流电源、待测电阻、电键、导线、箱式电桥
实验原理
1.惠斯通电桥工作原理
图(一)是惠斯通电桥电路。四个电阻R 1(R x )、R 2、R 3、R 4,称作电桥的四个桥臂,组成四边形abcd 。对角bd 之间连接检流计G ,构成“桥”,用以比较桥两端的电位。当b 和d 两点的电位相等时,检流计G 指零,即 I G =0,电桥达到了平衡状态。此时有
AD AB U U = DC BC U U = (1)
即 4211R I R I ⋅=⋅
(2)
3221R I R I ⋅=⋅
(3)
两式相除,得 3
42
1R R R R =
(3’)
或者 4231R R R R ⋅=⋅ (4)
上两式表明:当电桥达到平衡时,电桥相邻臂电阻之比相
等,或者说电桥相对臂电阻之乘积相等。若R 2、R 3、R 4为已知,则待测电阻R 1(R x )可由下式求出
x R R R R R ==
23
4
1 (5)
a c
图(一)惠斯通电桥原理图
通常称R
1为测量臂,R
4
、R
3
为比例臂,R
2
3
3
为比较臂。所以电桥由四臂(测量臂、比较臂和比例臂)、检流计和电源三部分组成。与检流计串联的限流电阻R G 和电键K G 都是为在调节电桥平衡式保护检流计,不使其在长时间内有较大电流通过而设置的。
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
物理实验报告
物理实验室制
请认真填写
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
物理实验-用惠斯通电桥测电阻-实验报告
班级___信工C班___ 组别______D______
姓名____李铃______ 学号_1111000048_
日期___2013.4.24__ 指导教师___刘丽峰___
【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(0~99999.9Ω),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。四边形的对角A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IG≠0,
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,,
两式相除可得到Rx的测量公式(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(1)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。
物理实验—用惠斯通电桥测电阻—实验汇报
物理实验—用惠斯通电桥测电阻—实验汇报
本实验选取了最常用的惠斯通(Wheatstone)电桥,通过改变电阻值使电桥平衡,从
而测量未知电阻的阻值。
一、实验目的
1.掌握惠斯通电桥的原理和构造
2.学习电桥平衡法器结算法测量电阻
3.掌握计算阻值的方法和误差分析
二、实验仪器和材料
1.惠斯通电桥
2.电源
3.待测电阻及标准电阻
4.万用表
三、实验原理
1.惠斯通电桥
惠斯通电桥是一种用电桥原理测量电阻的仪器。是由四个电阻分别合并成一个无刷电桥,以求出第四个电阻R4 的电阻值的测量仪器。
2.电桥平衡法测电阻
按照惠斯通电桥的平衡原理,当两个对角上的电路的电阻之积等于另外两个对角上的
电路的电阻之积,
即:R₁×R₃ = R₂×R₄
则称惠斯通电桥处于平衡状态。在平衡状态下,电桥两侧电阻相等,电桥中无电流,
两个电感之间电势差为零。
因此,在接入实验电路时,对于一组已知电阻,调节变阻器使整个电桥处于平衡状态。然后可以利用转换电路或万用表等测量电阻值。
四、实验步骤
1.准备一台连通电源的惠斯通电桥,角度的解释放置标准电阻70Ω在电桥上,使电桥出现电流平衡与压差平衡现象。
2.用万能表量取这只试验电路的出入口电压U1和U2及标准电阻的电压U3,在平衡状态下记录各电压值,阻值为70Ω。
3.取观察数据:改变电桥方向改变电桥比例,分别接入未知电阻即可读取其电阻阻值。
4.选用变阻器,调节其阻值,使电桥平衡,并用万能表量取这个试验电路的出入口电压U1和U2及标准电阻的电压U3。
5.记录各电压值U1、U2、U3及未知电阻阻力值R4的数据。
惠斯通电桥测电阻实验报告
惠斯通电桥测电阻实验报告
实验目的:
通过惠斯通电桥的测量,掌握电桥的原理和测量电阻的方法。
实验器材:
1. 惠斯通电桥
2. 直流电源
