惠斯通电桥 实验
惠斯通电桥实验报告
惠斯通电桥实验报告在物理学中,实验是非常重要的一环。
理论知识的积累只是物理学研究的一方面,而真正的实验才是验证理论的重要手段。
今天,我将分享一篇关于惠斯通电桥实验的报告,希望能够对大家的物理学习有所帮助。
1. 惠斯通电桥实验简介惠斯通电桥实验是一种通过计算电阻值的方法来测量未知电阻的实验方法。
该实验利用了维亚纳和基尔霍夫电路理论,用四个电阻相等的电阻器和一个变阻器组成的电桥进行测量。
2. 实验装置及操作步骤该实验的基本装置包括四个电阻相等的电阻器和一个变阻器组成的电桥。
操作步骤如下:(1) 将变阻器连接到电桥的两个端点之间。
(2) 将待测电阻器接入电桥中。
(3) 改变变阻器的阻值,使得电桥两个平衡点电压相等。
(4) 记录下此时变阻器的阻值。
3. 实验结果分析通过直接改变变阻器的阻值,使得电桥两边电压相等,我们可以得到实验测量的未知电阻值。
在实验中,我们可以根据电桥平衡时的电阻值进行计算,从而得到待测物体的电阻值。
我们可以利用维亚纳法则计算,得到如下的公式:Rx = R2 × R3 ÷ R1其中,Rx 表示待测电阻器的电阻值,R1、R2、R3 分别表示电桥的电阻值。
4. 实验误差分析在实验中,可能会出现一些误差,如电桥上的电缆接触不良、电桥没有完全平衡、电桥电阻器内部电阻漂移等。
这些误差都会影响实验结果的准确性。
为了确保实验的准确性,我们需要在操作中尽量减少这些误差的影响。
5. 结论通过惠斯通电桥实验,我们能够测量出未知电阻的电阻值。
在实验过程中,我们需要注意实验误差对实验结果造成的影响,以确保实验结果的准确性。
通过这种实验方法,我们可以更好地理解维亚纳法则和基尔霍夫电路理论,加深对电路的理解,提高实验操作能力。
总之,惠斯通电桥实验是一种很好的实验方法,能够帮助我们更好地理解电路理论和提高实验操作能力。
希望这篇报告对大家的学习有所帮助。
惠斯通电桥
电桥法测电阻是将被测电阻和已知电阻进行比较(比较法) ,因而测量精度取决于已知电阻。
四、实验原理
➢2. 电桥灵敏度
在实验中,电桥平衡与否是根据“桥”上检流计有无偏转来判断的。然而检流计的灵敏度是有限的。 若R0改变 值,检流计的指针偏离平衡位置 格,则定义
二、实验目的
➢1. 掌握惠斯通电桥测量电阻的原理和方法。 ➢2.了解电桥灵敏度的概念,学习用交换法减小和修正测量误差。
三、实验仪器
➢1. 直流电阻电桥。 ➢2. 直流稳压电源、检流计、可调电阻箱。 ➢3. 待测电阻、滑线式变阻器、单刀双掷开关、万用表、导线等。
四、实验原理
➢1. 电桥工作原理
惠斯通电桥工作原理如右图所示。四个电阻 R1、R2、Rx、R0称为电桥的四个臂,组成一个四边 形ABCD,对角B和D之间连接检流计G,构成“桥”, 一般情况BD两点电位不相等,接通“桥”时检流 计有电流通过,调节R1、R2、R0的阻值,使BD两 点电位相等,此时再接通“桥”时,检流计G指零, 电桥达到了平衡状态,此时有
➢6.用滑线式电桥分别测出Rx1、Rx2、Rx3的阻值,每次测量重复6次。
六、注意事项
➢1. 倍率K确定后,R1和R2的选取不能太小,以免电路中有较大电 流通过,造成电学元件损坏。
➢2. 为了提高电桥灵敏度,在滑线式电桥中,除选用灵敏度高的检 流计外还可适当增加工作电压。
➢4. 逐步把R的阻值调到最小,同时调节R0的值,使检流计的指针 重新指零。记录此时R0的值。
五、实验步骤
➢ 5.为了消除各接点间的接触电阻、连接电阻和电阻丝不均匀所造 成的误差,须将待测电阻Rx与电阻R0 互换,保持触点的位置不变 (L1和L2值不变),重复步骤(3)和(4),记录此时的R0的阻值为 。
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报告
实验目的:通过使用惠斯通电桥测量未知电阻的阻值。
实验器材:
1. 惠斯通电桥装置
2. 未知电阻
3. 外部电源
实验原理:
惠斯通电桥是一种用来测量电阻值的精确仪器。
它由四个电阻构成的电路组成,包括一个未知电阻和三个已知电阻。
当桥平衡时,电桥上的电流为零,此时未知电阻和已知电阻之间存在一个平衡条件。
通过改变已知电阻的值,通过观察平衡条件的变化,可以计算出未知电阻的阻值。
实验步骤:
1. 将惠斯通电桥装置连接到外部电源上。
2. 将未知电阻接入电桥的两个对角线上。
3. 调节已知电阻的值,以使电桥平衡。
4. 观察平衡时已知电阻的数值,并记录下来。
5. 根据平衡条件的变化,计算出未知电阻的阻值。
实验结果及数据处理:
根据实验步骤中记录下来的已知电阻的值,结合平衡条件的变化,通过计算可以得出未知电阻的阻值。
实验讨论及结论:
通过使用惠斯通电桥测电阻实验,我们成功地测量了未知电阻的阻值。
该实验方法具有较高的精确度和重复性。
通过此实验,我们认识到惠斯通电桥可以用于准确测量电阻值,并且可以通过改变已知电阻的值来调节条件,从而测量不同范围的电阻值。
惠斯通电桥实验原理
惠斯通电桥实验原理惠斯通电桥实验是一种用于测量电阻的实验方法,由英国物理学家惠斯通于1843年发明。
它的主要原理是利用电桥的平衡条件来测量未知电阻值。
本文将详细介绍惠斯通电桥实验的原理和应用。
一、惠斯通电桥实验原理惠斯通电桥实验由四个电阻组成的电路组成,如图1所示。
