电桥法测电阻PPT

电阻测量物理实验中心实验分组及内容安排10411040114——伏安法测中阻(100或470欧姆)要求测量电压表和电流表的内阻并判断电表量程的选取、以及毫安表的接法(内接还是外接)。测量完成后拆线前检查数据是否合理，要求电源电压不动，只改变滑线变阻器的分压，共测量8组(V,I)数据，数据均应超过所用量程的一半。1040211——半偏法测检流计内阻和电流常数(100nA或300nA挡)测量完成后要求现场计算电流常数值，看是否与理论值接近。电子检流计的挡位就是其量程，例如100nA挡的电流常数即100nA/50div=2nA/div，其余挡位以此类推。测一次即可。1040312——伏安法测高(或者低)组(二选一)必须在完成测量检流计的内阻和电流常数的实验后才能进行该实验，并且所用检流计的挡位与所测的要一致，否则没有意义！！！均测一次即可1040412——惠斯通电桥测中阻(自组和箱式都须做)要求完成自组法和箱式电桥后才签字，注意自组法要求交换测量一次，比例桥臂用固定电阻，不要用电阻箱！测完后一定要注意断开电源，各挡归位！测一次，注意记录下电桥的准确度等级。实验分组及内容安排10421040514——双电桥测低组R1、R2选择原则：保证测量结果又够多的有效数字。测量时要求改变所测铜杆的长度共8次（等间隔变化）。电源用外接直流稳压电源，电压选15V，输出电流以外接的电流表为参考大概1A左右。另外要求测量铜杆的直径8次，测量时要改变位置和方位，因为铜杆不是完全均匀的。完成后老师检查数据签字后方可拆线。1040522——双电桥改单电桥测中阻实验结束后电桥选择“断”，粗细按钮松开，电子检流计旋到“表头保护”挡位。电阻的分类中电阻：10-106Ω特点：测量方法最多高电阻：107-1018Ω特点：电流太小低电阻：10-7-1Ω特点：电压太小；导线电阻，接触电阻影响不可忽略电阻测量方法伏安法：低阻、中阻、高阻电桥法：低阻(双电桥)、中阻(单电桥)、高阻(六臂电桥)电位差计法：中阻(取代电压表)冲击法：高阻借助电阻值的测量可获得温度、位移、转角等非电学量伏安法测中阻1.估测中阻阻值：如2.电表量程选择：依据显然V、I越大，ΔR/R越小，当V=Vm、I=时ΔR/R最小。即电表量程选择原则：读数1/2量程。本实验中若取Vm=1.5V→Im≈1.5/100=15(mA)或取Vm=7.5V→Im≈7.5/100=75(mA)3.内接与外接100IVR%%ImVmaIIaVVIIVVRR内接：V=I(RX+RA)RX=V/I-RA=R‘-RAΔRX=R'-RX=RARA↓ΔRX↓，适于测高电阻外接：XVXVRRVIRRVXVRRRRR2XXVRRRRRRRV↑ΔRX↓，适于测低电阻伏安法4.测量电表内阻RgE,rR1R2K恒流半偏法①K开，调R1，使Ig=Im；②K合,调R2，使Ig=Im/2则若R1＞＞R2，则Rg=R2适用测内阻较小电表，如电流表1212gRRRRRRRgE,r恒压半偏法①调R=R1，使Ig=Im；②调R=R2，使Ig=Im/2；则Rg=R2-2R1，若调E使R1=0，则Rg=R2（条件：r＜＜R+Rg，可略）适用测内阻较大电表，如电压表伏安法5.实验内容①测电表内阻：15mA、75mA，1.5V、7.5V各挡②计算伏安法内接、外接误差，选定测量方法并设计电路③测V、I曲线，根据电表读数1/2量程原则确定测量范围④用一元线性回归法计算并修正内/外接方法误差得RXVRI伏安法测高电阻和低电阻(用检流计作电流表和电压表)1.测量检流计(100nA挡)内阻Rg及电流分度值KiE=2VR3R110R0≈90kR2Rg(标准)SGV恒压半偏法测量检流计内阻Rg及电流分度值Ki101()gigIRVKdRRRdRg=R2伏安法2.