1、物理實驗報告實驗題目用惠斯通電橋測電阻姓名學號專業(yè)班級實驗室號D208實驗成績指導教師實驗時間2014年11月12日物理實驗室制就實驗目的1、理解并掌握惠斯通電橋測電阻的原理和方法2、學會自搭惠斯通電橋，并學習用交換法減小和修正系統(tǒng)誤差3、了解電橋靈敏度的概念4、學習使用箱式惠斯通電橋測中值電阻擊實驗儀器名稱型號直流電阻電橋QJ24直流電源WYK-303滑線式惠斯通電橋多盤十進制電阻器ZX21變阻器BX7-13待測電阻萬用表UT39A導線請認真填寫!口實驗原理(注意：原理圖、測試公式)原理一：惠斯通電橋原理圖：M 5 HrD8-1(a)如圖，聯(lián)成一個四邊形，每一邊稱為電橋的一個臂；對角和加上電

2、源，而在對角、問連接檢流計，用以比較這兩點間電位，所謂“橋”就是指的這條對角線，當橋路兩端、等電位時，中無電流通過，稱之為“電橋平衡”。計算過程：IG=0WJUAC=UADUCB=UDB由歐姆定律得檢流計中無電流流過，故III2IxI0整理得：(8-1)或(8-2)通常稱R1/R2為比例臂，而R0稱為比較臂，所以電橋由橋臂、檢流計和電源三部分組成。原理二：用交換法計算該更準確值。誤差來源有兩個：一是、本身的誤差；一是電橋的靈敏度。(1)用交換法(互易法)消除、本身的誤差對測量結果的影響。我們自搭一個電橋，設電橋的靈敏度足夠高，主要考慮、引起的誤差。此時可用交換法減小和修正這一系統(tǒng)誤差。方法是：

3、先用圖8-1(a)搭好電橋，調節(jié)使G中無電流，記下值可由式(8-2)求。然后將和交換(互易)如圖8-1(b)所示，再調節(jié)使G中無電流，記下值，可得RxR22 Ro(8-3)Ri則RR2R0兩式相乘得或（8-4）這樣消除了由、xR1本身的誤差引起的的測量誤差，它只與電阻箱的儀器誤差有關，而可選用具有一定精度的標準電阻箱，這樣的系統(tǒng)誤差就可減小。原理三：提高電橋的靈敏度R2.'RxR0R11是在電橋平衡條件下推導出來的，而電橋是否平衡，實驗上是看檢流計有無偏轉來判斷。檢流計的靈敏度總是有限的。如我們實驗中常用的絲式指針檢流計，指針偏轉一格所對應的電流大約為106A,當通過它的電流比107還

4、要小時，指針的偏轉小于0.1格，我們就很難覺察出來。假設電橋在11時調到了平衡，則有R0Rx,R2這時若把R0增加或減小一個微小量4電橋失去平衡，從而有電流lg流過檢流計。如果Ig小到使檢流計覺察不出來，那么我們認為電橋還是平衡的，因而得出，就是就是由于檢流計靈敏度不夠而帶來的測量誤差Rx,對此我們引入電橋靈敏度的概念，它定義為S-n_（單位：格）Sn_Rx/RxRx/RxRx是在電橋平衡后Rx的微小改變量（實際上帶測電阻Rx是不能改變的，改變的是標準電阻R0）,而口是由于電橋偏離平衡而引起的檢流計指針偏轉格數(shù)。如果一個很小的RRRR能引起較大的n偏轉，則電橋的靈敏度就高，帶來的誤差也RxR0

5、R0R0就越小。選用靈敏度高、阻低的檢流計，適當提高電源電壓，適當減小橋臂電阻，盡量把橋臂配置成均勻狀態(tài)，有利于提高電橋靈敏度。融割彗隹旦旦短席叫;!Be實驗容及步驟:連接電路測電阻。1、用滑線惠斯通電橋測定未知電阻(1)電路連接好之后，調整電表靈敏，斷開電源。(2)選擇被測電阻及測量參數(shù)：選擇好待測的電阻，選擇作為計算 Rx值的比例值(20Q、200Q、2000Q),估算出Ro的近似值。(如Rx為200Q,R1=2,RoW%約為300Q)。注：電壓為2.0伏不變。R23R1(3)當Rx值選擇后，是滑動D,使D左右長度比值為：21二£,R23(4)打開電源，根據(jù)Rx的標稱值，調節(jié)R。