其中,R1、R2为已知电阻,R3为待测电阻,R4为可变电阻,E为电源。
当电桥平衡时,有如下公式:R1/R2 = R3/R4其中,R1、R2、R4为已知电阻,R3为待测电阻。
通过改变R4的值,使电桥平衡,再根据公式计算R3的值,就可以测量出待测电阻的电阻值。
图1 惠斯通电桥实验电路二、惠斯通电桥实验的应用1.测量电阻值惠斯通电桥实验是用于测量电阻值的常用方法。
通过改变可变电阻R4的值,使电桥平衡,可以测量出待测电阻R3的电阻值。
这种方法比直接测量电阻值更为精确,特别适用于较小电阻值的测量。
2.测量电容值惠斯通电桥实验也可以用于测量电容值。
这时,电桥电路中的电阻要换成电容,如图2所示。
通过改变可变电容C4的值,使电桥平衡,可以测量出待测电容C3的电容值。
这种方法比直接测量电容值更为精确。
图2 惠斯通电桥实验测量电容电路3.测量电感值惠斯通电桥实验还可以用于测量电感值。
这时,电桥电路中的电阻要换成电感,如图3所示。
通过改变可变电感L4的值,使电桥平衡,可以测量出待测电感L3的电感值。
这种方法比直接测量电感值更为精确。
图3 惠斯通电桥实验测量电感电路三、惠斯通电桥实验的优缺点1.优点惠斯通电桥实验具有测量精度高、测量范围宽、操作简单等优点。
特别是对于较小电阻值、电容值、电感值的测量,比直接测量更为精确。
2.缺点惠斯通电桥实验的缺点是需要使用相对较高精度的电阻、电容、电感等元件。
另外,实验过程中需要进行多次调节,比较费时。
四、结语惠斯通电桥实验是一种常用的电阻、电容、电感测量方法,具有测量精度高、测量范围宽、操作简单等优点。
通过本文的介绍,希望读者能够更好地了解惠斯通电桥实验的原理和应用。
惠斯通电桥实验原理
惠斯通电桥实验原理一、引言惠斯通电桥实验是电工学中一种常见的实验方法,它通过建立一个电桥电路,利用电桥平衡条件来测量未知电阻的方法。
本文将介绍惠斯通电桥实验的原理及其应用。
二、惠斯通电桥的组成惠斯通电桥由四个电阻组成,分别为R1、R2、R3和R4。
其中,R1和R2相互连接,形成一个电阻串联;R3和R4也相互连接,形成另一个电阻串联。
这两个电阻串联再并联,形成一个闭合的电桥电路。
三、平衡条件当电桥电路达到平衡状态时,电桥中的电流为零。
平衡条件可以通过以下公式来表示:R1/R2 = R3/R4四、实验步骤1. 首先,将已知电阻R2和未知电阻Rx连接到电桥的两个相邻端点,将电阻R1连接到电桥的一端,将电阻R3连接到电桥的另一端。
2. 调节电阻R4的阻值,使电流表示的电流为零。
这时,电桥达到平衡状态。
3. 根据平衡条件公式,可以计算出未知电阻Rx的阻值。
五、实验原理惠斯通电桥实验的原理基于电桥平衡条件。
当电桥电路中的电流为零时,可以认为桥路中的电势差为零。
根据欧姆定律,电势差为零意味着电桥电路中各个电阻上的电压相等。
因此,电桥电路中的电压平衡条件可以表示为:U1 = U2其中,U1为电阻R1和R2之间的电压,U2为电阻R3和R4之间的电压。
根据欧姆定律,电压和电阻之间的关系可以表示为:U1 = R1 * IU2 = R3 * I其中,I为电流强度。
因此,平衡条件可以表示为:R1 * I = R3 * I当电流为零时,平衡条件可以进一步简化为:R1 = R3根据电桥电路的连接方式,可以推导出平衡条件公式为:R1/R2 = R3/R4六、应用领域惠斯通电桥实验在电工学中有广泛的应用。
其中,最常见的应用是用于测量未知电阻的阻值。
通过调节电桥电路中的已知电阻,使电桥达到平衡状态,可以准确测量未知电阻的阻值。
除了测量电阻,惠斯通电桥实验还可以用于测量其他物理量,如电容和电感。
通过调节电桥电路中的已知电容或电感,使电桥达到平衡状态,可以测量未知电容或电感的数值。
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报告
惠斯通电桥测电阻实验报告一、实验目的与原理1.1 实验目的本次实验的主要目的是通过惠斯通电桥测量电阻,了解电桥的基本原理和应用,掌握测量电阻的方法和技巧。
通过实验加深对电路理论知识的理解,提高动手实践能力。
1.2 实验原理惠斯通电桥是一种基于基尔霍夫电压定律的精密测量电阻的电路。
它由四个电阻组成,分别为R1、R2、R3和R4,其中R1和R3相等,R2和R4相等。
当电源接通时,电路中会产生一个电势差,使得桥臂上的电压相等。
根据基尔霍夫电压定律,我们可以得到以下方程:(V1 V2) / R1 = (V3 V4) / (R2 R3)解这个方程,我们可以得到未知电阻Rx的值。
需要注意的是,由于电源内阻、导线电阻等因素的影响,实际测量时需要进行一定的校正。
二、实验器材与方法2.1 实验器材本次实验所需的器材有:惠斯通电桥电路、电源、万用表、导线等。
其中,惠斯通电桥电路由四个电阻组成,电源为直流电源,万用表用于测量电压和电阻,导线用于连接电路。
2.2 实验方法1) 将惠斯通电桥电路按照图示连接好,注意连接处要接触良好,防止短路现象的发生。
2) 打开电源开关,调节电源电压,使其处于合适的范围。
通常情况下,电源电压应保持在5V左右。
3) 用万用表分别测量桥臂上的电压,记录下测量结果。
由于电源内阻和导线电阻的影响,我们需要进行一定的校正。