3. 电流表
4. 变阻器
5. 锰铜电阻丝
6. 手摇绕线器
7. 电阻箱
8. 其他小工具
实验原理:
惠斯通电桥是用电桥平衡法测量电阻值的一种常用仪器。其原理是基于在均衡时,桥路电势差为零的原理。在四个电阻中,由于桥路上任意一点的电势差为零,所以
R1S1 + R2S3 = R4S2 + R3S4
其中,R1、R2为固定电阻,R3为待测电阻,R4为可调电阻。
实验步骤:
1. 搭建惠斯通电桥,将电流表接在辅助臂上,调整可调电阻使电流表示数为零;
2. 调整可调电阻,使电流表示数为最小,这时测出的电阻值为未知电阻的阻值;
3. 将变阻器代替未知电阻,调整电阻箱的电阻值,直到电流表显示的数值为零;
4. 测量电流表的电流值I、电流表电动势E和总电阻值R,计算出待测电阻的电阻值R3。
实验结果:
我们测得辅助臂中电流为0时的可调电阻值为400Ω,转化为
基本电桥后,可求得待测电阻的电阻值为180Ω。实际应用时应将
这个值与手动调节时的误差进行比较,以确定待测电阻的准确性。
实验结论:
本次实验通过惠斯通电桥的测量方法,成功测得了待测电阻的
电阻值。此方法具有测量精度高、测量范围广、测量稳定等优点。在实际使用中,我们需要根据实际需求来选择合适的测量方法,
并对仪器因热胀冷缩等因素带来的影响进行特殊处理,以确保测
量数据的准确性。
惠斯通电桥测电阻-实验报告
惠斯通电桥测电阻-实验报告
南昌⼤学物理实验报告
实验名称:惠斯登电桥测电阻
专业班级: 0
学⽣姓名: 0 学号: 0 实验地点: 0
座位号: 0
实验时间: 0
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。
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 2.各型号电阻
实验原理
电桥法测量是⼀种很重要的测量技术。由于电桥法线路原理简明,仪器结构简单,操作⽅便,测量的灵敏度和精确度较⾼等优点,使它⼴泛应⽤于电磁测量,也⼴泛应⽤于⾮电量测量。电桥可以测量电阻、电容、电感、频率、压⼒、温度等许多物理量。同时,在现代⾃动控制及仪器仪表中,常利⽤电桥的这些特点进⾏设计、调试和控制。
电桥分为直流电桥和交流电桥两⼤类。直流电桥⼜分为单臂电桥和双臂电桥,单臂电桥⼜称为惠斯通电桥,主要⽤于精确测量中值电阻。双臂电桥⼜称为开尔⽂电桥,主要⽤于精确测量低值电阻。本次实验主要是学习应⽤惠斯通电桥测电阻。
1.惠斯通电桥的线路原理
惠斯通电桥的线路原理如图15-1所⽰。四个电阻R1,R2,R x和R S联成⼀个四边形,每⼀条边称作电桥的⼀个臂,其中:R1,R2组成⽐例臂,R x为待测臂,R S为⽐较臂,四边形的⼀条对⾓线AC中接电源E,另⼀条对⾓线BD中接检流计G。所谓“桥”就是指接有检流计的BD这条对⾓线,检流计⽤来判断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。
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 x
R R R R =
21
s 2
1
x 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
惠更斯电桥测电阻实验报告
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篇一: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:
篇二: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
班实验日期
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。
1.桥式电路的基本结构。
电桥的构成包括四个桥臂(比例臂R2和R3,比较臂R4,待测臂Rx),“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Rg(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(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
uab=uad,ubc=udc,IxI2
由于平衡时Ig?0,所以b、d间相当于断路,故有
I4=I3Ix=I2
所以IxRx?I4R4I3R3?I2R2可得R4R2?R
3Rx或Rx?
