1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,双臂电桥测低值电阻,综合性实验,19,引言,我们知道，一般惠斯登电桥只宜测几欧姆至兆欧姆范围内的电阻，阻值再小的电阻，由于有接触电阻和接线电阻的存在，会给测量带来很大的误差，尤其是当这些附加电阻和待测电阻可以比拟时，测量误差就更大了。为了消除这些附加电阻的影响，人们常把低阻做成四端结构，并采用直流双臂电桥进行测量。双臂电桥的测量方法和单臂电桥同属比较测量法。本实验将对双臂电桥进行深入的研究。,实验目的,1.,了解低电阻的结构特点。,2.,掌握双臂电桥测量低阻的原理和方法。,实验仪器,QJ19,型直
2、流单双臂电桥、滑线变阻器、标准低阻,R,0,（,0.001,，准确到,0.05%,）、待测黄铜棍和不锈钢板尺各一只、直流稳压电源、光点检流计、双刀双掷换向开关、螺旋测微器。,实验原理,测量原理,测量电路如图所示，其中,R0,为标准低阻，,RX,为待测低阻。四个比例臂电阻 （具有双比例臂，这便是“双臂电桥”名称的由来）一般都有意做成几十欧姆以上的阻值，因此它们所在桥臂中接线电阻和接触电阻的影响便可忽略。两个低阻相邻电压接头间的电阻设为,r,，常称做“跨桥电阻”。当检流计,G,指零时，电桥达到平衡，于是由基尔霍夫定律可写出下面三个回路方程：,实验原理,测量原理,实验原理,式中,I1,、,I0,、,
3、I1,分别为电桥平衡时通过电阻,R1,、,R0,、的电流。将（,1,）式整理有：,如果电桥的平衡是在保证 ，即 的条件下调得的，那么（,2,）式 则简化为：,实验原理,双臂电桥灵敏度,双臂电桥的灵敏度,S,可仿照惠斯登电桥的灵敏度来定义。即双桥平衡后，将比例臂电阻、同步地偏调，若检流计光点偏移,n,格，则灵敏度,S,为：,且 ，故由灵敏度,S,引入被测量,RX,的相对误差为：,显见增大,S,可减小测量误差,实验原理,测量结果的不确定度,当平衡条件与不是严格相等时，,r,值越大给测量结果带来的误差也越大。,为了克服检流计回路温差电动势对电桥平衡状态的影响，必要时可将工作电源的极性换向，并将换向前
4、后测得的低阻值取平均,实验内容,用双臂电桥测量黄铜棍室温下的电阻值及电阻率。,（,1,）先测量黄铜棍的阻值。实验中所使用的,AC15/3,型检流计,G,，其灵敏度很高（光标偏转一小格只需通约,310-9A,的电流），电流大了有可能烧毁检流计，因此在调节双桥平衡过程中，要注意检流计的安全。为此在电路联接正确的情况下，可采用逐渐提高电源电压且从高位到低位逐渐同步调节、使,G,指零的办法。注意电源电压不得超过,5V,。,（,2,）测量样品尺寸。对于黄铜棍：测出待测低阻段的长度、直径；注意黄铜棍的直径应多次测量（取不同位置测量）后取平均。,注意事项,1.,所用光点检流计要轻拿轻放，用后要拨至短路档。电路切勿接错，以免烧毁检流计。,2.,限流电阻一定要接好，电源电压开始时应调得最低，以保证检流计和电源的安全。电桥接近平衡时才将电源电压升至,5V,。,3.,接通电源时间应尽量短，以免电阻发热影响测量结果。,4.,要注意清除被测样品上的锈污。,思考题,1.,辩认实验中所用标准电阻的电压接头和电流接头。待测低阻的电压接头和电流接头在实验中又是如何确定和联接的？,2.,简述双桥测低阻的平衡条件和平衡调节步骤。,参考书,1,、朱孝义主编，大学物理实验教程,M.,北京：科学出版社，,2007,2,、刘少杰，,大学基础物理实验,电磁学分册,M.,天津：,南开大学出版社，,2002,
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