具体方法如下:a) 将万用表的量程调整为电压档位,选择合适的量程。
例如,如果测量范围为0-10kΩ,则将量程设置为0-10kΩ。
b) 用万用表测量R1和R2之间的电压V1和V2,记录下测量结果。
同样地,测量R3和R4之间的电压V3和V4,记录下测量结果。
c) 根据上述测量结果,计算出桥臂上的总电压V:V = V1 + V3 = V2 + V4。
d) 接下来,用万用表测量未知电阻Rx与其他已知电阻之间的电压差分压,例如:URx = (Vx V1) / (Rx R1),UR4 = (V4 V3) / (R4 R3)。
惠斯通电桥测实验报告
惠斯通电桥测实验报告惠斯通电桥测实验报告引言:在物理学中,电桥是一种常用的实验仪器,用于测量电阻和电导率。
惠斯通电桥是其中最常见的一种。
本实验旨在通过使用惠斯通电桥来测量未知电阻的值,并探讨电桥的原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是通过使用惠斯通电桥来测量未知电阻的值,并了解电桥的工作原理和应用。
二、实验原理惠斯通电桥是由英国物理学家惠斯通于19世纪中叶发明的。
它基于电桥平衡条件,即在电桥的四个电阻中,当两个对角线上的电阻比例相等时,电桥平衡。
当电桥平衡时,通过测量电桥的电流和电压,可以计算出未知电阻的值。
三、实验步骤1. 将惠斯通电桥连接好,确保电路没有短路或开路的情况。
2. 调节电桥上的可调电阻,使电桥平衡。
这可以通过调节电阻的大小或改变电桥上其他电阻的值来实现。
3. 记录下平衡时的电流和电压值。
4. 重复上述步骤,使用不同的未知电阻进行测量。
四、实验结果与分析通过实验测量得到的电流和电压值,可以计算出未知电阻的值。
根据惠斯通电桥的原理,当电桥平衡时,两个对角线上的电阻比例相等。
因此,可以使用以下公式计算未知电阻的值:未知电阻 = 已知电阻× (已知电压 / 测量电压)通过多次实验测量,可以得到不同未知电阻的值,并比较其与理论值的误差。
如果实验结果与理论值相差较小,则说明实验结果较为准确。
五、实验应用惠斯通电桥在实际应用中具有广泛的用途。
它可以用于测量电阻、电导率和电容等物理量。
在电子工程和电路设计中,电桥可以用于校准电阻器、测量电路的稳定性和精确度。
此外,电桥还可以用于检测电路中的故障和损坏部件。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了惠斯通电桥的原理和应用。
通过测量未知电阻的值,我们验证了电桥的准确性和精确度。
电桥作为一种常用的实验仪器,在物理学和工程学领域具有重要的地位和应用前景。
在今后的学习和实践中,我们将进一步探索电桥的其他应用,并不断提高实验技能和数据处理能力。
结语:惠斯通电桥是一种常见的实验仪器,用于测量电阻和电导率。
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。
惠斯通电桥实验原理与操作
惠斯通电桥实验原理与操作惠斯通电桥是一种常用的电路实验仪器,用于测量电阻、电容、电感等元件的值。
它可以通过比较两个电路中的电压差来确定未知元件的值,被广泛应用于物理学、电子工程等领域。
在本文中,我们将介绍惠斯通电桥的工作原理和操作步骤。
一、原理介绍惠斯通电桥基于惠斯通电桥定律,即在电桥平衡时,四个支路中的电压之比相等。
在电桥平衡时,可以通过调节电桥中的不同元件值来求解未知元件的值。
电桥中一般包括一个电源、两个已知元件和一个未知元件。
电桥的平衡条件可以表述为:\[ \frac{Z_1}{Z_2} = \frac{Z_3}{Z_4} \]其中,\(Z_1\)、\(Z_2\)为已知元件值,\(Z_3\)、\(Z_4\)为未知元件值。
二、操作步骤1.搭建电桥电路首先,按照实验要求搭建惠斯通电桥电路,连接电源、已知元件和未知元件。
确保电路连接正确,无误接或短路。
2.调节电桥平衡开启电源,使用电桥平衡实验仪器,逐步调节已知元件的值,直到电桥平衡为止。
在平衡点时,电桥中的两个支路电压相等。
3.记录数据在电桥平衡时,记录已知元件的值和调节量,以及未知元件的值。
这些数据将用于后续的计算和分析。
4.计算未知元件值根据惠斯通电桥定律,利用记录的数据计算未知元件的值。
根据电桥平衡条件,求解未知元件的阻抗、电容或电感值。
5.实验验证最后,验证计算结果是否与实际值相符。
可以进行多次实验以提高准确性,并比较实验结果的一致性。
三、实验应用惠斯通电桥广泛用于电工、电子、物理等领域的实验中。
通过使用电桥可以测量各种元件的参数,了解电路中元件之间的关系,为实际应用提供参考。
结语惠斯通电桥是一种简单而有效的电路实验仪器,具有广泛的应用价值。
通过本文介绍的原理和操作步骤,希望读者能够更深入了解电桥的工作原理,掌握电桥的正确使用方法,为相关领域的实验研究提供帮助。
惠斯通电桥测电阻实验报告
惠斯通电桥测电阻实验报告一、实验目的1、掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法。
2、学会使用箱式惠斯通电桥测量中值电阻。
3、了解电桥灵敏度的概念及提高电桥灵敏度的方法。
二、实验原理惠斯通电桥是一种用于精确测量电阻的电路。
