实验报告:直流电桥测电阻
物理科学与技术学院 13级弘毅班
吴雨桥 [1**********]42
【实验目的】
(1) 掌握单臂直流电桥测电阻的原理及测量方法。 (2) 了解双臂电桥测量低值电阻的原理及测量方法。 【主要实验器材】
板式滑线电桥一套、QJ-23单臂电桥一台、AC/15/5型检流器一台、微安表一个、电池一个、稳压电源一台、标准电阻2个。 【实验原理】
图
1
直流单臂电桥的基本电路原理图如图1所示。R1、R2、Rx、Rs为四个电阻,构成电桥的四个臂,其中Rx为待测电阻,常称为测量臂;Rs为已知电阻,称标准电阻,常称比例臂;R1、R2也为已知电阻,常称比较臂。在A、B对角线间接电源、限流电阻、开关,在C、
D对角线间接检流计、保护电阻和开关。当接通两个开关时,R1、R2、Rx、Rs、检流计G上分别有电流I1、I2、Ix、Is、Ig。适当的调节各臂的电阻值,可使得检流计电流Ig为0,即可调得C、D两点电位相等,此时称电桥达到了平衡。当电桥平衡时,由Ig=0,即Vc=Vd,可知 Uad=Uac,Ubd=Ubc I1=I2,Ix=Is 由欧姆定律得
IxRx=I1R1 IsRs=I2R2
由上式可得
Rx/Rs=R1/R2
即
Rx=R1Rs/R2
单臂电桥中最简单而又直观的是板式电桥,如图2所示是一种板式滑线电桥。AB是一均匀的电阻丝,固定在一米尺上,D点可在AB上滑动,CD间接有检流计G,Rs为标准电阻,Rx为待测电阻,AB端接有电池、保护开关K、限流电阻R(R调节工作电流用),D把AB分成AD、DB两段电阻丝,对应长度为l1,l2,组成比例臂。选定Rs,调节D点位置,使检流计电流为零,电桥达到平衡,C、D两点电位相等,有
Rx=l1Rs/l2
图【实验内容与步骤】 1. 用板式电桥测电阻
(1) 按图2接好线路,Rs最好选择与待测电阻接近的标准电阻,R
取较小的电阻,Rk先调至最大。检流计C点接好后,滑动头D点先不要按下。
(2) 合上电源开关K,按下滑动头D,观察检流计G的偏转情况。
若偏转过大,则赶快松手,在偏转不太大的情况下,按下D点,在电阻丝上滑动,找出平衡点。
(3) 将Rk调至最小,找出更为精确的平衡点,记下l1、l2. (4) 改变Rs的值,用同样的方法,测量5次,将记录的数据填入表
格中。
(5) 用同样的方法测量第二个电阻,取五组数据。 (6) 以上面的步骤测量两电阻串联之值。 (7) 以上面的步骤测量两电阻并联之值。
(8) 测量完后先断开滑动头与电阻丝的接触,再断开电源开关K。
2
2. 用QJ-23型直流单臂电桥测量电阻 (1) 调节好检流计的机械零点。 (2) 将待测电阻接在X1、X2上。
(3) 将比例臂V和比较臂I、II、III、IV调节到适当位置,使电桥在
接近平衡位置的状态下使用。
(4) 先按下电源按钮B0,再按下检流计按钮G1,特别注意检流计
的偏转情况,如偏转太大,应立刻松开按钮B0、G1,根据 偏转方向调节电桥各臂,使检流器指示为零,电桥达到平衡。 (5) 按下B0、G0,记录各臂的读数。
(6) 分别测量两电阻各自的电阻值,以及两电阻串联、并联的电阻
值,记录于表中。
图
【实验数据】
3
表一 以板式电桥测电阻
①Rx1的电阻 ②Rx2的电阻 ③两电阻串联的电阻 ④两电阻并联的电阻
表二 由上表数据计算得
表三 以QJ-23型直流电阻电桥求电阻
【数据处理与结果表达】
用板式电桥测电阻时 对于
实验报告:直流电桥测电阻
物理科学与技术学院 13级弘毅班
吴雨桥 [1**********]42
【实验目的】
