惠斯登电桥实验报告

实验报告1、 实验目的：1. 掌握电桥测电阻的原理和方法；2. 了解减小测电阻误差的一般方法二、实验原理：1、惠斯登电桥的原理惠斯登电桥由四个电阻和联成一个封闭四边形，在四边形的对角和上接入直流电源，对角和之间接入检流计而组成，如图所示。图中四边形的每一条边称为电桥的一个臂，而这条对角线就是所谓“桥”。“桥”的作用是将、两点的电位直接进行比较，当、两点电位相等时，检流计中没有电流通过，即，电桥便达到了平衡。这时的电桥称为平衡电桥，检流计称为平衡指示器。电桥达到平衡时，因为、两点电位相等，故 根据欧姆定律有： ， ， 因为 ， 所以有 即 （12-1）图中，与检流计串联的电阻为检流计的保护电阻。 2、电桥的灵敏度 定义为： 单位是“格” （12-2）式中是在电桥平衡时的微小改变量，是由于有一微小改变量后，电桥失去平衡引起检流计偏转的格数。实际上，待测电阻一般不能改变，所以只能改变比较臂的阻值，以代替， 于是（12-2）为： （12-3）电桥灵敏度愈大，表明电桥的灵敏度愈高，判断所得的平衡点愈精确，由电桥灵敏度带来的误差愈小。理论与实验都已证明，电桥的灵敏度与下面几个因素有关：（1）与检流计的电流灵敏度成正比，的值大电桥的灵敏度就高。但如果值太大，则电桥不易稳定，平衡调节就比较困难，因此应选用适当灵敏度的检流计。（2）与检流计的内阻以及串联的电阻有关，及越小，电桥的灵敏度越高，反之则低。（3）与电源的电动势成正比。采用交换法进行测量，则可消除比例臂的误差。交换法就是在进行一次测量之后，在保持比例臂不变的情况下，将待测电阻与比较电阻交换位置再进行一次测量，取两次测量结果的几何平均值为待测电阻的准确值。设第一次测量比较臂读数为，第二次测量比较臂读数为，则： （12-7）3、 实验仪器：线式电桥板、电阻箱、滑线变阻器、检流计、箱式惠斯通电桥、待测电阻、低压直流电源四、实验内容和步骤：（1）按图用电阻箱及待测电阻组装电桥，电源电压。（2）测量前，先用万用电表粗测值。取比例臂电阻调节至最大值，粗调，使检流计指零，电桥平衡。再调节至0，细调，使电桥平衡，记录测量数据，根据（12-1）式计算待测电阻。（3）调节，使检流计偏转1格或2格（）。如果当检流计指针向左偏转时记为，对应的改变量记为，那么当检流计指针向右偏转时则记为，对应的改变量记为，根据（12-3）式可求得电桥灵敏度。（4）将与交换位置，调节使电桥平衡，记下此时的读数为，根据（12-7）式可求得待测电阻。（5）根据（12-9）式计算的测量误差，写出测量结果。5、 实验数据与处理： 计算公式 /512003k75kR15000500200100R2501001002500R3200mv2v200mv2v200mv2v200mv2v52305230102010205982598230083008Rx200mv2mv200mv2mv200mv2mv200mv2mv52.3052.30204.00204.002991.002991.0075200.0075200.000.0250.0250.0200.0200.0030.0030.0020.00252.325204.0202991.00375200.0020.0010.0010.0010.0010.0010.0010.0010.001六、误差分析：由电桥灵敏度的