它由四个电阻 R1、R2、Rx 和 Rs 组成,一个直流电源和一个检流计构成,如图 1 所示。
当电桥平衡时,检流计中无电流通过,B、D 两点电位相等。
此时有:\\frac{R1}{R2} =\frac{Rx}{Rs}\通过交换 R1 和 R2 的位置,可以消除比例臂电阻的误差。
电桥的灵敏度定义为:\S =\frac{\Delta n}{\frac{\Delta Rx}{Rx}}\其中,Δn 是检流计指针偏转的格数,ΔRx 是电阻 Rx 的改变量。
三、实验仪器1、箱式惠斯通电桥。
2、直流电源。
3、检流计。
4、标准电阻。
5、待测电阻。
四、实验步骤1、熟悉箱式惠斯通电桥的结构和使用方法。
2、按照电路图连接电路,注意电源、检流计、电阻的正负极连接正确。
3、估计待测电阻的阻值,选择合适的比例臂 R1 和 R2 的比值。
4、调节比较臂电阻 Rs,使电桥平衡,检流计指针指零。
5、记录 R1、R2 和 Rs 的值,计算待测电阻 Rx 的值。
6、改变比例臂的比值,重复步骤 4 和 5,测量多组数据。
7、测量电桥的灵敏度,在电桥平衡后,改变 Rs 的值,使检流计指针偏转一定的格数,记录ΔRs 和相应的Δn,计算电桥的灵敏度。
五、实验数据及处理1、测量待测电阻 Rx|次数| R1(Ω)| R2(Ω)| Rs(Ω)| Rx(Ω)|||||||| 1 | 100 | 100 | 3568 | 3568 || 2 | 500 | 500 | 17852 | 17852 || 3 | 1000 | 1000 | 35725 | 35725 |平均值:Rx =(3568 + 17852 + 35725)/ 3 = 190483(Ω)2、电桥灵敏度的测量|ΔRs(Ω)|Δn(格)| S(格/Ω)|||||| 01 | 5 | 50 || 02 | 10 | 50 || 03 | 15 | 50 |平均值:S =(50 + 50 + 50)/ 3 = 50(格/Ω)六、误差分析1、电阻箱本身存在误差,其刻度的准确度有限。
惠斯通电桥实验报告
惠斯通电桥实验报告1. 实验目的本实验的目的是通过使用惠斯通电桥来测量电阻器的未知电阻值。
通过实验,掌握惠斯通电桥的工作原理和使用方法,并学习使用电桥进行电阻测量。
2. 实验原理惠斯通电桥是一种常用的测量电阻值的工具,它基于电桥平衡原理。
当惠斯通电桥中各支路通过的电流满足一定的关系时,电桥即处于平衡状态。
根据平衡条件,可以计算出未知电阻值。
在惠斯通电桥中,有四个分支:两个比较支路和两个未知支路。
比较支路中的两个电阻器的比值已知,而未知支路中的电阻器的值待测。
当电桥平衡时,满足以下条件:$$ \\frac{{R1}}{{R2}} = \\frac{{R3}}{{R4}} $$其中,R1和R2为比较支路中的电阻值,R3和R4为未知支路中的电阻值。
3. 实验仪器本实验使用以下仪器: - 惠斯通电桥主机 - 电源 - 计算机 - 万用表4. 实验步骤4.1 实验准备•将电源与惠斯通电桥主机连接,并打开电源。
•将计算机与惠斯通电桥主机连接,并确保通信正常。
•将万用表和待测电阻器连接到相应的电桥支路上。
4.2 实验操作•调节电桥主机上的旋钮,使电桥处于初始非平衡状态。
•调节电桥主机上的旋钮,逐渐减小非平衡条件,使电桥逐渐接近平衡状态。
•当电桥达到平衡状态时,记录下电桥上的电阻值,并计算未知电阻值。
4.3 实验记录•在笔记本上记录下实验中的各项数据,包括电桥上的电阻值和计算得到的未知电阻值。
5. 实验结果与分析根据实验记录的数据,我们可以得到待测电阻器的未知电阻值。
通过对电桥平衡条件的计算,我们可以计算出未知电阻值的准确数值。
然后,我们可以对实验结果进行分析,比较实测值与理论值之间的差异,并分析可能存在的误差来源。
同时,我们也可以讨论实验中可能存在的不确定度,并对结果进行合理分析。
6. 实验总结通过本次惠斯通电桥实验,我们掌握了电桥的工作原理和使用方法。
通过实验,我们成功测量了待测电阻器的未知电阻值,并分析了实验结果的可靠性。
惠斯通电桥实验报告(完成版)【精品】
惠斯通电桥实验报告(完成版)【精品】实验目的:掌握惠斯通电桥的基本原理和使用方法,学会调节电阻比例来测量未知电阻值。
实验器材:惠斯通电桥、标准电阻箱、未知电阻器、万用表。
实验原理:惠斯通电桥是一种测量电阻值的仪器,它利用交流电的品质来测量电阻。
电桥由四个电阻器组成一个电路,分别为R1、R2、R3、R4,其中R1和R2相互平行,形成一个电路A,R3和R4相互平行,形成一个电路B,A和B平行,并且A和B之间连接一个未知电阻器,通过调节R3和R4两个电阻的比例,使得A电路和B电路中的电阻比例相等,从而实现对未知电阻值的测量。
实验步骤:1.将电桥的四个电阻分别接好。
2.将未知电阻器接在A和B电路之间。
3.调整R3和R4两个电阻的比例,使得万用表读数最小。
4.调整电阻比例,以减小万用表读数,直到读数为0。
5.记录下R3和R4的比例值和电桥的平衡电阻值。
6.用标准电阻箱测量未知电阻器的电阻值,并与电桥的平衡电阻值比较,计算出未知电阻器的电阻值。
实验注意事项:1.在进行电桥平衡前,要先将未知电阻器调节到适当的阻值范围内。
2.调整电桥平衡时,要慢慢调整,避免过度调节导致万用表产生超过量程范围的读数。
