惠斯登电桥与多用电表的实验实验报告.doc

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⑴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)了解电桥杲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、灵敬电流计、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、实验原理1•惠斯通电桥的测量原理如图El・l所示,由标准电阻()/?、\R、2R和待测电阻组成一个四边形,检流计Go适当调节o/?、iR图E1-1每一条边称为电桥的一个臂,在对角A、BZ间接电源E,对角C、DZ间接入两点等电位,电桥达到平衡,平衡时:IA=IA厶7?2=IqRq此时,检流计G无电流流过,所以(El-1)由(E1•1)、(El・2)两式比较可得电桥的平衡条件为RRx=^-Rq=KRq■其屮比例系数K称为比率或倍率。(E1-2)(E1-3)山此可见:只要知道电桥平衡时凡和RJR、的值即可求得尺。所测阻值心的准确度仅由&、尺、&的准确度决定。(2).电桥的灵敏度式(E1-3)是在电桥平衡的条件F推导出来的,而电桥是否达到真止的平衡状态,是由检流计指针是否冇可察觉的偏转來判断的。检流计的灵敏度是冇限的,,人眼就很难觉察出来。在电桥平衡时,设某一桥臂的电阻是/?,若我们把R改变一个微小量△/?,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,我们引入电桥灵頌度的概念,它定义为A/2AR/R(El-4)式屮,AR为电桥平衡后电阻R的微小改变量,△几为电阻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AR/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RxRq图E1-2R尸詁弋R产亡严(E1-5)El・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、截而积和电阻率都均匀的电阻丝。电阻丝上装有接线柱的滑键町沿电阻丝左右滑动,按卜•滑键任意触头,此时电阻丝被分成两段,设AD段的长度为厶|、电阻为的长度为厶2、电阻为心,因此当电桥处于平衡状态时,有式中,L{的长度可以从电阻丝下而所附的米尺上读出,心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羌,可用交换心与心的位置重新测最的方法来解决。也就是在测定心之后,保持&、心不变(即D点的位置不变),将心与心的位置对调,重新调节局为使电桥达到平衡,则有(El・6)所以(E1-7)由式(El・7)可知,Rx与Rl、R2(或LI、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谋力最小,显然我们应在此最佳条件下测量。为此测量吋可先将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点的位置即对使电桥达到平衡。(4).QJ23箱式惠斯通电桥如果将图El・l中的三只电阻(o/?、\R、2R),检流计、电源开关等全部器件封装在一个箱了里,就组成了使用方便且便于携帯的箱式电桥,本实验用QJ23型直流电桥,而板布置如图El・3所示。在而板的左上方是比例臂旋钮(量程变换器),比例臂】2/?、/?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蜃范围和准确度不同,如表El-lo表El・|1000范IH(Q)<<<<9999<%%%%2%面板右边是作为比较臂的标准电阻oR,它是山4个十进位电阻器转盘组成,最大阻值为9999Q;检流计安装在比率愕下方,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;当电桥平衡吋,待测电阻由式(El・3河得。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使其接近心的数值。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、实验数据公式:Rl/R2=Rx/R4\各个电阻阻值的比值R1/QR2/