惠斯登电桥与多用电表的实验+++++实验报告.doc

广东第二师范学院实验报告生物系12科学教育曾娜**********指导老师:林佩珠老师2013/10/22实验一:惠斯登电桥测量电阻一、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、实验仪器板式惠斯登电桥、电阻箱、滑线电阻、灵敏电流计、直流稳压电源、箱式惠斯登电桥、多用电表、待测电阻若干只三、-1所示,由标准电阻0R、1R、2R和待测电阻xR组成一个四边形,每一条边称为电桥的一个臂,在对角A、B之间接电源E,对角C、D之间接入检流计G。适当调节0R、1R、2R阻值,可以使检流计G中无电流流过,即C、D两点等电位,电桥达到平衡,平衡时:图E1-1(2).电桥的灵敏度式(E1-3)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,,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nSRR?=?(E1-4)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E1-2所示。图E1-2A、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L1、电阻为R1,DB的长度为L2、电阻为R2,因此当电桥处于平衡状态时,有111000221xRLLRRRRRLLL===-(E1-5)式中,L1的长度可以从电阻丝下面所附的米尺上读出,R0用一个十进制转盘式电阻箱作为标准电阻使用。另外电源E串联了一个滑线变阻器RE,对电路起保护、调节作用。为了消除电阻丝不均匀带来的误差,可用交换R0与Rx的位置重新测量的方法来解决。也就是在测定Rx之后,保持R1、R2不变(即D点的位置不变),将R0与Rx的位置对调,重新调节R0为0R',使电桥达到平衡,则有221000111xRLLLRRRRRLL-'''===(E1-6)所以221000111xRLLLRRRRRLL-'''===(E1-7)由式(E1-7)可知,Rx与R1、R2(或L1、L2)无关,它仅取决于R0的准确度。可以证明当K=R1/R2=1时,电桥的灵敏度最高,由于灵敏度限制而引起的误差最小,显然我们应在此最佳条件下测量。为此测量时可先将D点放在电阻丝的中间,调节R0的值,使电桥尽量接近平衡,然后再微调D点的位置即可使电桥达到平衡。(4).QJ23箱式惠斯通电桥如果将图E1-1中的三只电阻(0R、1R、2R),检流计、电源开关等全部器件封装在一个箱子里,就组成了使用方便且便于携带的箱式电桥,本实验用QJ23型直流电桥,面板布置如图E1-3所示。在面板的左上方是比例臂旋钮(量程变换器),比例臂12R、R由8个定位电阻串联而成,旋转调节旋钮,,在不同的倍率档电阻值的测量范围和准确度不同,如表E1-1。面板右边是作为比较臂的标准电阻0R,它是由4个十进位电阻器转盘组成,最大阻值为9999Ω;检流计安装在比率臂下方,其上有调零旋钮;将待测电阻接在Rx两接线柱之间;“B”是电源的按钮开关,“G”是检流计的按钮开关;使用箱内电源和检流计时应将“外接”短路;当电桥平衡时,待测电阻由式(E1-3)可得。四、实验内容与步骤1、按图2接好电路,并用滑动变阻器R5和电阻箱R的阻值调到最大。2、由电阻标称值读出Rx,然后选取R使其接近Rx的数值。3、在实验过程中慢慢将R调为0,使得G的值为0,这时可以估计出R4的值。记下R4的值。五、实验数据图2公式:R1/R2=Rx/R4图E1-3六、实验反思1、要注意电源的大小,有时候电流过大,容易烧坏小电阻,比如当RX为20Ω,电源要调小一点,滑动变阻器要调大电阻。2、要注意电源开通前,滑线变阻器要调到最大阻值,而且R也要最大,这样才能保护灵敏电流计和RX。3、选用R1/R2的比值要按一定的规律来记录数据。4、电阻箱的接线不能接错,还有转换的时候也不能忘记每个都要换。实验二:多用电表的使用一、实验目的:掌握多用电表的使用方法,使用多用电表检测和判断简单直流电路故障的使二、实验仪器:MF—30