实验九惠斯登电桥.doc

实验九惠斯登电桥一、 实验目的（一） 了解惠斯登电桥的工作原理与使用方法；（二） 用滑线式电桥与惠斯登电桥测未知电阻的阻值二、 实验器材滑线式惠斯登电桥、箱式惠斯登电桥、检流计、转触式电阻箱、带测电阻FXi与忠、万用表、稳压电源、滑线式变阻器、开关、导线实验原理图9-1原理图如图9-1所示，其中R、艮、Rb为三个已知电阻，R为待测电阻当电键 Ki. Ks都闭合，电路全部接通时，若检流计 G中指针不偏转，此时电桥达到平衡，称为平衡电桥当电桥平衡时，表示检流计中无电流通过，I g等于0, B点电位点与C点电位点相等电位差Uae=UAc Ud=UCd则由电路欧姆定律可知：DllRx=l2Ra I lR=l2R> 两者相除得甩=八、(1)公式（1 ）只有在电桥平衡，即lg=O的情况下才能成立二 称为“比例臂”（或称“倍率”），滑线和箱式电桥的工作原理比较:R称为“比较电阻”，由此可知， FX的大小由两项因素决定1） 固定电阻F的数值，调节比例臂的大小， Fx也将随比例臂的增大而增大测量时当 甩与F均为一定，改变比例臂的大小，以满足公式（ 1）的同样要求，这就是滑线电桥的工作原理2） 固定比例臂的数值，改变 F的大小，Fx也将随F的增大而增大。

测量时当 FX与比例臂均为一定，改变电阻R以满足公式（1）的同样要求，这就是箱式电桥的工作原理虽然比例臂的 数值可以任意选取，但实用中常采用十进制的 变化，即10「4到104倍四、仪器描述（1） 滑线惠斯登电桥滑线电桥惠斯登电桥如图 9-2所示，EF是一根粗细均匀的电阻丝，下面装有一只米尺，图中阴影区为联接线路的厚铜片，其电阻可以忽略不计 R为电阻箱，作为比较电阻R为滑线变阻器，用来保护检流计C为一滑动接触点，相当于图 9-1中的开关©按下C时则检流计线路接通，并用 C寻找平衡位置由于EF是粗细均匀的电阻丝，其分段长度 La和Lb与电阻Fa及R,成正比，即R/Rb=La/Lb将其代入（1）式中可得：R<=RLa/L b （2）La和Lb可从米尺上读取，R为电阻箱的数值，代入上式，即可求出带测电阻 R但是，由于线路的各部分接头处均有接触电阻存在， 故滑线电桥惠斯登电桥不适宜测低于 1八以下的电阻9-2图9-3Rx (Q）范围箱式电桥桥臂电阻（Q）设置>

图中，Ri、R2为量程转换开关，Ri与R2之比决定量程变换系数，其大小根据所测电阻确定2】使用方法测量前，将检流计及 5V电源接到面板所示接线柱处，被测电阻用导线接到未知电阻（两）接线柱处，专用电阻处用金属短片短接根据被测电阻R<的估计值，参考表1正确选择桥臂电阻 Ri、Fb,按下面板左下方电源按钮，旋转卡住， 先选择粗调按钮按下，并且合理调节电桥标度盘的读数，使得检流计指针指零，然后弹起粗调按钮，再按 下细调按钮，继续调节电桥标度盘的读数，使得检流计指针指零 电标度盘总读数R（ R为六个标度盘读数之和）和量程变换系数之积，即（ R/R2）x F四、实验步骤(1)用万用表分别测出未知电阻 Ri、R2及其串连后的电阻近似值，记入表 2中注意使用万用 表测电阻时，每次转换欧姆倍率开关，都应调零零点调节方法如下：将万用表转换开关拨 到欧姆档适当倍率位置，将两表笔相碰（短接），若此时表头指针未指欧姆档的零刻度，则 调节面板上“ 一”调零旋钮，使之达到零刻度2)按图9-2接好电路，将R调至最大值，C点位于电阻丝的中点，并令 R等于Ri的整数值， 按接通开关Ki3)移动C点位置，使检流计指针偏转角度减小并达到零。

4)使R降为零，再稍稍移动 C点的位置，使指针无偏转，记下 La与 Lb的数值于数据表2中, 并由（2）式计算出只左5)将R与R互换位置，用同样的方法求岀 Ri右，（注意，计算时La与Lb也要互换），求岀R 左与Ri右的平均植，即为 Ri的测量值6)用上述同样的方法测出 R27)将Ri与R<2串联，用同样方法测出串联值8)用箱式惠斯登电桥测出 Ri、R2及其串联值，记入数据表 2中六、数据处理万用表测量值RXi:Rx2：Rd+R<2:（Q）滑线式电桥La：Ri左：La：R<2 左：La：R1+R2 左：测量值Lb：Lb：Lb：（Q）La：Ri右：La：R<2 右：La：R1+R2 右：Lb：Lb：Lb：Rjh :艮X2 :氏割+J纭:箱式电桥测量值RXi:R<2：R1+R2:（Q）六、思考题1、 利用惠斯登电桥除了测电阻值，还可以测什么？2、 同一个电阻，测出的阻值为何不一样？为什么?。