大學生物理論文雙臂電橋測金屬電阻率判斷金屬材料

1、雙臂電橋測金屬電阻率判斷金屬材料 學校：青島科技大學 學院：化學院 班級：化學131 姓名：朱志恒 學號：內容：雙臂電橋測金屬電阻率判斷金屬材料論文摘要：本文在了解雙臂電橋結構、掌握其原理的基礎上，用雙臂電橋測量未知金屬的電阻率，進而結合金屬電阻率表找出未知金屬。關鍵詞：雙臂電橋、未知金屬、電阻率引言：直流雙臂電橋是采用凱爾文線路寬量程的攜帶式精密型直流電橋。對金屬棒、板料、電纜、導線等，金屬導體的電阻值的測定?！緦嶒災康摹?、初步了解雙臂電橋的結構，并會正確使用 2、在掌握雙臂電橋工作原理的基礎上，用雙臂電橋測量金屬電阻率 3、了解設計性試驗的工作方法，培養(yǎng)獨立工作能力【實驗儀器】QJ42型

2、雙臂電橋、SR-I型四端低阻測試夾具、未知金屬棒【實驗原理】1、 雙臂電橋測量低電阻測量低電阻（小于1W），關鍵是消除接觸電阻和導線電阻對測量的影響。利用四端接法可以很好地做到這點。根據四端接法的原理，可以發(fā)展成雙臂電橋，線路圖和等效電路如圖所示。我們考察接線電阻和接觸電阻是怎樣對低值電阻測量結果產生影響的。例如用安培表和毫伏表按歐姆定律RVI測量電阻Rx，電路圖如圖 1 所示，考慮到電流表、毫伏表與測量電阻的接觸電阻后，等效電路圖如圖 2 所示。由于毫伏表內阻Rg遠大于接觸電阻Ri3和Ri4,因此他們對于毫伏表的測量影響可忽略不計，此時按照歐姆定律RVI得到的電阻是（Rx+ Ri1+ Ri2

3、）。當待測電阻Rx小于1W時，就不能忽略接觸電阻Ri1和Ri2對測量的影響了。因此，為了消除接觸電阻對于測量結果的影響，需要將接線方式改成下圖 3方式，將低電阻Rx以四端接法方式連接，等效電路如圖 4 。此時毫伏表上測得電眼為Rx的電壓降，由Rx = V/I即可準測計算出Rx。接于電流測量回路中成為電流頭的兩端(A、D)，與接于電壓測量回路中稱電壓接頭的兩端(B、C)是各自分開的，許多低電阻的標準電阻都做成四端鈕方式。根據這個結論，就發(fā)展成雙臂電橋，線路圖和等效電路圖 5和圖 6所示。 標準電阻Rn電流頭接觸電阻為Rin1、R in2，待測電阻Rx的電流頭接觸電阻為Rix1、R ix2，都連接

4、到雙臂電橋測量回路的電路回路內。標準電阻電壓頭接觸電阻為Rn1、R n2，待測電阻Rx電壓頭接觸電阻為Rx1、Rx2，連接到雙臂電橋電壓測量回路中，因為它們與較大電阻R1、R 2、R3、R相串連，故其影響可忽略。由圖 5 和圖 6 ，當電橋平衡時，通過檢流計G的電流IG = 0, C和D兩點電位相等，根據基爾霍夫定律，可得方程組（1）2、 導體的電阻率一段導體的電阻與該導體材料的物理性質和他的幾何形狀有關。實驗指出，導體的電阻與其長度L成正比，與其橫截面積A成反比，即 R=式中，比例系數成為導體的電阻率。它的大小表示導體電阻的性質，可按式 =R A/L=R d2/4l求出。式中，d為圓形導體的

5、直徑。實驗儀器：QJ42型箱式直流雙臂電橋、金屬棒制作成的四端電阻、導線、直尺、千分尺、熱水槽、溫度計、熱水等?！緦嶒灢襟E】1、 先將金屬棒套入四端低阻夾具固定柱和滑動柱內，兵擰緊固定柱上的緊擰螺絲然后用導線將測試夾具上C1和C2，P1和P2接線端鈕與電橋相對應的度按鈕鏈接（C1,C2為電流端，P1，P2為電壓端），然后將滑動柱滑動之測量所要求的位置固定，開始測量。2、 接通QJ42的交流電源，B1指向通，旋轉調零鈕，把檢流計指針調到0.調靈敏度鈕，使檢流計靈敏度開始測量時在最低位置。將被率開關旋到適當位置上（X10-2或X10-2）,按下按鈕B和G(接通內測電路)，調節(jié)讀數盤，使檢流計指針重新回到0位，再提高靈敏度，重新調節(jié)讀書盤，使檢流計指0，則被測電阻的電阻值Rx=倍率讀數值X劃線讀數盤示值。按表測量不同的位置的阻值（測量中，同時按下按鈕B和G，時間盡量要短，避免通電時間過長損壞表頭）。3、 用游標卡尺或千分尺測出金屬棒不同位置的直徑，重復十次取平均值。填入表中。4、 由式算出值，計算的相對誤差E，和絕對誤差=Er。5、 參考金屬電阻率表找出未知金屬元素?！緮祿幚怼?、 數據記錄表格 表一 實驗數