電橋法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)教案.doc

1、本文格式為word版，下載可任意編輯電橋法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)教案.doc 試驗(yàn)教學(xué)教案 試驗(yàn)名稱 電橋法測(cè)電阻 試驗(yàn)學(xué)時(shí) 2 教學(xué)反思與批注 每次試驗(yàn)組數(shù) 15 每組人數(shù) 2 試驗(yàn)類型 基礎(chǔ)性 試驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅?1. 了解橋式電路的基本結(jié)構(gòu)及測(cè)量電阻的原理； 2. 把握自搭惠斯通電橋測(cè)量電阻的方法； 3. 把握橋式電路的連接和調(diào)整電橋平衡的方法 試驗(yàn)設(shè)備及器材： 便攜式 qj-23a 型箱式電橋. 試驗(yàn)原理： 將待測(cè)電阻 r x 與標(biāo)準(zhǔn)電阻并聯(lián)到電源上，如圖 12.1 所示，則有，s b x dr i r i = ，即d s b xi r i r / =. 圖 12.1 假如兩支路的電流 i d 、i

2、 b 和標(biāo)準(zhǔn)電阻的阻值 r s 已知，則可求出 r x .從數(shù)學(xué)表達(dá)形式上看原理很簡(jiǎn)潔，但從物理試驗(yàn)方面看，要用上式求待測(cè)電阻阻值，還必需解決兩個(gè)問(wèn)題：一是 i d 、i b 怎樣測(cè)？若用電流表測(cè),不行避開(kāi)地存在誤差；二是公式是通過(guò)并聯(lián)，即相比較的兩電阻 r s 、r x 兩端的電壓相同而得到的怎樣確保這個(gè)條件？惠斯通 1843 年創(chuàng)造的電橋解決了以上兩個(gè)問(wèn)題惠斯通在 ab 和 ad 之間用標(biāo)準(zhǔn)電阻 r 1 、r 2 代替 i d 、i b 在 bd之間用靈敏電流計(jì)確定兩點(diǎn)等電勢(shì)這樣由圖 12.1 改為了圖 12.2 的惠斯通電橋(又稱單電橋) 圖 12.2 在圖 12.2 中，r 1 、r

3、2 、r s 、r x 稱為四個(gè)橋臂，r 1 、r 2 稱為比例臂，r s為比較臂，r x 為待測(cè)臂當(dāng) bd 兩點(diǎn)電勢(shì)相等時(shí)，靈敏電流計(jì) g 中無(wú)電流通過(guò)，i g =0，指針不偏轉(zhuǎn)，稱為電橋平衡，否則電橋不平衡 由于電橋采納待測(cè)電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻相比較的方法，而制造較高精度的標(biāo)準(zhǔn)電阻并不困難，同時(shí)，靈敏電流計(jì)只用來(lái)推斷有無(wú)電流，只要有足夠的靈敏度即可，不存在接入誤差，因此，用電橋測(cè)電阻精確度高，這是電橋測(cè)電阻的主要優(yōu)點(diǎn) 惠斯通電橋是最常用的直流電橋當(dāng) b、d 兩點(diǎn)間電勢(shì)不等時(shí)，有電流通過(guò)檢流計(jì)，電橋不平衡調(diào)整 r s ，使檢流計(jì)中電流為零(i g =0)，此時(shí) b、d 兩點(diǎn)間電勢(shì)相等，電橋達(dá)到平衡

4、，此時(shí)，u d =u b 、i 1 = i x 、i 2 = i s 、u ad =u ab ,、u dc =u bc ,于是有2 2 1 1r i r i = ，s xr i r i2 1= ， s s xkr rrrr = =21 (12.1) 式(12.1)即為本試驗(yàn)的測(cè)量公式式中，2 1 /rr k = 稱為比例系數(shù)由式(12.1)知，當(dāng)電橋平衡時(shí)，四個(gè)橋臂的電阻間有一個(gè)簡(jiǎn)潔的關(guān)系：兩相對(duì)橋臂電阻的乘積相等 明顯，r x 可由標(biāo)準(zhǔn)電阻 r 1 、r 2 和 r s 求得，與電源的電壓無(wú)關(guān)所以，電橋測(cè)電阻實(shí)質(zhì)上是比較測(cè)量法由于標(biāo)準(zhǔn)電阻有很高的精確度，因而用電橋測(cè)電阻也有很高的精確度為了測(cè)

5、量便利，箱式電橋上、比例系數(shù)2 1 /rr k = 取成固定比率(倍率)測(cè)量時(shí)先確定 k，然后調(diào)整 r s 使電橋平衡，由公式s xkr r = 得到測(cè)量結(jié)果 試驗(yàn)內(nèi)容與步驟： 1接通電源，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)撥向"內(nèi)接'. 2將被測(cè)電阻接入 r x 兩端，（接入前先用萬(wàn)用表粗略測(cè)出阻值）. 3. 粗調(diào)調(diào)整k和r s ，使之滿意r x =r 1 r s /r 2, =kr s, ( r s 的最高檔不能為零) 4細(xì)調(diào)輕輕按下橋中的 g 開(kāi)關(guān) ,觀看檢流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)狀況，若指針向右偏，需要增大 kr s, 若指針向左偏，需要減小 kr s, 直到電流計(jì)指針指到"0'

6、位置，電橋平衡。 單電橋測(cè)電阻數(shù)據(jù)記錄 試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理： r x =å=5151isi i rk= 同學(xué)試驗(yàn)報(bào)告要求： 試驗(yàn)報(bào)告字跡工整，文字簡(jiǎn)練，數(shù)據(jù)齊全，圖表規(guī)范，計(jì)算正確，分析全面。 留意事項(xiàng)： 1自組電橋接線時(shí)，應(yīng)先接四個(gè)橋臂，再接橋支路，最終接入電源 2用電橋測(cè)電阻之前，必需先用萬(wàn)用表，粗測(cè)待測(cè)電阻的阻值，并調(diào)r s r x ，以愛(ài)護(hù)檢流計(jì) 3自組電橋 r n 調(diào)大可減小 g 中電流，降低 g 的靈敏度并愛(ài)護(hù) g 4必需按規(guī)定選擇電橋測(cè)電壓，若電源電壓低于規(guī)定值，會(huì)使電橋靈敏度降低，若高于規(guī)定值，則可能燒壞橋臂電阻 5試驗(yàn)過(guò)程中為了愛(ài)護(hù)檢流計(jì)，應(yīng)特殊留意"先粗調(diào)（打開(kāi) g 開(kāi)關(guān)），后細(xì)調(diào)（合上 g 開(kāi)關(guān)）