测高阻()SXSgiiRVVRRRKdKd3.测低阻ig()XHgidkRdRRRKIIRXGVSERgRSRSERRXGRgRHA测量高阻电路图测低阻电路图小量程电流表测小电流小量程电压表测小电压四端钮接法消除附加电阻影响选择高阻或低阻只需测一组数据即可测高、低阻的时候检流计灵敏度一定要选1中已测内阻和电流分度值的那挡电桥法——单电桥测中值电阻自组电桥IgGACBDIES1S2I1I2R1R2RNRX惠斯通电桥XNNRRR1.交换法NXNXRRRRRRRR1221交换后有平衡条件即只需一个标准电阻即可3.不确定度NNXRRR22223)(3)(21)()(21)(NNNNNNNNXXRRRRRRuRRuRRu仪仪仪仪仪　nRRRSRRuNXX2132.032.03)()(灵灵)()()(22XXXRuRuRu灵仪合成不确定度传递公式桥路检流计保护电路2.灵敏度2X1NRnnSRRRS2.0灵探究电桥灵敏度和哪些因素有关电桥法——单电桥测中值电阻QJ45型箱式电桥)10%(0RRax仪RX=CRN——C选取原则：使RN取最多有效数字R0是基准值，若量程是1.0110103则R0=103伏安法和电桥法待测电阻相同，方便比较IgGACBDIES1S2I1I2R1R2RNRX惠斯通电桥档位调到R挡接入未知电阻到X处开关拨到“接入”挡选择比例C按顺序按0.01、0.1、1按钮，跃接检流计调平衡测量完毕将各按钮松开，挡位回复到V档电源一定要断开！双电桥测低电阻1．低阻测量的困难：附加电阻的影响不可忽略2．解决的办法：①（1）转移附加电阻：转移到电源内阻和阻值很大的桥臂电阻中四端钮电阻（四引线法）；②单桥→双桥3．实验原理R1R3BGRNR'LERXR'P1R4R2DR'P2R'P3R'P4R'PC1R'PC4R'C4R'C1R'PC2R'PC3RNERXR4R2DR1R3BR'I3I1I4I2I5I6IgGIR'C2R'C3开尔文电桥等效电路图双电桥测低电阻修正R'RNERXR4R2C1C2P2P1DR1R3BGC3C4P3P4开尔文电桥原理图241342213RRRRRRRRRRRRRNX2413RRRR(1)使(3)实验内容：测量合金杆不同长度间电阻，用一元线性回归法计算电阻率ρLRdLSRXX4π2GRNRXR4R2R1R3ARPKR'4321短路粗细QJ19型双电桥电路图NXRRRR13(2)使用短粗导线连接，使R'→0，从而有QJ19双电桥：选定RN为某固定阻值的标准电阻，并选定R1=R2为某一值，联调R3与R4使电桥平衡电桥平衡时有换向开关作用：消除热电动势的影响双电桥测中电阻(选择检流计灵敏度较低的挡位)电学实验操作方法及注意事项回路接线法、拆线顺序电源使用方法：输出按钮作用，电路主干线必须接开关设计电路安全位置，逐步逼近示零显示优于大小的判断瞬态试验→宏观粗测→细调电子检流计示零，灵敏度要适中(由低到高改变)，使用前需调零，用完后要将旋钮旋至“表头保护”。指针检流计的使用短路：使指针在平衡位置，快速稳定电计：接通电路，进行计量（测量）制动拨钮，指针固定使用前先调零测量数据要记录有效数字，不起作用的旋钮读数不算有效数字要记录原始数据，如刻度数、格数等，不要直接记录长度或电流电压等实验结束按原样整理仪器每个实验内容：设计电路及参数→连接线路并测量数据→拆线报告一周内交到教师报告箱里实验报告成绩若在3分以下，必须修改，否则拿不到相应积分实验积分不是做的越多越好，注重质量实验时间：下午1:30-4:50;晚上18:00-21:20注意事项