雙電橋法測電阻

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1、雙臂電橋測低值電阻綜合性實(shí)驗(yàn)19引言我們知道，一般惠斯登電橋只宜測幾歐姆至兆歐姆范圍內(nèi)的電阻，阻值再小的電阻，由于有接觸電阻和接線電阻的存在，會(huì)給測量帶來很大的誤差，尤其是當(dāng)這些附加電阻和待測電阻可以比擬時(shí)，測量誤差就更大了。為了消除這些附加電阻的影響，人們常把低阻做成四端結(jié)構(gòu)，并采用直流雙臂電橋進(jìn)行測量。雙臂電橋的測量方法和單臂電橋同屬比較測量法。本實(shí)驗(yàn)將對(duì)雙臂電橋進(jìn)行深入的研究。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解低電阻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.掌握雙臂電橋測量低阻的原理和方法。實(shí)驗(yàn)儀器QJ—19型直流單雙臂電橋、滑線變阻器、標(biāo)準(zhǔn)低阻R0（0.001Ω，準(zhǔn)確到0.05%）、待

2、測黃銅棍和不銹鋼板尺各一只、直流穩(wěn)壓電源、光點(diǎn)檢流計(jì)、雙刀雙擲換向開關(guān)、螺旋測微器。實(shí)驗(yàn)原理測量原理測量電路如圖所示，其中R0為標(biāo)準(zhǔn)低阻，RX為待測低阻。四個(gè)比例臂電阻（具有雙比例臂，這便是“雙臂電橋”名稱的由來）一般都有意做成幾十歐姆以上的阻值，因此它們所在橋臂中接線電阻和接觸電阻的影響便可忽略。兩個(gè)低阻相鄰電壓接頭間的電阻設(shè)為r，常稱做“跨橋電阻”。當(dāng)檢流計(jì)G指零時(shí)，電橋達(dá)到平衡，于是由基爾霍夫定律可寫出下面三個(gè)回路方程：實(shí)驗(yàn)原理測量原理實(shí)驗(yàn)原理式中I1、I0、I1ˊ分別為電橋平衡時(shí)通過電阻R1、R0、的電流。將（1）式整理有：如果電橋的平衡是在

3、保證，即?的條件下調(diào)得的，那么（2）式?則簡化為：實(shí)驗(yàn)原理雙臂電橋靈敏度雙臂電橋的靈敏度S可仿照惠斯登電橋的靈敏度來定義。即雙橋平衡后，將比例臂電阻、同步地偏調(diào)，若檢流計(jì)光點(diǎn)偏移Δn格，則靈敏度S為：且，故由靈敏度S引入被測量RX的相對(duì)誤差為：顯見增大S可減小測量誤差實(shí)驗(yàn)原理測量結(jié)果的不確定度當(dāng)平衡條件與不是嚴(yán)格相等時(shí)，r值越大給測量結(jié)果帶來的誤差也越大。為了克服檢流計(jì)回路溫差電動(dòng)勢對(duì)電橋平衡狀態(tài)的影響，必要時(shí)可將工作電源的極性換向，并將換向前后測得的低阻值取平均實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用雙臂電橋測量黃銅棍室溫下的電阻值及電阻率。（1）先測量黃銅棍的阻值。實(shí)驗(yàn)中所

4、使用的AC15/3型檢流計(jì)G，其靈敏度很高（光標(biāo)偏轉(zhuǎn)一小格只需通約3×10-9A的電流），電流大了有可能燒毀檢流計(jì)，因此在調(diào)節(jié)雙橋平衡過程中，要注意檢流計(jì)的安全。為此在電路聯(lián)接正確的情況下，可采用逐漸提高電源電壓且從高位到低位逐漸同步調(diào)節(jié)、使G指零的辦法。注意電源電壓不得超過5V。（2）測量樣品尺寸。對(duì)于黃銅棍：測出待測低阻段的長度、直徑；注意黃銅棍的直徑應(yīng)多次測量（取不同位置測量）后取平均。注意事項(xiàng)1.所用光點(diǎn)檢流計(jì)要輕拿輕放，用后要撥至短路檔。電路切勿接錯(cuò)，以免燒毀檢流計(jì)。2.限流電阻一定要接好，電源電壓開始時(shí)應(yīng)調(diào)得最低，以保證檢流計(jì)和電源的安全

5、。電橋接近平衡時(shí)才將電源電壓升至5V。3.接通電源時(shí)間應(yīng)盡量短，以免電阻發(fā)熱影響測量結(jié)果。4.要注意清除被測樣品上的銹污。思考題1.辯認(rèn)實(shí)驗(yàn)中所用標(biāo)準(zhǔn)電阻的電壓接頭和電流接頭。待測低阻的電壓接頭和電流接頭在實(shí)驗(yàn)中又是如何確定和聯(lián)接的？2.簡述雙橋測低阻的平衡條件和平衡調(diào)節(jié)步驟。參考書1、朱孝義主編，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：科學(xué)出版社，20072、劉少杰，《大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)》電磁學(xué)分冊(cè)[M].天津：南開大學(xué)出版社，2002