3.在进行测量时,要注意保持电桥和未知电阻器的连接稳定,避免导线和接头接触不良。
实验结果:已知标准电阻值为330Ω,未知电阻值为XΩ,调节比例后,电桥平衡电阻值为150Ω,R3和R4的比例为1:4.3。
根据公式R1/R2=R3/R4,可得到R1/R2=4.3。
则可通过等效电路的公式:X=(R1+R2)/R2 * R4-R3 来计算出未知电阻的电阻值,代入数据可得:X=(1+4.3)/4.3 * (330-150) = 123.3Ω。
实验结论:通过惠斯通电桥的实验,我们成功测量出了一个未知电阻的电阻值,实验结果与标准电阻值基本一致。
同时,我们也掌握了惠斯通电桥的基本原理和使用方法,学习了调节电阻比例来测量未知电阻值的技能。
惠斯通电桥实验报告
惠斯通电桥实验报告一、实验目的:1.了解惠斯通电桥实验的基本原理和操作方法;2.学习使用惠斯通电桥测量未知电阻的方法。
二、实验原理:实验所用的惠斯通电桥由四个电阻R1、R2、Rx、R4构成,接在一起形成一个平衡电桥。
惠斯通电桥的基本原理是根据电桥两个对角线的相等性判断电桥平衡情况,即:R1/R2=Rx/R4如果R1/R2=Rx/R4成立,则电桥平衡,电流不通过辅助电流计。
通过改变R1或R4或直流电压源电压,可实现电桥的平衡。
在平衡状态下,我们可以根据已知电阻R1、R2、R4和电源电压,计算出未知电阻Rx的阻值。
三、实验器材:1.电桥主机2.可调式直流电源3.标准电阻箱4.未知电阻箱5.电阻选择开关四、实验步骤:1.按照电桥连接原理,将电桥主机、可调式直流电源和标准电阻箱连接好。
2.将未知电阻箱和电阻选择开关连接到电桥主机的Rx端口。
3.设定合适的电桥平衡参数,如将R1、R2、R4的阻值设定为已知值,保证电桥平衡。
4.测量平衡时的电桥主机侧的电流值,记录下来。
5.根据电桥平衡条件的公式R1/R2=Rx/R4,计算未知电阻Rx的阻值。
五、实验数据记录与分析:根据实验步骤记录实验数据,然后进行数据分析,计算出未知电阻Rx的阻值。
六、实验结果与讨论:1.将计算得到的未知电阻Rx的阻值与实际标准阻值进行比较,从而评价测量的准确性。
2.分析实验误差产生的原因,并提出改进方法。
七、实验结论:通过实验测量,我们可以利用惠斯通电桥准确地测量未知电阻Rx的阻值,并根据实验数据进行数据分析和误差分析。
实验的结果可以得出判断未知电阻的阻值,并评价测量的准确性。
八、实验心得体会:通过本次实验,我了解了惠斯通电桥的基本原理和操作方法。
实验要求我们掌握测量电桥平衡时的参数设定和数据计算方法。
通过实验,我也体会到了实验过程中的注意事项和数据处理的重要性。
这个实验对于我深入了解电路中电阻的测量方法和电桥的应用具有很大的帮助。
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。
惠斯通电桥实验报告
惠斯通电桥实验报告惠斯通电桥实验报告引言:电学是一门研究电荷和电流行为的科学,而在电学中,电桥是一种常用的实验装置。
惠斯通电桥是由英国物理学家惠斯通发明的,它可以用来测量电阻的值。
本次实验旨在通过惠斯通电桥来测量未知电阻的数值,并探究电桥的原理和应用。
一、实验目的本次实验的主要目的是:1. 熟悉惠斯通电桥的结构和工作原理;2. 学会使用惠斯通电桥测量未知电阻的方法;3. 探究电桥在电阻测量中的应用。
二、实验装置和材料本次实验所用的装置和材料包括:1. 惠斯通电桥实验装置:包括电桥主体、电源、电阻箱等;2. 未知电阻样品;3. 电压表和安培表;4. 连接线等。
三、实验步骤1. 将惠斯通电桥实验装置搭建好,并连接电源;2. 调节电桥的平衡,使电桥两侧电压差为零;3. 将未知电阻样品接入电桥中,观察电桥平衡状态;4. 通过调节电阻箱,使电桥再次平衡,记录下此时电阻箱的阻值;5. 重复步骤3和4,使用不同的未知电阻样品进行测量。
四、实验结果和分析根据实验步骤中记录的数据,我们可以得到一组电阻测量结果。
通过计算这些结果,我们可以得到未知电阻样品的数值。
在进行实验时,我们发现当电桥平衡时,电桥两侧的电压差为零。
这是因为在平衡状态下,电桥两个支路中的电流相等,电桥的两个支路中的电阻比例也相等。
通过调节电阻箱的阻值,我们可以使电桥再次平衡,从而测量出未知电阻的数值。
在实验过程中,我们还发现电桥的平衡状态受到环境因素的影响。
例如,温度的变化、连接线的接触不良等都会导致电桥的平衡状态发生偏移。
因此,在实验中要注意这些因素,并进行相应的修正。
五、实验总结通过本次实验,我们对惠斯通电桥的结构和工作原理有了更深入的了解,并学会了使用电桥测量未知电阻的方法。
我们还发现电桥在电阻测量中具有重要的应用价值,可以帮助我们准确地测量电阻的数值。
然而,本次实验也存在一些问题和不足之处。
例如,实验过程中环境因素的干扰会影响测量结果的准确性,需要进一步改进实验条件。
惠斯通电桥实验报告
惠斯通电桥实验报告
实验目的:
通过惠斯通电桥实验,测量一个电阻的未知电阻值,并测量其他已知电阻的电阻值,验证欧姆定律。
实验仪器:
1. 电桥装置
2. 调谐电阻箱(用于调节电阻大小)
实验原理:
惠斯通电桥原理:惠斯通电桥是一种用于测量电阻的的电路装置,其原理基于电流在电路中的分布规律。
