實驗報告惠斯通電橋測電阻實驗報告

2021-03-04 05:32:40 字數 2319 閱讀 2370

肇慶學院

電子資訊與機電工程學院普通物理實驗課實驗報告

級班組實驗合作者實驗日期年月日

姓名學號老師評定

實驗題目: 惠斯通電橋測電阻

實驗目的:

1. 了解電橋測電阻的原理和特點。

2. 學會用自組電橋和箱式電橋測電阻的方法。

3. 測出若干個未知電阻的阻值。

實驗儀器

電阻箱的型號、規格及各檔的等級

實驗原理:

1. 橋式電路的基本結構。

電橋的構成包括四個橋臂(比例臂r2和r3,比較臂r4,待測臂rx),「橋」——平衡指示器(檢流計)g和工作電源e。在自組電橋線路中還聯接有電橋靈敏度調節器rg(滑線變阻器)。

2. 電橋平衡的條件。

惠斯通電橋(如圖1所示)由四個「橋臂」電阻(r2、r3、r4、和rx)、乙個「橋」(b、d間所接的靈敏電流計)和乙個電源e組成。b、d間接有靈敏電流計g。當b、d兩點電位相等時,靈敏電流計g中無電流流過,指標不偏轉,此時電橋平衡。

所以,電橋平衡的條件是:b、d兩點電位相等。此時有

uab=uad,ubc=udc,

由於平衡時,所以b、d間相當於斷路,故有

i4=i3 ix=i2

所以可得或一般把稱為「倍率」或「比率」,於是

rx=kr4

要使電橋平衡,一般固定比率k,調節r4使電橋達到平衡。

3. 電橋靈敏度

電橋靈敏度就是電橋偏離平衡狀態時,電橋本身的靈敏感反映程度。在實際測量中,為了便於靈敏度的測量和計算靈敏度對測量結果的影響,多數用電橋的相對靈敏度,用s表示。其定義為

物理意義:橋臂電阻的單位相對變化所引起的靈敏電流計的偏轉格數。

4. 正確使用箱式電橋。

本實驗使用的是qj23a型電橋,儀器自帶工作電源和檢流計實驗時不需外接(電源和檢流計)。

測量時先根據待測電阻的粗測值(用萬用電表粗測)選取恰當的比例係數(倍率)kr,選取的原則是在測量時應將測量盤電阻r4的各個刻度盤都用上,保證測量值有足夠的有效數字,再將金屬柱開關由「外接」位置換接至「內接」位置。

儀器面板上標有b、g字母的按鈕,分別表示電源和檢流計開關,使用時應斷續接通。接通時應先按b鈕(先接通電源),再按g鈕(後接通檢流計);斷開時則應先斷g鈕(先斷開檢流計),再斷開b鈕(後斷開電源)。測量完畢後應將短路金屬柱重新換接至「外接」位置上。

要嚴格遵守此操作程式,否則,極易損壞檢流計。

5. 測量中檢流計的保護。

檢流計作為平衡指示器,其允許通過的電流非常小,因此在實驗過程中特別強調保護檢流計。

用自組電橋測量時,應根據待測電阻rx值,調r4與rx近似,調節電橋平衡時,要遵循先粗後細的原則,粗測時,先將rg調至最大,在電橋支路上串入高阻r減小通過檢流計的電流;初步平衡後,再將rn調至最小,並將r短接進行細測。

用箱式電橋測量時,應根據待測電阻rx的值,選取適當的倍率kr,並調rs與rx近似,調平衡時,嚴格執行先接通b(電源),後接通g(檢流計);先斷開g,後斷b的操作程式,實驗完畢後應及時將「內接」短路。

6. 自組電橋線路中rg的作用。

滑線變阻器(rg)作為限流器串接於電源迴路中,不僅用於調節橋臂電流的大小,而且還對電橋靈敏度起著調節作用。

粗測時,將其阻值調至最大,使橋臂電流減小,降低電橋靈敏度;細測時,將其阻值調至最小,使橋臂電流增大,提高電橋靈敏度。

實驗內容

1、選擇被測電阻及測量引數:選擇好待測的電阻,根據其阻值範圍選擇合適的k值,由k值確定r2、r3的阻值,保證r4有4位效數字(如rx為250ω,為了保證rx有4位有效數字,r2為100.0ω,r3為1000.

0,r4約為2500ω)。

注:選定電阻後,計算電阻額定電壓,以便選擇電源工作電壓值。

2、查電源:開啟電源,選好輸出端,利用電壓微調調節輸出電壓最小,然後關閉電源。

3、接線:按照實驗線路圖布置儀器,依照迴路接線法接線。再檢查各實驗引數及連線是否正確。

4、測量:檢查完成後,開啟電源,調一微小電壓輸出,觀察電路反應是否正常,若不正常(如檢流計指標通斷時不偏轉或偏轉過大),則再次檢查接線及各電阻阻值。正常後,將電壓增大至工作電壓,進行測量。

5、重複1~4,測量乙個電阻共10次,電橋換臂前與換臂後各測量5次。

6、用箱式電橋測量同樣八個電阻阻值。

資料記錄與計算舉例。

1、用自組電橋測電阻及測量其靈敏度

2、箱式電橋測量8個電阻(先要看清儀器盒蓋內外的說明再進行測量)記錄好待測電阻rx的待測值為:510歐姆

實驗感想:通過這次動手實驗,讓我有了鍛鍊的機會,把課堂上學到的東西應用到實際實驗中來。培養了我從事科學實驗的能力以及實事求是的科學實驗態度、求實的工作作風。

在實驗中遇到的困難,很好地鍛鍊了我解決困難的能力。讓我深刻感受到科學是在嚴謹和求實中得出來的。

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