實驗試題練習1-電學(上).doc

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1、大同杯決賽復習練習卷實驗試題練習1-電學（上）題目1平衡電橋測電阻.電橋法測量是重要測試技術之一，不但用于電工測試技術，而且在非電量測量中也廣泛采用，如電阻、電流、電感、電容、頻率、壓力、溫度等。由于它的靈敏度、精確度相對較高，又有結構簡單、使用方便等特點，在現(xiàn)代自動化控制，儀器儀表中許多都利用電橋這些特點進行設計、調試、控制。測電阻有多種方法，如伏安法，歐姆表法等，它們多數都不同程度地受到電表精度和接入誤差的影響。但使用電橋法測電阻是一種比較法，上述影響比較小，只要標準電阻很精確，檢流計足夠靈敏，那么被測電阻的結果就有較高的準確度。但電橋法測電阻也受到一定限制。如對高電阻（>106W）測量就

2、不適用，必須選擇其它測量方法。如沖擊電流計法、兆歐表法、伏安法等。本實驗主要介紹用單臂電橋（惠斯通電橋）法測量中值電阻（1W~106W）。[學習重點]1．掌握用惠斯通電橋測量電阻的原理和方法。2．學習用交換法減小和削除系統(tǒng)誤差。3．初步研究電橋的靈敏度。[實驗原理]1．惠斯通電橋的線路原理惠斯通電橋的基本線路如圖4-13-1所示。它是由四個電阻R1、R2、RS、Rx聯(lián)成一個四邊形ABCD，在對角線AB上接上電源E，在對角線CD上接上檢流計G組成。接入檢流計（平衡指示）的對角線稱“橋”，檢流計的作用就是將“橋”兩端的電位UC和UD直接進行比較。而四邊形的每一條邊稱為電橋的一個“橋臂”。在一般情況

3、下，橋路上檢流計中有電流通過，因而檢流計的指針有偏轉。若適當調節(jié)電阻值，例如改變RS的大小，可以使C、D兩點的電位相等，即UC=UD，此時流過檢流計G的電流Ig=0，這稱為電橋平衡。即有RxI1I2KgKEBADCGRSR2R1UC=UDIR1=IRx=I1IR2=IRS=I2由歐姆定律知道UAC=I1R1=UAD=I2R2UCB=I1Rx=UDB=I2RS圖4-13-1由以上兩式可得（4-13-1）此式即為電橋的平衡條件。若R1、R2、RS已知，Rx即可由上式求出。通常取R1、R2為標準電阻，R1／R2稱為橋臂比，改變RS使電橋達到平衡，即檢流計G中無電流流過，便可測出被測電阻Rx之值。2．

4、用交換法減小和消減系統(tǒng)誤差大同杯決賽復習練習卷分析電橋線路和測量公式可知，用惠斯登電橋測量電阻Rx的誤差，除其它因素外，與標準電阻R1、R2的誤差有關。我們可以采用交換法來消除這一系統(tǒng)誤差，方法是：先連接好電橋電路，調節(jié)RS使G中無電流，可由式（4-13-1）求出Rx。然后將R1與R2或RS與Rx交換位置，再調節(jié)RS，使G中無電流，記下此時的R￠S，可得（4-13-2）式（4-13-1）和（4-13-2）兩式相乘得R2x=RSR￠S或（4-13-3）這樣就消除了由R1、R2本身的誤差對Rx引入的測量誤差。Rx的測量誤差只與電阻箱RS的儀器誤差有關，而RS可選用高精度的標準電阻箱，這樣系統(tǒng)誤差就

5、可減小。3．電橋的靈敏度（4-13-1）式是在電橋平衡的條件下推導出來的，而電橋是否平衡，實際上是看檢流計是否有偏轉來判斷。檢流計的靈敏度總是有限的，如我們實驗中所用的檢流計，指針偏轉一格所對應電流大約為10-6A。當通過它的電流比10-7A還要小時，指針的偏轉小于0.1格，就很難覺察出來。假設電橋在R1／R2=1時調到了平衡，則有Rx=RS。這時，若把RS改變DRS，電橋就應失去平衡，檢流計中有電流Ig流過。但是，如果Ig小到使檢流計覺察不出來，那么，我們就會認為電橋還是平衡的。因而得出Rx=RS十DRS，DRS就是因為檢流計靈敏度不夠而帶來的測量誤差DRx。對此，我們引入電橋靈敏度的概念，

6、其定義為S=Dn/（DRx/Rx）（4-13-4）DRx是在電橋平衡后Rx的微小改變量（實際上是改變RS，可以證明，改變任一臂所得出的電橋靈敏度是一樣的），Dn是由于電橋偏離平衡而引起的檢流計的偏轉格數。S越大，說明電橋越靈敏，帶來的誤差也就越小。例如S=100格，一般我們可以覺察出檢流計有0.2格的偏轉，這樣，只要RS改變0.2％，我們就可以覺察出來。也就是說，由于檢流計靈敏度的限制所帶來的誤差肯定小于0.2％。S的定義式可變換為(4-13-5)式中，Si為檢流計的電流靈敏度，Sl為電橋線路的靈敏度。即電橋的靈敏度不僅與檢流計的靈敏度有關，而且還與線路參數（R1、R2、RS、Rx、E）的取值

7、有關。一般在用電橋測電阻時，應保證較高的電橋靈敏度。在檢流計、電源一定的情況下，橋臂電阻的取值及橋臂比，都會影響電橋的靈敏度。同時要合理確定橋臂比R1／R2之值，使測量結果的有效數字位數足夠多，一般應比由誤差決定的位數多一位。但在測量時還應保證在改變RS的最小可調檔（DRSmin）兩次，或改變量為儀器誤差DI時應能覺察出檢流計指針的偏轉（0.2格）。否則，位數再多也是不實際的。1．QJ23A型攜帶