大学物理实验-电桥法测定电阻

电桥是一种用比较法测量电阻、电容或电感的仪器。通常的电桥是将电阻、电容、电感等元件或这些 元件的组合组成四个桥臂的电路。根据激励电源性质的不同，电桥分为交流电桥和直流电桥两大类。惠斯 登电桥是直流电桥中的一种，它是测量中值电阻的重要仪器。它用比较法进行测量，即在平衡条件下，将 待测电阻与标准电阻进行比较以确定其阻值。它具有测试灵敏、精确、方便等优点。 电桥电路在检测技术中应用非常广泛，不仅可以测量电阻，还可以测量电容、电感、温度、压力、真 空度等许多物理量。这种测量方法广泛应用于工业和科研的自动控制中。 本知识点： 1. 电桥法测量：电桥法是一种基于比较法的测量技术，用于确定电阻、电容或电感等电气参数。常见的电桥包括交流电桥和直流电桥，其中惠斯登电桥是直流电桥的一个重要类型，主要用于测量中等值电阻。 2. 惠斯登电桥原理：惠斯登电桥由四个桥臂组成，包括待测电阻和三个已知电阻。当电桥平衡时，即通过检流计的电流为零，可以推导出待测电阻的表达式xR = 21RR0R，其中K = 21RR是比率，其他电阻值为已知。 3. 电桥平衡条件：电桥平衡意味着电桥的两个对角线上两端点的电位差为零，此时检流计中无电流通过。如果C、D两点电位相等，即ACV=ADV，电桥达到平衡状态。 4. 电桥的灵敏度：电桥的灵敏度S反映了电桥对微小变化的响应能力。S越大，表示电桥越敏感，测量误差就越小。电桥灵敏度受到检流计灵敏度和电源电压的影响，可以通过公式S=GxxRRRRRRRRRES)2()(0120211计算，其中S1=GInΔΔ是检流计灵敏度。 5. 测量误差估算：在实验中，需要考虑测量误差，这可能源于检流计灵敏度不足或电源电压选择不当。误差可以通过电桥灵敏度的限制来估计，例如，如果电桥灵敏度为一格/1%，那么当电阻改变1%时，检流计会有1格的偏转。 6. 实验目的与设备：实验旨在让学生理解并掌握电桥法测定电阻的原理和操作方法，包括自搭电桥和消除系统误差的交换法。实验所需设备包括9孔插件板、JK-31稳压、恒流源、数字万用表、电阻箱以及不同阻值的电阻等。 7. 实验操作：在实际操作中，会通过调整可变电阻0R来实现电桥的平衡，并使用数字万用表等工具进行测量。同时，为了减少系统误差，可能需要使用交换法，即改变桥臂的连接顺序来重新进行测量。 8. 应用范围：电桥法不仅用于电阻的测量，还能测量电容、电感、温度、压力、真空度等多种物理量，广泛应用于工业自动化和科研领域。 总结：电桥法是一种重要的测量技术，尤其在电阻测量中具有高精度和便捷性。通过惠斯登电桥的工作原理和电桥的灵敏度分析，可以更好地理解和执行电阻测量实验，同时，通过消除测量误差的方法提高实验的准确性和可靠性。