惠斯通电桥由四个电阻组成,两个相对的电阻分别称为“比较电阻”和“未知电阻”,通过调节“比较电阻”的大小,使得电桥达到平衡状态,即电流
在电桥中各支路中的电压相等。
根据欧姆定律,通过电桥的总电流可表示为I=U/R,其中U为电桥中总电压,R为电桥中的
总电阻。
实验步骤:
1. 搭建惠斯通电桥电路,将未知电阻与比较电阻相连。
2. 调节电桥中比较电阻的大小,直到电桥达到平衡状态。
3. 记录电桥平衡时的比较电阻值。
4. 使用万用表等测量工具,测量已知电阻的电阻值,并记录下来。
数据处理:
通过实验测量得到的比较电阻值和已知电阻的电阻值,带入欧
姆定律公式中,根据电流I和电压U的关系,可以计算出未知电阻的电阻值。
实验误差:
1. 电桥的平衡状态可能受到外界因素的干扰,如温度变化、电源波动等,导致测量值不准确。
2. 万用表等测量工具的精度限制,可能影响测量结果的准确性。
改进措施:
1. 在实验过程中注意保持环境稳定,尽量减小外界因素对电桥平衡状态的影响。
2. 使用精度更高的仪器进行电阻测量,以提高测量结果的准确性。
惠斯通电桥实验原理与操作
惠斯通电桥实验原理与操作在物理实验室中,惠斯通电桥是一种常用的电学测量仪器,用于测量电阻、电感和电容等元件的值。
本文将介绍惠斯通电桥的原理以及操作步骤。
1. 惠斯通电桥的原理惠斯通电桥利用电桥平衡条件及其敏感性来测量未知电阻、电感或电容的值。
典型的惠斯通电桥由四个电阻组成的电路组成,分为两个相等的电桥臂和一个未知元件与一个标准元件相组成的电桥臂。
当电桥平衡时,电桥中的电流为零,此时满足以下条件:$$ \\frac{R_1}{R_2} = \\frac{R_x}{R_3} $$其中,R1和R2为已知电阻,R x为未知电阻,R3为标准电阻。
根据电桥平衡的条件,可以通过调节R3和观察电桥中的电流变化来求解未知元件的值。
2. 惠斯通电桥的操作步骤2.1 准备工作在进行惠斯通电桥实验之前,首先需要准备好以下器材和元件:•惠斯通电桥仪器•标准电阻•未知电阻•电源•电压表2.2 操作步骤1.将未知电阻连接到待测电阻位置,将标准电阻连接到标准电阻位置。
2.通过旋钮调节电桥的滑动触点,使得电桥不平衡,即观察到微弱的电流流过电桥。
3.逐步调节标准电阻的阻值,直到电桥平衡,即电桥中的电流为零。
4.记录标准电阻的阻值,即为未知电阻的阻值。
3. 实验注意事项在进行惠斯通电桥实验时,需要注意以下事项:•保持电桥仪器的正常工作状态,避免强烈震动或高温环境。
•通过合适的电源电压和合适的测量范围进行实验,避免损坏电桥仪器和元件。
•注意连接线路的接触良好,防止接触不良导致读数不准确。
4. 总结惠斯通电桥是一种有效的电学测量仪器,通过良好的实验操作和理解电桥的原理,可以准确测量未知电阻、电感或电容的值。
希望通过本文的介绍,读者能够更加深入了解惠斯通电桥实验的原理和操作步骤,从而提高实验的准确性和效率。
惠斯通电桥 实验
实验3 惠斯通电桥测量电阻常用伏安法和电桥法。
由于伏安法测量中电表的内阻会对测量带来附加误差,测量精度受到限制。
电桥是用比较法测量电阻的仪器,电桥测量的特点是灵敏、准确和使用方便。
电桥分为直流电桥和交流电桥两大类。
电桥不但可以测量电阻、电容、电感,还可以通过测量传感器的电阻变化,间接测量温度、压力、应变、真空度和加速度等非电学量,所以被广泛应用于现代工业自动控制,非电量电测法中。
直流电桥又可分为平衡电桥和非平衡电桥。
平衡电桥采样调节电桥平衡测量待测电阻值,主要用于测量处于稳定状态的物理量;非平衡电桥直接测量电桥的输出,通过计算得到物理量的值,非平衡电桥主要用于测量处于变化状态的物理量。
本实验的惠斯通电桥为直流电桥,又名直流单臂电桥,主要用于测量中等数量级电阻(161010Ω-Ω量级),虽然它的这种功能在生产和科研的大多数场合中已被其他仪器(如万用表)所取代,但是电桥电路却在自动检测,自动控制等多个领域得到广泛应用。
因此,本实验不仅是要学会组装电桥测量电阻,了解基本实验方法——平衡法和比较法,更重要的是通过测量电阻掌握调整电桥平衡方法,从而了解平衡电桥的基本特性,为在自动控制以及检测电路中应用电桥电路打下一个良好基础。
-Ω-Ω量级)的测量,要考虑其接触电阻、导线电阻的影响,应对于低电阻(611010使用开尔文电桥即直流双臂电桥,对于高电阻(710Ω量级)则可考虑用冲击电流计等方法。
【实验目的】1. 掌握惠斯通电桥的结构特点和测量电阻的原理。
2. 练习按电路图连接线路。
3. 掌握调整电桥平衡的方法。
4. 研究电桥灵敏度。
5. 学习系统误差的分析方法,初步掌握消除和减小部分系统误差的方法。
【实验原理】1. 惠斯通电桥的结构及测量原理 (1)惠斯通电桥的结构图1是惠斯通桥的结构图。
4个电阻120,,,x R R R R 连成四边形,称为电桥的4个臂,其中12,R R 称为比例臂,x R 为待测臂,0R 为比较臂。
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实验3 惠斯通电桥测量电阻常用伏安法和电桥法。
由于伏安法测量中电表的内阻会对测量带来附加误差,测量精度受到限制。
电桥是用比较法测量电阻的仪器,电桥测量的特点是灵敏、准确和使用方便。
电桥分为直流电桥和交流电桥两大类。
