电桥实验论文···实验 过程

【电桥实验】是电工学领域中用于精确测量低电阻的一种常见实验，尤其适用于测量金属材料的电阻率、电机和变压器绕组电阻等。实验主要使用的是双臂电桥，也称开尔文电桥，它是基于惠斯登电桥原理进行改进的设备，旨在减少因连接导线电阻和接触电阻带来的误差。 电桥分为三类：低电阻（以下）、中电阻（之间）和高电阻（以上）。对于低电阻的测量，惠斯登电桥并不理想，因为连接导线和接触电阻的影响不可忽略。双臂电桥则能够较好地消除这些影响，适合测量阻值在0.1欧姆到10欧姆范围内的电阻。 实验中，QJ19型直流单双臂电桥是核心工具，配合螺旋测微器、低电阻测试夹具、直流稳压电源、安培表、灵敏检流计、标准电阻（0.01级）等设备共同使用。实验目的是理解电桥的工作原理，学会操作电桥测量低电阻，并通过测量铜、铝、铁线的电阻率来验证理论知识。 实验原理中，首先阐述了传统测量方法的局限性，即当电阻较低时，接线电阻和接触电阻（附加电阻）会显著影响测量结果。如图12-1所示，常规测量方法（a）会因为接触电阻和接线电阻与被测电阻串联，导致电压表指示的电位差失真，测量不准确。而图12-2（a）所示的四端接法，将电流接头（a、d）和电压接头（b、c）分开，电压接头置于内部，可以减小接触电阻和接线电阻的影响，使得电流表和电压表的读数更准确地反映电阻值。 惠斯登电桥（图12-3）在平衡状态下，依据欧姆定律，可以通过调整电阻值使检流计中电流为零，从而计算出被测电阻。然而，惠斯登电桥依然存在附加电阻的问题。图12-4所示的改进电路，通过增加和调整电阻，可以进一步消除这些影响，确保测量的准确性。 在实验操作过程中，需调节电桥的电阻，使得通过电阻的电流相等，检流计中的电流为零，达到电桥平衡。平衡条件下的电流关系（12-2）和（12-3）可用于计算被测电阻。当电阻（或）等于无穷大时，电桥的附加电阻对测量结果的影响将被消除，简化为（12-4）和（12-5）的形式，便于计算。 通过这个实验，学生不仅可以掌握电桥的使用方法，还能深入理解电阻测量中的误差来源和如何通过电路设计减少这些误差，这对于理解和应用电工学原理至关重要。实验完成后，所得数据可用于撰写论文，讨论实验过程、结果以及误差分析，从而加深对电桥原理的理解。