惠斯登电桥(指导书)

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1、上海电力学院物理实验室上海电力学院物理实验指导书所属课程：大学物理实验实验名称：惠斯通电桥面向专业：全院理工科实验室名称：物理实验室2006年2月上海电力学院物理实验室一、实验目的：1．了解用惠斯通电桥测电阻的原理和电路特点。2．学会用箱式直流电桥和自组电桥测电阻。3．了解用交换法消除误差的方法。4．了解惠斯通电桥的应用。二、实验仪器、设备：名称型号、规格购买地址及联系方式备注滑线变阻器BX7-14上海胜心电器厂电阻箱ZX21旋转式上海市控江路1677号上海精密科学仪器有限公司导线---上海21厂北京东路科技金城待测电阻RX1，RX2---自制直流稳压电源XJ17233L

2、上海无线电21厂箱式直流电桥QJ23直流上海电表厂检流计J0409浙江温州广明电表厂电键------三、实验原理(测量公式及其它示意图)：用伏安法测电阻时，除了因使用的电流表和电压表准确度不高带来的误差外，线路本身还存在不可避免的误差。在伏安法线路上经过改进的电桥线路克服了这些缺点。它不用电流表和电压表（因而与电表的准确度无关），而是将待测电阻和标准电阻相比较以确定待测电阻是标准电阻的多少倍。由于标准电阻的误差很小，电桥法测电阻可达到很高的准确度。在如图1所示的电路中，如果Rx、R0、R1及R2各电阻的阻值是任意选定的，则检流计中可能有电流Ig通过，但是，若四个电阻值选配

3、得适当时，可使检流计无电流通过，即Ig=0，此时C、D两点的电位相等，于是VAC=VAD,VCB=VDB，设通过ACB一路的电流为I1，通过ADB一路的电流为I2，则有：上海电力学院物理实验室I1R1=I2R2和I1Rx=I2R0以上两式相除得=上式可写成图1惠斯通电桥示意图。Rx=R0=NR0(1)若R1、R2和R0为标准电阻，Rx为待测电阻，则由上式可知，待测电阻的阻值可用三个标准电阻的阻值表示出来，式中N称为比率系数。一般将电阻R1、R2、R0和Rx叫做电桥的“臂”，将接有检流计的对角线CD称为“桥”，当桥上没有电流通过时（Ig=0），则称电桥达到平衡。(1)式称为

4、电桥的平衡条件。可见，电桥的平衡与工作电流大小无关，因此调节电桥达到平衡有两种方法。一种是保护比较臂不变，调节比率系数N（倍率）的值。后一种方法准确度很低。目前广泛采用具有特定比率系数值的前一种方法。当检流计足够灵敏时，被测电阻的准确度只与R0的准确度和R1/R2有关。采用交换法可以消除由于R1/R2的误差对RX带来的影响。其方法是当电桥平衡时，记下比较电阻的数值Rx，然后在R1和R2不变的情况下，交换RX和R0的位置，重新调整比较电阻的数值使电桥达到新的平衡。若此时比较电阻的示值为R0´，则有：Rx=R0´(2)与等式Rx=R0联立，可得：(3)可见，Rx的数值只与比较

5、电阻有关，完全消除了R1/R2的误差对测量结果的影响。实验中发现，当N为1或与1相去不远时采用交换法比较方便。上海电力学院物理实验室四、实验内容与步骤：1、自组惠斯通电桥测电阻将待测电阻Rx、三个电阻箱（R1、R2、R0）、检流计G、滑线变阻器及电源如图1所示连接。设置N为1（即R1、R2阻值相等），闭合电键，观察检流计偏向，增大或减小比较电阻，再闭合电键，观察检流计偏向，使通过检流计的电流逐渐为零并最终为零。记下此时比较电阻的阻值示数R0。保持R1、R2阻值大小及位置不变，交换待测电阻和比较电阻的位置，同上重新调节比较电阻使电桥平衡，记下此时比较电阻的阻值示数R0´。注

6、意：1、滑线变阻器的滑片尽量放在滑线中央，避免加在电桥上的电压过大或过小。2、接通电源，观察检流计指针偏转方向及幅度，若偏转很大应立即断开电源，以保护检流计。3、电桥将达平衡时，可以短路检流计上的保护电阻以提高电桥的灵敏度。2、用箱式电桥测电阻本实验采用QJ-23型携带式直流电桥。箱式电桥可用外接电源，也可用内接电源，左边的接线柱“B”是用来接外接电源的。本实验使用内接电源，因此在“B”处不要再接入电源，短接即可。箱式电桥的检流计可以用外接检流计，也可以用内接检流计，左下方的接线柱“G”处有以活动短路片，如需外接灵敏度高的检流计时，“内接”检流计用短路片短路，在接线柱上接

7、入外部检流计即可。本实验采用内部检流计，因此，要用短路片将“外接”短路（此时接线柱间露出“内接”字样），内部检流计接入线路。检流计上有零点调节旋钮，用来调节没有电流通过时的零点。检流计右侧下的两个按钮开关B、C分别与电源及检流计串联，相当于滑线式电桥中的电源开关和检流计开关，按下B接通电源，按下G接通检流计，按下后朝顺时针方向旋转可以锁住。1、将箱式电桥面板上左边的G内接，指针自由摆动，若指针不停在零点，可以轻轻旋转检流计零点调节旋钮C，使指针停在零点。2、将待测电阻接到Rx的两个接线柱上。上海电力学院物理实验室3、估计被测电