大学物理实验惠斯通电桥测电阻实验报告

大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：惠斯通电桥一、实验目的：1.精确测量中高值电阻（单桥）2.掌握电桥测电阻的原理和方法二、实验原理：电阻是电路的基本元件之一，电阻的测量是基本的电学测量。用伏安法测量电阻，虽然原理简单，但有系统误差。在需要精确测量阻值时，必须用惠斯通电桥，惠斯通电桥适宜于测量中值电阻(1～106Ω)。电阻是电路的基本元件之一，电阻的测量是基本的电学测量。用伏安法测量电阻，虽然原理简单，但有系统误差。在需要精确测量阻值时，必须用惠斯通电桥，惠斯通电桥适宜于测量中值电阻(1～106Ω)。惠斯通电桥的原理如图l所示。标准电阻R0、R1、R2和待测电阻RX连成四边形，每一条边称为电桥的一个臂。在对角A和C之间接电源E，在对角B和D之间接检流计G。因此电桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。当开关KE和KG接通后，各条支路中均有电流通过，检流计支路起了沟通ABC和ADC两条支路的作用，好象一座“桥”一样，故称为“电桥”。适当调节R0、R1和R2的大小，可以使桥上没有电流通过，即通过检流计的电流IG=0，这时，B、D两点的电势相等。电桥的这种状态称为平衡状态。这时A、B之间的电势差等于A、D之间的电势差，B、C之间的电势差等于D、C之间的电势差。设ABC支路和ADC支路中的电流分别为I1和I2，由欧姆定律得I1RX=I2R1I1R0=I2R2两式相除，得102XRRRR(1)(1)式称为电桥的平衡条件。由(1)式得102XRRRR(2)即待测电阻RX等于R1/R2与R0的乘积。通常将R1/R2称为比率臂，将R0称为比较臂。三、实验仪器：箱式直流单臂电桥，导线若干，待测电阻。四、实验内容和步骤：1.将RN及功能选择档均选择为“单桥”。2.打开电源，按下2mV档，调节调零电位，将读数调零。3.按下电压表“接入键”、200mV键。4.接入Rx初步设定R3.根据Rx/R3的比值，设定R1，R2。5.按下B,G按钮，逐步调节R3（从高位到低位，使V接近等于0）。6.重复上述步骤，多次测量记录数据。五、实验数据与处理：其中△Rx=，△Rx为标准偏差。六、误差分析：1.电源仪器试用时间长，电压偏小。2.导线磨损致使电阻分布不均匀。3.检流计灵敏度可导致偶然误差增大。4.电阻使用时间较长，有损坏。5.元器件本身存在的误差。七、思考题：1．电桥由哪几部分组成?电桥平衡的条件是什么?答：电桥由电源、开关、检流计，电阻，桥臂组成，电桥平衡的条件是检流计读数为零。2.用滑线式惠斯通电桥测电阻时，电桥的平衡条件是什么?滑键D在什么位置时，测量结果的相对误差最小?答：电桥的平衡条件是检流计读数为零。滑键D在电桥中部时，测量结果的相对误差最小。3.用滑线式惠斯通电桥测电阻时，把R0和RX交换位置后，待测电阻RX的计算公式与交换前的计算公式有何不同?答：交换测量可以减小误差，交换后Rx=CR0，C为之前计算公式R0前面的系数的倒数。4.若待测电阻RX的一个接头接触不良，电桥能否调至平衡?答：不能调至平衡，会造成断路。5.用QJ24型直流单臂电桥测电阻时，确定比率臂旋钮指示值的原则是什么?答：原则是尽量是每一个位上都有读数。取四位有效数字，电阻箱的旋钮都能够使用上。6.电桥的灵敏度是否越高越好？为什么？答：不是，因为电桥的灵敏度太高，调节电桥的平衡就比较困难，而且需要做比较臂的电阻箱的可调数位增加，当做比较臂的电阻箱的可调数位不足时，电桥就无法调节平衡。