惠斯通電橋測電阻實驗報告

一、實驗目的

（1）掌握惠斯通電橋測電阻的原理

（2）學會正確使用箱式電橋測電阻的方法

（3）了解電橋靈敏度的概念及提高靈敏度的幾種方法

二、實驗儀器和用具

滑線變阻器（1.9k）、電阻箱、檢流計（ac15/4）、直流穩壓電源、待測電阻，箱式電橋（qj23、qj24）、開關和導線。

三、實驗原理

惠斯通電橋可用於精確測量中等阻值（幾十歐至幾十萬歐）的電阻。

電路圖如圖1

ke、e、re串聯構成主幹支路，r1、r2串聯構成橋臂支路，r3、r4串聯構成另一橋臂支路。在b、d間用檢流計作為橋梁，橋中電流由檢流計檢測。

當 ig =0 ,則電橋達到平衡態

由分壓原理可得

其中，r1稱做（rx）測量臂，r2、 r4稱做比例臂，r3稱做比較臂。

四、實驗步驟：

一．用滑線式惠斯通電橋測量電阻rx

①按照圖1接好電路，並把滑動變阻器r0和電阻箱rt的阻值調到最大。

②用萬用電表粗測rx的大小，或者由電阻標稱值讀出rx，然後選取r3，使其接近rx的數值。

③接通電源，將電鍵d由ac的中點向左邊（或右邊）稍稍移動，並快速按一下d鍵（一觸即離），同時注意觀察電流計指標的偏轉方向。然後把d鍵由ac線中點稍向相反方向移動，若此時按下電鍵d，電流計指標偏轉與上一次不同，說明電路正常，可以進行測量。

④把電鍵d大約放在ac線的中點，改變比較臂r3，使電流計指標基本不偏轉，然後把限流電阻rt，r0的阻值逐步調小到0。

⑤改變電鍵d的位置，使電橋達到平衡。在公尺尺上讀出l1與l2，然後斷開電源。（注意公尺尺可估讀到0.01cm）

⑥改變電源極性，重複⑤。

⑦將rx與r3的位置對調，重複⑤⑥。

⑧再略改變d點位置（基本保持在中點附近），也可略改變r3，重複⑤⑥⑦。測出4-6組資料。先分別算出rx，再算平均值和不確定度和百分誤差。

二．用qj23型箱式惠斯通電橋測量三個數量級不同的電阻阻值

①用連線片將「外接」兩個接線柱短接，調節靈敏電流計的零點調節旋鈕，使電流計指標準確指零。

②接通電源，選擇工作電壓的大小（參見附錄）。

③接待測電阻rx，根據原則正確選擇比率臂的位置，即：使比較臂電阻「」指示值始終不為0。

④先按下電源按鈕b，然後輕而快地按下按鈕g（一觸即離），同時注意觀察電流計指標的偏轉方向，若指標向右偏轉，則表示需要加大倍率或者r3，反之則表示需要減少倍率或者r3。這樣反覆調節，直到電流計準確指零。

⑤選擇三個不同數量級的待測電阻，重複上述步驟進行測量（自己設計**）。

⑥測量結束後，用連線片將「內接」兩接線柱短接。

⑦用（5）式計算測量值，並估算儀器偏差（參見附錄）表示結果。

⑧算與標稱值的百分誤差。

七、實驗資料：

用滑線式惠斯通電橋測量電阻rx

rx=1265.5

用箱式惠斯通電橋測量三個數量級不同的電阻阻值

八、實驗分析與討論：

（1）使用電橋時應該怎麼保護電流計？

答：先用萬用表粗測未知電阻阻值，調節電阻箱至相近阻值後進行試觸，而且每次接觸都是短時間的。防止靈敏電流計偏率過大。

（2）用惠斯通電橋測量電阻時，為什麼要將r1，rx的位置互換？

答：惠斯通電橋測電阻是利用測電阻比例關係得以實現的，所以可以對r1，rx的位置互換，而互換再測能減少由於線路而產生的誤差。