6、，直至電橋平衡，由Rx色R工計R212算Rxi。(5)保持li、12不變，交換R0和Rx的位置，調整使電橋重新達到平衡，比較電阻的示值為Rx匕&。RxRR。11(6)重復以上步驟，繼續(xù)測量R%,Rm,記錄數(shù)據(jù)在表1中。1、用箱式電橋測定未知電阻(1)在已調解好零點的箱式電橋上，對不同數(shù)量級的帶測電阻Rxi,RX2,RX3進行分別測量，比率臂的選取，應根據(jù)帶測電阻數(shù)值而定，務事R°能有四位讀數(shù)。(2)將Rx接到“Rx”接線柱上，仔細調節(jié)比較臂旋鈕使檢流計指零，得到RxKR0(3)測定電橋的靈敏度時，用改變R來代替改變Rx。S_nR0R0(5)重復以上步驟，繼續(xù)測量R%,Rm等記

7、錄數(shù)據(jù)。實驗數(shù)據(jù)記錄(注意：單位、有效數(shù)字、列表)表1滑線惠斯通電橋測定電阻數(shù)據(jù)未知電阻標稱值RxM(Q)滑線惠斯登電橋實測值(Q)R測RtE0J100%R鎮(zhèn)l1:l2R0Rxi卜兄l2R0R2上RI1R測師202:329.920.9313.520.420.63.00%2002:3298.1208.67134.3201.52052.501%20002:32985.92090.131322.31983.52036.11.81%表2箱式惠斯通電橋測定電未知電阻標稱值RxM(。)箱式惠斯登電橋實測值(Q)電橋靈敏度Kl1:l2R0Rx測KFb也可100%FtR0nSR0/R01.30.0011390

8、1.390.52%2001390.35130.01130913.090.54%2010654.513010.11300113010.00%1091117013001130013000.00%10791013000101300130000.00%9017245.6軍乳據(jù)處理、誤差分析和實驗結論誤差分析：誤差來源有兩個：一是Ri、R2、R0本身的誤差；一是電橋的靈敏度。1 .用自組電橋測電阻，實驗過程可能出現(xiàn)的故障有：檢流計指針不偏轉（排除檢流計損壞的可能性）這種情況的出現(xiàn)，說明橋（檢流計）支路沒有電流通過，其原因可能是電源回路不通，或者是橋支路不通。檢查故障的方法：先用萬用電表檢查電源有無輸出，

9、然后接通回路，再檢查電源與橋臂的兩個聯(lián)接點之間有無電壓，最后分別檢查橋支路上的導線、開關是否完好（注意檢流計不能直接用萬用電表電阻檔檢查）。如果仍未查出原因，則故障必定是四個橋臂中相鄰的兩相橋臂同時斷開。查出故障后，采取相應措施排除（如更換導線、開關、電阻等）。2 .檢流計指針偏向一邊。出現(xiàn)這種情況，原因有三種：原因之一，比例系數(shù)（倍率）Kr取值不當，改變Kr的取值，故障即便消失。不論Kr和Rs取何值，檢流計指針始終偏向一邊，則有：原因之二，四個橋臂中必定有一個橋臂斷開；原因之三，四個橋臂中某兩個相對的橋臂同時斷開。對于后兩種原因引起的故障，只需用一根完好的導線便可檢查確定。檢查時，首先將Rn調至最大，減小橋臂電流。然后用一根導線將四個橋臂中任一橋臂短路，若檢流計指針反向偏轉，則說明被短路的橋臂是斷開的，可用此導線替換原導線，檢查出導線是否斷開及電阻是否損壞；若檢流計指針偏轉方向不變，則說明，被短路橋臂是完好的；若檢流計指針不再偏轉，則說明對面橋臂是斷開的，可進一步判明是導線還是電阻故障，接通后，用同樣方法再檢查開始被短路的