双臂电桥测低电阻

双臂电桥测低电阻【实验目的】1．了解四端引线法的意义及双臂电桥的结构2．学习是用双臂电桥测量低电阻3．学习测量导体的电阻率【实验原理】1、电阻按照阻值大小可分为高电阻(100K以上)、中电阻(1～100K)和低电阻(1以下)三种。一般说导线本身以及和接点处引起的电路中附加电阻约为0.1，这样在测低电阻时就不能把它忽略掉。对惠斯通电桥加以改进而成的双臂电桥(又称开尔文电桥)消除了附加电阻的影响，适用于10-5~102电阻的测量2、因此，为了消除接触电阻对于测量结果的影响，需要将接线方式改成下图方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接由上图，当电桥平衡时，通过检流计G的电流IG=0,C和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1）232123223123113RRIRIIRIRIIIRIRInRRX(1)解方程组得RRRRRRRRRRRRRX312123111(2)通过联动转换开关，同时调节R1、R2、R3、R，使得RRRR312成立，则（2）式中第二项为零，待测电阻Rx和标准电阻Rn的接触电阻Rin1、Rix2均包括在低电阻导线Ri内，则有nXRRRR1(3)实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到RRRR//312。为了减小(2)式中第二项的影响，使用尽量粗的导线以减小电阻Ri的阻值(Ri0.001)，使(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(3)式。【实验仪器】DH6105型组装式双臂电桥，检流计，被测电阻，换向开关，通断开关，螺旋测微计，导线等【实验内容】1．测量一段金属丝的电阻RX按上图连接好电路，调定R1=R2、R3=R4，正向接通工作电源B，按下“G”按钮进行粗调，调节RN电阻，使检流计指示为0，双臂电桥平衡，记下R1、R2、R3、R4和RN的阻值反向接通工作电源B，使电路中电流反向，重新调节电桥平衡，记下R1、R2、R3、R4和RN的阻值2．设定金属丝的长度L，由10cm变化到40聪明，每隔5cm测一组数据。3．用螺旋测微计测量金属丝的直径d，在不同部位测量5次，求平均值，根据公式=d2RX/4L，用最小二乘法计算金属丝的电阻率。【实验数据】铜（L=400mm)开关R1（）R2（）R3（）R4（）RN（）RX（）RX（）正100010001001000.023010.0023010.002304反100010001001000.023060.002306正10001000010010000.023050.0023050.002304反10001000010010000.023040.002304直径d（mm）3.9753.9723.9793.9813.980d=3.977mm当R1=R2=1000，R3=R4=100时L（mm）100150200250300350400RN正（）0.005770.008640.011470.014400.017240.021040.02301RN反（）0.005800.008670.011460.014380.017250.021060.02306RX（）0.0005780.0008660.0011460.0014390.0017240.0021050.00230428X=dR/4L=7.154*10m铜铁（L=400mm）开关R1（）R2（）R3（）R4（）RN（）RX（）RX（）正100010001001000.042290.0042290.004230反100010001001000.042310.004231正10001000010010000.042300.0042300.004234反10001000010010000.042380.004238直径d（mm）3.9703.9683.9723.9693.972d=3.970mmL（mm）100150200250300350400RN正（）0.011650.015940.022200.026440.031480.036790.04229RN反（）0.011450.015850.022140.026310.031440.036730.04231RX（）0.0011550.0015800.0022170.0026380.0031460.0036760.00423027X=dR/4L=1.310*10m铁铝（L=400mm）开关R1（）R2（）R3（）R4（）RN（）RX（）RX（）正100010001001000.018940.0018940.001895反100010001001000.018960.001896正10001000010010000.018900.0018900.001891反10001000010010000.018920.001892直径d（mm）3.9903.9913.9893.9883.991d=3.990mmL（mm）100150200250300350400RN正（）0.004750.007010.009490.011790.014230.016550.01894RN反（）0.004710.007130.009550.011800.014180.016580.01896RX（）0.0004730.0007070.0009520.0011800.0014200.0016560.00189528X=dR/4L=5.923*10m铝