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[重点]实验六 用惠斯顿电桥测量电阻
实验六 用惠斯通电桥测量电阻
【实验目的要求】
1. 掌握惠斯通电桥测量电阻的原理;
2. 学会正确使用惠斯通电桥测量电阻的方法。 【实验仪器】
WD -1型滑线式惠斯通电桥，直流稳压电源，滑线变阻器，电阻箱，待测电阻，检流计，开关, 导线等。
【实验原理】
电阻是电路的基本元件之一，电阻的测量是基本的电学测量。用伏安法测量电阻，虽然原理简单，但有系统误差，因此精度不够高。这一方面是由于线路本身存在缺点，另一方面是由于电压表和电流表本身的精度有限。所以，为了精确测量电阻，必须对测量线路加以改进。在需要精确测量阻值时，必须用惠斯通电桥，惠斯通电桥适宜于测量中值电阻
6(1,10Ω)。
惠斯通电桥的原理如图6-l所示。标准电阻 R、R、R和待测电阻R连成四边形，每一条 012X
边称为电桥的一个臂。在对角A、C之间接电
源E，在对角B、D之间接检流计G。因此电桥
由四个臂、电源和检流计三部分组成。当开关 K和K接通后，各条支路中均有电流通过，检 EG
流计支路起了沟通ABC和ADC两条支路的作 用，好象一座“桥”一样，故称为“电桥”。适 当调节R、R和R的大小，可以使桥上没有电 012
流通过，即通过检流计G的电流I ,0，此时 G
U,U。电桥的这种状态称为平衡状态。这时有 图6-l BD
U,U，U,U。设ABC和ADC两条支路中的电流分别为I和I，由欧姆定律ABAD BCDC 12得
IR,IR I R,I R1 X2 1 1022
两式相除，得
RRX1, (1)RR02
(1)式称为电桥的平衡条件。由(1)式得
R1RR, (2)X0R2
即待测电阻R等于R/R与R的乘积。通常将R/R称为比率臂，将R称为比较臂。X120120
【实验仪器简介】
电桥按所接入的电源是直流还是交流，分为直流电桥和交流电桥两大类。而惠斯通电桥属于直流电桥。实验用的惠斯通电桥一般有两种类型:滑线式和箱式。
1. 滑线式惠斯通电桥
滑线式惠斯通电桥的构造如图6-2所示。A、B、C是装有接线柱的厚铜片(其电阻可忽略)，它们相当于图6-1中的A、B、C三点。A、C之间有一根长度L,，装有接线柱的滑键相当于图6-1中的“D”点。滑键D可以沿电阻丝左右移动，它上面有两个弹性铜片。按下掀钮，铜片就与电阻丝接触，接触点将电阻丝分为左右两段，AD段(设长度为L)的电阻R相当于图6-1中的R，BD段(设长度为L)的电阻R相当于11122图6-1中的R。在A、B之间接待测电阻R，B、C之间接电阻箱R，B、D之间接检流2X0
计G。A、C 之间接电源E，电源上串联的滑线变阻器R对电路起保护、调节作用。E
图6-2
当移动滑键D，使检流计G通过的电流为0，即电桥处于平衡状态时，待测电阻
R1 RR,X0R2
设电阻丝的电阻率为ρ，横截面积为S，则
LL12 ,,R,,R21SS
L1 因此， (3)RR,X10L2
L的长度可以从电阻丝下面所附的米尺上读出，L,L – L ，R可以从电阻箱上读出，根1210
据(3)式即可求出待测电阻R 。 X1
为了消除由于电阻丝不均匀所产生的误差，在上述测量之后，我们把R