(1) 掌握单臂直流电桥测电阻的原理及测量方法。 (2) 了解双臂电桥测量低值电阻的原理及测量方法。 【主要实验器材】
板式滑线电桥一套、QJ-23单臂电桥一台、AC/15/5型检流器一台、微安表一个、电池一个、稳压电源一台、标准电阻2个。 【实验原理】
图
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直流单臂电桥的基本电路原理图如图1所示。R1、R2、Rx、Rs为四个电阻,构成电桥的四个臂,其中Rx为待测电阻,常称为测量臂;Rs为已知电阻,称标准电阻,常称比例臂;R1、R2也为已知电阻,常称比较臂。在A、B对角线间接电源、限流电阻、开关,在C、
D对角线间接检流计、保护电阻和开关。当接通两个开关时,R1、R2、Rx、Rs、检流计G上分别有电流I1、I2、Ix、Is、Ig。适当的调节各臂的电阻值,可使得检流计电流Ig为0,即可调得C、D两点电位相等,此时称电桥达到了平衡。当电桥平衡时,由Ig=0,即Vc=Vd,可知 Uad=Uac,Ubd=Ubc I1=I2,Ix=Is 由欧姆定律得
IxRx=I1R1 IsRs=I2R2
由上式可得
Rx/Rs=R1/R2
即
Rx=R1Rs/R2
单臂电桥中最简单而又直观的是板式电桥,如图2所示是一种板式滑线电桥。AB是一均匀的电阻丝,固定在一米尺上,D点可在AB上滑动,CD间接有检流计G,Rs为标准电阻,Rx为待测电阻,AB端接有电池、保护开关K、限流电阻R(R调节工作电流用),D把AB分成AD、DB两段电阻丝,对应长度为l1,l2,组成比例臂。选定Rs,调节D点位置,使检流计电流为零,电桥达到平衡,C、D两点电位相等,有
Rx=l1Rs/l2
图【实验内容与步骤】 1. 用板式电桥测电阻
(1) 按图2接好线路,Rs最好选择与待测电阻接近的标准电阻,R
取较小的电阻,Rk先调至最大。检流计C点接好后,滑动头D点先不要按下。
(2) 合上电源开关K,按下滑动头D,观察检流计G的偏转情况。
若偏转过大,则赶快松手,在偏转不太大的情况下,按下D点,在电阻丝上滑动,找出平衡点。
(3) 将Rk调至最小,找出更为精确的平衡点,记下l1、l2. (4) 改变Rs的值,用同样的方法,测量5次,将记录的数据填入表
格中。
(5) 用同样的方法测量第二个电阻,取五组数据。 (6) 以上面的步骤测量两电阻串联之值。 (7) 以上面的步骤测量两电阻并联之值。
(8) 测量完后先断开滑动头与电阻丝的接触,再断开电源开关K。
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2. 用QJ-23型直流单臂电桥测量电阻 (1) 调节好检流计的机械零点。 (2) 将待测电阻接在X1、X2上。
(3) 将比例臂V和比较臂I、II、III、IV调节到适当位置,使电桥在
接近平衡位置的状态下使用。
(4) 先按下电源按钮B0,再按下检流计按钮G1,特别注意检流计
的偏转情况,如偏转太大,应立刻松开按钮B0、G1,根据 偏转方向调节电桥各臂,使检流器指示为零,电桥达到平衡。 (5) 按下B0、G0,记录各臂的读数。
(6) 分别测量两电阻各自的电阻值,以及两电阻串联、并联的电阻
值,记录于表中。
图
【实验数据】
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表一 以板式电桥测电阻
①Rx1的电阻 ②Rx2的电阻 ③两电阻串联的电阻 ④两电阻并联的电阻
表二 由上表数据计算得
表三 以QJ-23型直流电阻电桥求电阻
【数据处理与结果表达】
用板式电桥测电阻时 对于