《[理学]双臂电桥测低电阻-实验报告.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[理学]双臂电桥测低电阻-实验报告.doc（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、双臂电桥测低电阻实验报告实验题目 双臂电桥测低电阻实验目的 熟悉双臂电桥的原理、特点和接线方法。掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。了解金属电阻率测量方法的要点。实验原理 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 3方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接，等效电路如图 4 。此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降，由Rx = V/I即可准测计算出Rx。接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图 5和图 6所示。 标准电阻R
2、n电流头接触电阻为Rin1、R in2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为Rix1、R ix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。标准电阻电压头接触电阻为Rn1、R n2，待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R1、R 2、R3、R相串连，故其影响可忽略。由图 5和图 6，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） (1)解方程组得(2)通过联动转换开关，同时调节R1、R 2、R3、R，使得成立，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、R ix2均包括
3、在低电阻导线Ri内，则有 (3)实验仪器 铜棒，铝棒，稳压源，电流表，限流电阻，双刀双掷开关，标准电阻，检流计，低电阻，电桥，导线等。本实验所使用仪器有 QJ36型双臂电桥（0.00.02级）、JWY型直流稳压电源 （5A15V）、电流表（5A）、RP电阻、双刀双掷换向开关、0.001W标准电阻（0.01级）、超低电阻（小于0.001W)连接线、低电阻测试架（待测铜、铝棒各一根）、直流复射式检流计（AC15/4或6型）、千分尺、导线等。 棒材金属测试架实验步骤 用双臂电桥测量金属材料（铜棒、铝棒）的电阻虑r，先用（3）式测量Rx,再求r。1将铜棒安装在测试架上，按实验电路图接线。选择长度为40
4、0cm，调节R1，R2为1000W,调节R使得检流计指示为0，读出此时R的电阻值。利用双刀开关换向，正反方向各测量3组数据。2选取长度30cm,重复步骤1。3在6个不同的未知测量铜棒直径并求D的平均值。4计算2种长度的和r，再求。5取铜棒40cm长度，计算测量值的标准偏差。6将铜棒换成铝棒，重复步骤1至5。实验电路图注意事项n 按线路图电流回路接线，标准电阻和未知电阻连接到双臂电桥时注意电压头接线顺序。n 先将铝棒(后测铜棒)安装在测试架刀口下面，端头顶到位螺丝拧紧。n 检流计在X1和X0.1档进行调零、测量，不工作时拨到短路档进行保护。实验数据 表1-1 铜(铝)棒直径直径(mm)12345
5、6铜棒5.1185.0975.0785.0865.0735.070铝棒5.1105.1115.1205.1215.0905.108“零点”1.110mm表1-2 铜棒40cm电阻电阻()123正向162316211621反向162416261628表1-3 铜棒30cm电阻电阻()123正向120612051205反向120712071207表1-4 铝棒40cm电阻电阻()123正向745745744反向747746746Rn 0.01级电桥 0.02级数据处理 表1-5 直径计算直径（mm）平均值标准差不确定度铜棒5.0870.018040.00737铝棒5.1100.011190.004
6、57表1-6 电阻计算电阻()R=R3 不确定度 不确定度铜棒40cm1623.81.13771.62381.1377铜棒30cm1206.20.40141.20620.4014铝棒40cm745.50.42820.74550.4282表1-7 电阻率计算40cm30cm铜棒8.25068.1717铝棒3.8222-分析评定实验结果的不确定度 对铜棒40cm的测量分析0.00737m1.333m=1.11，=1，P=0.688.233m1.1377m=6.666m代入不确定度合成公式：=2.73m，P=0.68实验结果 实验结果电阻()电阻率（）铜棒40cm1.6238P=0.68铜棒30cm
7、1.2062铝棒40cm0.7455实验讨论和心得体会 实际上即使用了联动转换开关，也很难完全做到。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(Ri0.001W)，使(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(3)式。本次实验基本达到了实验目的，理解了其原理等。本实验很重要的一方面是操作连接电路，在老师的知道下尝试以对原理的理解来记忆电路，然后接线，效果非常好。课后思考题 1如果将标准电阻和待测电阻电流头和电压头互换，等效电路有何变化，有什么不好？答：如果将标准电阻和待测电阻电流头和电压头互换，又重新带来了接触电阻的影响，这与四端法的本意相违背。2在测量时，如果被测低电阻的电压头接线电阻较大（例如被测电阻远离电桥，所用引线过细过长等），对测量准确度有无影响？答：有影响，电压头接线电阻与串联，的实际值应分别加上它们，而我们在计算是认为它们相对非常小，忽略不计。但当它们的值较大时我们就不可以忽略了6