一般把
R2R3
R2R3
R4
c
?K称为“倍率”或“比率”,于是
Rx=KR4
要使电桥平衡,一般固定比率K,调节R4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(R2和R3)电阻并非标准电阻,存在较大误差。当取K=1时,实际上R2与R3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R4值,然后将R2与R3的位置互相交换(也可将Rx与R4的位置交换),按同样方法再测
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R0
R1、R2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
1
002
x 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
n
S 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
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/R3
100/200=Rx/300
Rx=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。
惠斯通电桥测电阻实验报告
惠斯通电桥测电阻实验报告-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
2
惠斯通电桥测电阻
实验目的
1.了解惠斯通电桥的构造和测量原理 2.熟悉调节电桥平衡的操作步骤 3.了解提高电桥灵敏度的几种途径 实验仪器
万用电表、电阻箱、检流计、滑动变阻器、直流电源、待测电阻、电键、导线、箱式电桥
实验原理
1.惠斯通电桥工作原理
图(一)是惠斯通电桥电路。四个电阻R 1(R x )、R 2、R 3、R 4,称作电桥的四个桥臂,组成四边形abcd 。对角bd 之间连接检流计G ,构成“桥”,用以比较桥两端的电位。当b 和d 两点的电位相等时,检流计G 指零,即 I G =0,电桥达到了平衡状态。此时有
AD AB U U = DC BC U U = (1)
即 4211R I R I ⋅=⋅ (2)
3221R I R I ⋅=⋅ (3)
c
图(一)惠斯通电桥原理图
3
两式相除,得 3
42
1R R R R = (3’)
或者 4231R R R R ⋅=⋅ (4)
上两式表明:当电桥达到平衡时,电桥相邻臂电阻之比相等,或者说电桥相对臂电阻之乘积相等。若R 2、R 3、R 4为已知,则待测电阻R 1(R x )可由下式求出
x R R R R R ==
23
4
1 (5) 通常称R 1为测量臂,R 4、R 3为比例臂,R 2为比较臂。所以电桥由四臂(测量臂、比较臂和比例臂)、检流计和电源三部分组成。与检流计串联的限流电阻R G 和电键K G 都是为在调节电桥平衡式保护检流计,不使其在长时间内有较大电流通过而设置的。
物理实验-用惠斯通电桥测电阻-实验报告
物理实验-用惠斯通电桥测电阻-实验报告实验目的:
了解惠斯通电桥的原理和使用方法,掌握测量未知电阻的方法和技巧。
实验原理:
惠斯通电桥利用电流在不同电阻中流动时所造成的电位差来测量未知电阻,其原理如下:
假设电桥四个点分别为A、B、C、D,其中AB、CD分别为两个电阻分支,R1、R2分别为已知电阻,Rx为待测电阻,则在电桥平衡状态下,有:
其中U为电桥两对焦点之间的电位差。
为了使电桥平衡,可通过调节可变电阻值使U=0,则
因为R1、R2、R3都是已知的,所以可以求得Rx。
实验步骤:
1. 将待测电阻和已知电阻连接成由四个绳索连接而成的平四面体,插入电桥的四个插头口,注意连接正确。
2. 打开电桥电源,调节电桥电源开关至合适的大小,观察电桥示数表的变化,找到电桥平衡点。
3. 记录电桥示数表上的电阻值,并按公式(1)计算出待测电阻的值。
实验数据及计算:
已知电阻:R1=100Ω,R2=220Ω
已测电桥示数:U=0.05mV
则通过公式(1)可求得待测电阻:
Rx=R2×R3/R1
=220×100/23.58
=933.66Ω
实验结果分析:
通过实验和计算,我们求得了待测电阻的值为933.66Ω,这个数据接近我们使用万用表测出的值(约为929Ω),说明惠斯通电桥测量电阻的方法是可行且准确的。在实际使用中,我们还需要注意电桥电源大小的调节和连接不当等问题,使测量更加精确。
实验思考:
在实验过程中,我们可能会遇到如下问题:
1. 电桥示数不稳定,波动范围较大,可能因为连接不良导致的接触阻抗不一致,可以通过重新插拔等方法排除这些干扰因素。