實驗報告
姓名：陳旒俐班級：f0903028 學號：5090309471 實驗成績：
同組姓名：無實驗日期：2010-5-10 指導老師：助教60 批閱日期：
【實驗目的】
1．掌握惠斯登電橋測電阻的原理和方法。
2．掌握四端法測電阻的原理和方法。
【實驗原理】
1、惠斯登電橋的工作原理
如圖所示,r1,r2,r和rx稱為「橋臂」。適當調節,和的值，使電壓表的顯示電壓為零。稱為「電橋平衡」。
電橋平衡時，可通過ab和ad，bc和dc兩端電壓相等，ab和bc，ad和dc兩端電流相等，得到：
2、四端法的工作原理
如圖所示，電流i已知，測待測電阻兩端的電壓，就得到待測電阻的阻值大小：
四端法中，電流引線在電壓引線之外，數字電壓表的輸入阻抗很高，因此電流和電壓引線的接觸電阻和引線電阻都可以忽略不計。
3、電阻率的測量
電阻率其中l為電阻長度，d為電阻的直徑。
【實驗資料記錄、實驗結果計算】
1、利用惠斯登電橋測量待測電阻
表一惠斯登電橋測量電阻資料
電阻箱的誤差為
0.001
電阻箱的誤差為
0.001
電阻箱的誤差為
0.001
2、利用四端法測量低值電阻
表二四端法測量電阻資料
根據上述**資料，得到影象如下：
圖一 s-1的伏安特性曲線及線性擬合
擬合直線u = 0.0439 * i
電阻 rs-1 = 0.0439
圖二 s-2的伏安特性曲線及線性擬合
擬合直線 u = 0.0202 * i
電阻 rs-2 = 0.0202
圖三 s-3的伏安特性曲線及線性擬合
擬合直線 u = 0.0998 * i
電阻 rs-3 = 0.0998
3、求出各待測電阻材料的電阻率
由2中所測得結果及公式ρ=,我們得到下表
【對實驗結果中的現象或問題進行分析、討論】
在本試驗中，可能存在的誤差主要有如下幾方面：
1、 在惠斯登電橋法中，由於需要令電橋的輸出電壓為0，然而當調節電阻箱阻值較小的電阻盤時，輸出電壓的改變量微乎其微甚至無法在萬用表上看出讀數的變化。這個偏差在誤差計算中，個位相對誤差為1%，0.1位為5%，雖有修正，但不可能完全彌補。
2、 在四端法測量中，萬用表的示數會波動，使讀數不夠準確，我採用了取中間大小示數的方法。
3、 在兩種方法的電路連線中，乙個不能忽略的誤差**就是導線所帶來的電阻。特別是用四端法測量時，由於待測電阻阻值較小，導線的電阻將會較大地影響結果。為了減小這裡的誤差，我們採取了優化電路圖的做法，通過盡量減小電路中所用到的導線總長度，來達到控制誤差的目的。
4、 由於溫度及其他條件影響，各元件本身可能存在誤差，比如電阻。
【思考題解答】
1、 如何適當選擇r1和r2的比值？
答：先用萬用表粗略測量一下待測電阻的阻值，由,根據待測電阻阻值數量級與變阻箱使有效位數盡量多的阻值的比率確定r1和r2的比值。在測量過程中，如果電阻箱有效位數的旋鈕都選到最小仍不能使電橋平衡，說明過小，應增大r1和r2的比率後在進行測量；如果只有後幾個有效位旋鈕達到了平衡，為使變阻箱有效位盡量多以減小誤差，應增大r，減小，即減小r1和r2的比率。
2、 在自搭電橋測量電阻時，如何提高測量精度？
答：測量時，應注意觀察萬用表示數，用最低電壓檔來控制電橋平衡點。測量前可先用萬用表大致測出電阻阻值的數量級，並照此選擇r1，r2，使變阻箱有效位盡量多。
3、 用自搭電橋測電阻時，測量的最多有效數字取決於什麼？阻值的數值特性在什麼範圍，可多一位有效數字？
答：將電阻計算公式變形可得,而的比值可以取0.01、0.
1、1、10、100 5種。因此有效位數取決於所測阻值，當阻值在999.999到9999990歐時可以多取一位有效數字。
4、 通過實驗現象，分析說明為什麼數字電壓表的高輸入阻抗，可消除電壓引線極接觸電阻和引線電阻對測量的影響？
接觸電阻和引線電阻可看成在理想導線中串聯一電阻，而實驗時，在電路中串聯10kω的電阻，電表示數不變，顯然接觸電阻和引線電阻值遠小於10kω，當然可以消除。
【心得體會】
通過這次試驗，我掌握了惠斯登電橋測量電阻的原理和方法以及四端法測量低值電阻的原理和方法。本次實驗操作較為簡單，進行的很順利。操作還是有一些技巧的，可大大簡化操作，比如在自搭電橋試驗中，先粗略測量阻值，然後選擇r1/r2值，可很快開始電阻箱的調節，而調電阻箱時，電壓變向，即可調節下一檔小阻值的旋鈕，而電壓表也應沿某一方向趨近於0。
若電阻箱大阻值旋鈕閒置，則應改變r1/r2的值。
實驗處理資料時，有一次計算了不確定度，利用了誤差傳遞公式，我對這種計算又一次熟悉了。處理四端法資料時，借助了origin軟體的擬合功能，從而省略了自己用最小二乘法的繁瑣計算。但也因為有origin，我很少自己用最小二乘法處理資料，感覺自己的計算能力和耐心退化的非常厲害。
高科技帶來的方便快捷不知是福是禍。
感謝助教老師的指點和幫助！
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