用惠斯通电桥测电阻--实验报告.doc

物理实验报告实验题目用惠斯通电桥测电阻姓名学号专业班级实验室号D208实验成绩指导教师实验时间2014年11月12日物理实验室制实验目的1、理解并掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法2、学会自搭惠斯通电桥,并学习用交换法减小和修正系统误差3、了解电桥灵敏度的概念4、学习使用箱式惠斯通电桥测中值电阻实验仪器名称型号直流电阻电桥QJ24直流电源WYK-303滑线式惠斯通电桥多盘十进制电阻器ZX21变阻器BX7-13待测电阻万用表UT39A导线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:IG=0则UAC=UADUCB=UDB。由欧姆定律得检流计中无电流流过,故整理得:(8-1)或(8-2)通常称为比例臂,而称为比较臂,所以电桥由桥臂、检流计和电源三部分组成。原理二:用交换法计算该更准确值。误差来源有两个:一是、、本身的误差;一是电桥的灵敏度。(1)用交换法(互易法)消除、本身的误差对测量结果的影响。我们自搭一个电桥,设电桥的灵敏度足够高,主要考虑、、引起的误差。此时可用交换法减小和修正这一系统误差。方法是:先用图8-1(a)搭好电桥,调节使G中无电流,记下值可由式(8-2)求。然后将和交换(互易)如图8-1(b)所示,再调节使G中无电流,记下值,可得(8-3)则两式相乘得或(8-4)这样消除了由、本身的误差引起的的测量误差,它只与电阻箱的仪器误差有关,而可选用具有一定精度的标准电阻箱,这样的系统误差就可减小。原理三:提高电桥的灵敏度是在电桥平衡条件下推导出来的,而电桥是否平衡,实验上是看检流计有无偏转来判断。检流计的灵敏度总是有限的。如我们实验中常用的张丝式指针检流计,指针偏转一格所对应的电流大约为A,当通过它的电流比还要小时,,我们就很难觉察出来。假设电桥在时调到了平衡,则有,这时若把增加或减小一个微小量△R0,电桥失去平衡,从而有电流流过检流计。如果小到使检流计觉察不出来,那么我们认为电桥还是平衡的,因而得出,就是就是由于检流计灵敏度不够而带来的测量误差,对此我们引入电桥灵敏度的概念,它定义为(单位:格)是在电桥平衡后的微小改变量(实际上带测电阻是不能改变的,改变的是标准电阻),而△n是由于电桥偏离平衡而引起的检流计指针偏转格数。如果一个很小的△R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。实验内容及步骤一:连接电路测电阻。1、用滑线惠斯通电桥测定未知电阻(1)电路连接好之后,调整电表灵敏,断开电源。(2)选择被测电阻及测量参数:选择好待测的电阻,选择作为计算Rx值的比例值(20Ω、200Ω、2000Ω),估算出Ro的近似值。(如Rx为200Ω,=,Ro=约为300Ω)。注:。(3)当Rx值选择后,是滑动D,使D左右长度比值为:=,(4)打开电源,根据的标称值,调节,直至电桥平衡,由计算。(5)保持不变,交换和的位置,调整使电桥重新达到平衡,比较电阻的示值为。。(6)重复以上步骤,继续测量Rx2,Rx3,记录数据在表1中。用箱式电桥测定未知电阻(1)在已调解好零点的箱式电桥上,对不同数量级的带测电阻,,进行分别测量,比率臂的选取,应根据带测电阻数值而定,务事能有四位读数。(2)将接到“”接线柱上,仔细调节比较臂旋钮使检流计指零,得到(3)测定电桥的灵敏度时,用改变来代替改变。(5)重复以上步骤,继续测量Rx2,Rx3等记录数据。实验数据记录(注意:单位、有效数字、列表)表1滑线惠斯通电桥测定电阻数据未知电阻标称值(Ω)滑线惠斯登电桥实测值(Ω)202:%2002:%20002:%未知电阻标称值(Ω)箱式惠斯登电桥实测值(Ω)%%%%%、误差分析和实验结论误差分析:误差来源有两个:一是、、本身的误差;一是电桥的灵敏度。