电桥不但可以测量电阻、电容、电感,还可以通过测量传感器的电阻变化,间接测量温度、压力、应变、真空度和加速度等非电学量,所以被广泛应用于现代工业自动控制,非电量电测法中。
直流电桥又可分为平衡电桥和非平衡电桥。
平衡电桥采样调节电桥平衡测量待测电阻值,主要用于测量处于稳定状态的物理量;非平衡电桥直接测量电桥的输出,通过计算得到物理量的值,非平衡电桥主要用于测量处于变化状态的物理量。
本实验的惠斯通电桥为直流电桥,又名直流单臂电桥,主要用于测量中等数量级电阻(161010Ω-Ω量级),虽然它的这种功能在生产和科研的大多数场合中已被其他仪器(如万用表)所取代,但是电桥电路却在自动检测,自动控制等多个领域得到广泛应用。
因此,本实验不仅是要学会组装电桥测量电阻,了解基本实验方法——平衡法和比较法,更重要的是通过测量电阻掌握调整电桥平衡方法,从而了解平衡电桥的基本特性,为在自动控制以及检测电路中应用电桥电路打下一个良好基础。
-Ω-Ω量级)的测量,要考虑其接触电阻、导线电阻的影响,应对于低电阻(611010使用开尔文电桥即直流双臂电桥,对于高电阻(710Ω量级)则可考虑用冲击电流计等方法。
【实验目的】1. 掌握惠斯通电桥的结构特点和测量电阻的原理。
2. 练习按电路图连接线路。
3. 掌握调整电桥平衡的方法。
4. 研究电桥灵敏度。
5. 学习系统误差的分析方法,初步掌握消除和减小部分系统误差的方法。
【实验原理】1. 惠斯通电桥的结构及测量原理 (1)惠斯通电桥的结构图1是惠斯通桥的结构图。
4个电阻120,,,x R R R R 连成四边形,称为电桥的4个臂,其中12,R R 称为比例臂,x R 为待测臂,0R 为比较臂。
四边形的对角线AB 接上电源,称为电桥的“电源对角线”,E 为电源。
四边形的另一个对角线CD 连有检流计,称为“桥”,R 保护为阻值较大的可变电阻,在电桥不平衡时取大阻值保护检流计,在电桥接近平衡时减少其阻值以提高检流计的灵敏度,电桥平衡时取R 保护等于零。
(2)惠斯电桥处通电桥的测量原理。
在图1中,将电源接通后,当C 、D 两点之间的电位不相等时,桥路中的电流0g I ≠,此时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0g I =,此时检流计指针指零,这时我们称于平衡状态。
当电桥平衡时我们可以得到下列公式:120120120,,,x x R R R x R R R R R I R I R I R I R I I I I ====于是102x R R R R =或者201x R R R R =(1)(1)式即为惠斯通电桥的平衡方程。
它说明,电桥平衡时,电桥相对臂电阻的乘积相等,这就是电桥的平衡条件。
根据电桥的平衡方程,x R 的计算式为1002x R R R K R R == (2)图1 惠斯通电桥原理图(2)成为平衡电桥测量电阻的原理,其中12R K R =称为比率值,这也是12,R R 称为比例臂的原因。
由于检流计在测量过程中起判断桥路有无电流的作用,只要检流计有足够的灵敏度来反映桥路电流的变化,则x R 的测量结果与检流计精度无关,120,,R R R 通常用标准电阻箱,由于标准电阻可以制作得比较精密,所以利用电桥的平衡原理测电阻的准确度可以很高,大大优于伏安法测电阻,这也是电桥应用广泛的一个重要原因。
2. 电桥的灵敏度电桥是否达到平衡,是以桥路中有无电流来进行判断的,而桥路中有无电流又是以检流计的指针是否发生偏转来确定的,但检流计灵敏度总是有限的,这就限制了对电桥是否达到平衡的判断。
另外,检流计指针偏转小于0.2格时,很难察觉出指针的偏转。
一般来讲检流计指针有0.2格的偏转人眼便可察觉。
因此,引入电桥灵敏度问题。
检流计灵敏度定义为:电流变化量所引起的检流计指针偏转格数n ∆与电流变化量g I ∆的比值,即gn S I ∆=∆检流计 (3)电桥相对灵敏度定义为:在处于平衡的电桥里,其测量臂电阻x R 有一个相对的变量x xR R ∆,则由此而引起的检流计指针偏转格数n ∆与x xR R ∆的比值为:00x xn n S R R R R ∆∆==∆∆相对 (4)电桥的相对灵敏度习惯又简称为电桥灵敏度,用S 表示,S 越大,说明电桥越灵敏。
下面我们讨论影响S 的因素。
将(3)式代入(4)式。
g x xI S S R R ∆=⋅⋅∆检流计 (5)因g I ∆和x R ∆变化很小,可用其偏微商形式表示g x xI S S R R ∂=⋅⋅∂检流计 (6)利用基尔霍夫定律联立方程,经过必要的推导、整理、化简,可以得到()0112022x gx S ES R R R R R R R R R ⋅=⎡⎤⎛⎫++++++⎢⎥⎪⎝⎭⎣⎦检流计 (7)由(7)式分析可知:(1)电桥灵敏度S 与检流计灵敏度S 检流计成正比,检流计灵敏度越高,则电桥的灵敏度越高。
(2)电桥灵敏度与电源电压E 成正比,在确保桥臂电阻安全稳定的前提下,可以通过适当提高电源电压来提高电桥灵敏度。
(3)电桥灵敏度随四个桥臂电阻总阻值()120x R R R R +++的增大而减小,随着012x R R R R ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的增大而减小。
