惠斯通电桥测电阻——实验报告记录

(2)与电源的电动势E成正比。

(3)与电源的内阻rE和串联的限流电阻RE之和有关。

(4)与检流计的内阻和串联的限流电阻RG之和有关。越小,电桥灵敏度S越高,反之则低。

(5)与检流计和电源所接的位置有关。

因此,实验中要使电桥具有较高的灵敏度,以保证电桥平衡的可靠性,从而保证测量的准确性。

3.实验装置

(1)箱式电桥:其面板和电路结构见图15-3。

图15-4 QJ23型箱式惠斯通电桥面板图

图中的各个代码分别表示:

(1)待测电阻Rx接线柱;(2)检流计按钮开关G:按下时检流计接通电路,松开(弹起)时

流计断开电路;(3)电源按钮开关B:按下时电桥接通电路,松开(弹起)时断开电路;(4)检流计;(5)检流计调零旋钮;(6)外接检流计接线柱;(7)外接电源接线柱;(8)比例臂

(9)比较臂(提供比例)。

说明:

(a). 图15-3中电桥左下角的三个接线柱用来使检流计处于工作或短路状态的转换,有一个短路用的金属片,当检流计工作时,金属片应接在中、下两个(“外接”)接线柱上,使电路能够连通;当测量完毕时,金属片应接在上、中两(“内接”)接线柱上,检流计被短路保护。

(b). 电桥背后的盒子里装有三节1号干电池,约4.5伏。当某个实验测量所需要的电源,比内接电源大或者小,就用外接电源,接在外接电源接线柱(7)上。(同时要取出内装干电池)。

(c). 比例臂(8)由R1和R2两个臂组成,R1/R2之比值直接刻在转盘上;当该臂旋钮旋在不同的位置时,R1、R2各有不同的电阻值,组成七档不同的比值 K(0.001,0.01,0.1,1,10,100,1000)。

(d).比较臂(9)由四个不同的电阻档(×1,×10,×100,×1000)所组成。

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(e).在测量时,要同时按下按钮G、B,要注意,先按G,后按B。 (2)AC5型指针式检流计

AC5型指针式检流计是电学实验中常用的仪器,灵敏度高,因为它采用了张丝或悬丝代替轴和轴承的结构,去掉了机械摩擦力。张丝不但是支承动圈和指针的元件,也是导流和产生反力矩的元件。由于这种结构特点,所以在使用时不能激烈转

?7动或震动。电流常数C?10A/格。其面板如图15-5所示。图中: “+、-”:正负极接线柱,电桥实验中检流计作为平衡指示器用,接线时可以不考虑正负极。

“零点调节”:调零旋钮,转动此旋钮可调节指针对准“0”点。(不能在“锁定开关”对着红点位置时调零。)

“锁定开关”:此小开关拨向左边红点时为锁定状态,使线圈短路呈过阻尼,以保护检流计免受震动的损伤。拨向右边白点时为使用状态,指针可以左右偏转。检流计用毕后,应将此开关拨向红点。

刻度盘:检流计“0”点在中间。

“短路”按钮:这是一个阻尼电键,当检流计指针摆动不停时,待其接近\点将此按钮按下,然后松开,这样反复操作几次,可使指针迅速停止在“0”位,以节省测量时间,同时保护检流计。注意,上面讲的“锁定开关”与这个电键,虽然都利用了阻尼效应,但用处是不同的,前者是使检流计成为不使用状态,后者是使检流计处于使用状态使用的。

“电计”按钮:接通电桥电路按钮开关,按下时电路接通,松开时自动弹起,电路断开。[调节电桥平衡时一般应采取“跃按”法,即一按一松,按下时观察检流计的偏转情况]

图15-5 AC5型指针式检流计

实验步骤

(一)清点主要仪器: 1.电阻箱(3个) 2.稳压电源( ) 3.滑线变阻器(2个 ) 4.检流计( ) 5.待测电阻板( ) 6.开关( )7.箱式电桥( ) 8.导线( ) (二)按图15-6测量电路安置仪器,连接电路

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(三)测量电阻并测量电桥的灵敏度

1.考察比率臂与电桥灵敏度的关系

1)检查线路;合上K?,接通电源,

电源电压取1.5V,R1=200Ω, R2=200Ω,待测电阻取200Ω。 2)逐渐减小Rp(直到为零),同时图15-6 ,测量电路调节R3,使检

流计指针指零,然后逐渐减小Rg(直到为零), 同时调节R3,使检流计指针再次指零,记录下R3的值填入表(1)中。

3)改变R3至R3′,使检流计指针偏转1格,记录下△R3/△θ 的值,其中 △R3=| R3-R3′|,△θ=1.0div。

4)使电源电压升高至3.0V时, 重复上述中的(1)(2)(3),读取检流计偏转格数,记入下表(2)中。

5)调节R1=2000Ω, R2=2000Ω,重复上述中的(1)(2)(3),将数据填入表(1)中。 6) 调节R1=200Ω, R2=20Ω,重复上述中的(1)(2)(3),将数据填入表(1)中。 7) 调节R1=200Ω, R2=2Ω,重复上述中的(1)(2)(3),将数据填入表(1)中。 2.考察电压与电桥灵敏度的关系

3..用箱式电桥测电阻

选择倍率分别为1:1,1:10,10:1,测量待测电阻.调节R3,使检流计偏转一格,记下R3,将数据记录下来,表格自制。 (四)列数据表格 51Ω 绿 200Ω 红 3000Ω 橙 75000Ω 紫 Rx R1 R2 R3 10000Ω 100Ω 200mV 10000Ω 1000Ω 1000Ω 1000Ω 1000Ω 10000Ω 数据处理要求:

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1.由计算的数据得出电桥的灵敏度电源电压、比率的关系。 2.关于电阻箱及电桥的误差计算: 最大仪器误差: △R=R?%

式中?%表示电阻箱或电桥的准确度,?表示电阻箱或电桥的等级。我们所使用的 ZX21型、ZX36型电阻箱都是0.1级的。如一个电阻示值R=10.2Ω,则:

△R=10.2×0.1%=0.010(Ω)

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