桥臂电阻选得过大,将大大降低电桥灵敏度,1R 和2R 阻值相差太大,也会降低其灵敏度。
以上分析,对我们在实际工作中提高电桥灵敏度提供了理论依据。
一般成品电桥为了进一步提高其测量灵敏度,通常都有外接检流计与外接电源接线柱,以接入灵敏度更高的检流计或谨慎而适当地提高电源电压。
3. 惠斯通电桥存在的系统误差讨论(1)在本实验中,120,,R R R 均选择0.1级的电阻箱,由公式102x R R R R =⋅可得,由120,,R R R 仪器误差引起的测量x R 的B 类不确定度:()x B x x R x x U R R E R R =⋅==即 ()0.17%Bx xU R R = (8)(2)由于0xR R 是12R R 的倒数,容易证明当121R R =时,012x R R R R ⎛⎫+ ⎪⎝⎭有最小值,所以12R R =时电桥灵敏度更高。
12,R R 阻值选取一样,也存在12,R R 实际阻值不等,由此产生的系统误差,可以通过交换0R 和x R 分别测量两次的方法来消除,电桥平衡时两次测得的0R 值分别记为0R ,0R '则102x R R R R =,201x R R R R '=所以x R =(9)当0R 为0.1级的电阻箱,由此引起的测量x R 的B 类不确定度()xB x x R x x U R R E R R =⋅==⋅即 ()0.071%Bx x R R R =(10)(3)一般检流计指针有0.2格的偏转我们才能够观察到,则由此而引起的B 类不确定度x U R ⋅灵0.2=S(11)当S 为103量级,则U 灵最大为x U R ⋅灵=0.02%与(8)、(10)或比较,当S 优于103时,可以不考虑灵敏度引起的系统误差。
(4)在实际运用里,由于电桥桥臂中可能存在很小的寄生热电势,这样一来,即使0g I =,电桥也未必满足平衡条件,消除这一系统误差的方法是,改变电源E 的方向,分别测量两次,将得到x R 值取平均。
【实验仪器】ZX21型电阻箱,检流计,直流稳压电源,M-8308型数字万用表、待测电阻。
【实验说明】1、电阻箱电阻箱是实验室常用来获得比较精确电阻值的可变电阻器,它由若干个数值准确的固定电阻元件(用高稳定锰铜合金绕制)组合而成,并按一定的方式连接于转换开关上,转动旋钮即可得到不同阻值。
电阻箱精度等级a可分为0.02级、0.05级、0.1级、0.2级和0.5级5个级别。
若电阻箱读数为R,则该仪器不确定度为%R a∆=⋅仪电阻箱的额定功率:如果未特别标明,则以0.25W来计算其最大允许电流。
例如,若使用100Ω档,则该档电阻允许通过的最大电流为m ax 0.05I A==实验室常用的ZX21型旋转式电阻箱(0.1级,额定功率0.25w)各档允许通过的最大电流计算于表1,长时间使用允许的额定电流约为最大允许电流的75%。
使用时必须给予足够的重视。
表1 ZX21型电阻箱最大允许电流与额定电流一览表2. 检流计检流计是一个微定()uA表,绝对不允许通过的电流太大,在本实验中主要采取下列保护措施,首先把R保护置于最大档位,其次将电源电压E调R保护至很小,并把桥臂电阻选择预置于接近平衡的参数,方可接通检流计。
电桥平衡后,将调至零,逐步提高电源电压E。
检流计调零也是使用过程中必须经常关注的。
3. 数字万用表。
有关数字万用表的详细介绍,请参见附录。
【预习思考题】1. 电桥灵敏度的定义是什么?实验中是怎样测量灵敏度的?影响电桥灵敏度的因素有哪些?2. 简述调整电桥平衡的方法。
【实验内容】1. 用数字万用表适当的量程,粗测待测电阻的阻值x R 。
2. 按图2所示的惠斯通电桥电路图组装惠斯通电桥,测量待测电阻x R 的阻值,并同时测量电桥灵敏度。
(1)检流计调零。
(2)电源E 调至很小,0.1V -0.3V 。
(3)R 保护置于90000.0Ω,检流计量程置于“10A μ”档。
(4)按图2所示连接测量电路,但特别注意与电源正极相联的导线暂不连接。
(5)按表2所给数据设定的12,R R 的值,并根据x R 的粗测值及比率12R R 预置0R 的值。
(6)检查无误后,再最后连接电源正极。
调整电桥平衡,测量x R 值,并同时测量电桥灵敏度,按下列方式进行:① 在上述工作的基础上,调整0R ,使电桥平衡。
② 逐步减小R 保护,直至R 保护=0,调整0R ,使电桥平衡。
③ 检流计由“10A μ”档调到“1A μ”档,调整0R ,使电桥平衡。
④ 缓慢增加E 的数值,适度调整0R ,确保检流计不超过量程,将E 调至5V ,调整0R ,使电桥平衡,记录此时0R 的值。
图2 惠斯通电桥测量电路⑤ 从0R 最小位开始改变,直至检流计指针的编转格数 5.0n ∆≥格(以检流计最上边一排刻度的最小分度为1.0格),记录下0R 的改变量0R ∆以及检流计相对平衡位置时的偏转格数n ∆。
将E 减小至0.1V -0.3V ,R 保护置于90000.0Ω,检流计置于“10A μ”档,根据12,R R 值,预置0R ,重复a e -。
如此反复多次完成表2的测量工作。
调整过程也是逐步提高电桥灵敏度的过程。
表2 测量待测电阻及电桥灵敏度3. 用惠斯通电桥交换法测量电阻x R表3 用交换法测待测电阻x R【数据处理】1. 用数字万用表粗测待测电阻x R ,计算B 类不确定度,写出标准表达式。