用直流平衡电桥测量电流表内阻和补偿法测量电动势
【目的】
利用提供的实验仪器，设计一个电路能用直流平衡电桥测量毫安表内阻，同时用补偿法测量出未知电动势，并且要求在用补偿法测电动势的过程中不破坏原有的电桥的平衡。（记录实验数据时，电桥平衡同时电路达到补偿状态）
【器材】
1、直流电源一台；
2、毫安表一块（量程为15mA，内阻待测，范围：2—6Ω）；
3、电阻箱一个；
4、电阻盒一个；
5、单刀开关两只；
6、滑线变阻器一只；
7、数字万用电表一块（当作检流计使用）；
8、导线若干（电阻忽略不计）。
【说明】
1、直流电源有三组接线柱，右边一组可以使用（电压范围3—6V），中间一组为待测电动势（范围100—200mV），左边一组不允许使用，其中红色接线柱为电源正极，黑色接线柱为电源负极。
2、电阻盒内有电阻3个，实验中只允许用R1和R2两个电阻（电阻盒上标明，不能将电阻盒上标出的电阻值当已知值使用），已知R1/R2=10，R1阻值200Ω左右。R1和R2有一端相连，不允许拆开使用。
3、数字万用电表当作检流计使用，粗调选用直流2V档，细调选用直流200mV 档。
【要求】
1、画出测量毫安表内阻和未知电动势的电路图；
2、连好电路图，详细写出实验步骤及调节电桥平衡与测量未知电动势的方法；（通电之前需请监考老师检查，经监考老师同意方可通电，否则该实验计0分）
3、测量并记录实验数据，计算毫安表内阻与未知电动势。
【注意事项】1、通过毫安表的电流不能超过其量程，以免损坏毫安表。
温馨提示：1. 请各位参赛学生首先把自己的考号写在答题纸上。
2. 实验方案、实验步骤、实验数据、计算过程、计算结果等都要写在答题纸上。
参考答案及评分标准
实验一：
1.画出测量电路图；（20分）
电桥的四个桥臂任何元件互换都不能满足实验的目的，因此不得分，补偿回路接在R0以外的其它桥臂上不得分。
2.正确连接电路；（10分）
第一次老师检查时，毫安表正负极接错扣2分，开关K1接在负极不扣分，待测电动势正负接反扣6分，滑线变阻器接成限流不扣分，电阻箱接线柱接错扣2分。
所有第一次接线错误必须重新接线，若再有错误，按照第一次要求扣分，直到扣完为止。若征询老师指出错误而接好电路的扣8分。
3.正确写出实验步骤；（10分）
若补偿法测量电动势破坏了电桥平衡的不得分。
4. 正确记录读数，计算毫安表的内阻与待测电动势。（10分）
读数的有效数字错误扣2分，内阻与电动势的误差都在10%以内不扣分，任何一个超过10%的均扣2分，超过20%扣5分。
大学物理实验报告纸 姓名 指导教师 学号 同组人 专业班级 实验日期 实验名称 [实验目的］ ［实验原理 ] 1 1. 学习用补偿法测量电动势的基本原理。 2. 了解电位差计的基本结构、工作原理，并学会其使用方法。 1.电位差计测量电池电动势原理 用电位差计测量电池电动势的原理是补偿法。如图3.10-1所示,移动滑线变阻器AB 的滑动端C 的位置,可以找到一处使检流计G 中的电流为零。 此时,C 、B 两点间的电压U CB =E x 与未知电动势E x 互相补偿。若滑线变阻器上的电压分布事先加以标定,则可求出E x ,这种测量电动势的方法称为补偿法。 要精确测出E x ,必须要求分压器(滑线变阻器) 上的电压标度稳定而且准确。 为此,实际用的 电位差计会在电源回路中接人一个可变电阻R,如图3.10-2所示,称为工作电流1调节电阻。E 和R 串联后给分压器AB(标准电阻R AB )供电,调节R,使加到分压器AB 两端的电压保持不变,从而保证分压器AB 上的电压标度不变。 为保证分压器AB 上的电压标度不变,通常将一已知电动势为E s 的标准电池接在待测电池位置,如图3.10-2所示,然后将分压器调到标度等于E s 的C 、D 位置,此时若检流计G 中没有电流,则说明电压U CD 与E s 能互相补偿,分压器上的电压标度值未变;若G 中有电流,则说明标度值变了, 此时,调节R 使G 中电流为零。经这样的校准后,电位差计就能按标度值进行测量了。这个过程称为电位差计的标准化,亦即校准工作电流。
实际上,电位差计可以看成由三个回路组成,如图3.10-2所示:一是工作电流回路,E、R、R AB组成,在校准工作电流和测量过程中都是通路;二是校准回路,由E S、R CD、G和S组成,将开关S倒向E x就形成此回路,在测量过程中此回路不通;三是测量回路,田R CD、G和S组成,将S倒向E x时形成,在校淮工作电流时此回路断开。校准回路和测量回路也称为补偿回路。 2
电表的改装 4．用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压 表．将它们串联起来接入电路中，如图2－4－21所示，此时( ) A ．两只电表的指针偏转角相同 B ．两只电表的指针都不偏转 C ．电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角 D ．电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角 5.(2011年黄冈高二检测)已知电流表的内阻R g ＝120 Ω，满偏电流I g ＝3 mA ，要把它改装成量程是6 V 的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程是3 A 的电流表，应并联多大的电阻？ 6、用相同的灵敏电流计改装成量程为3V 和15V 两个电压表，将它们串联接人电路中，指针偏角之比为______，读数之比________。用相同电流计改装成0.6A 和3A 的两个电流表将它们并联接入电路中，指针偏角之比_______，读数之比_________． 7.一只电流表，并联0.01Ω的电阻后，串联到电路中去，指针所示0.4A ，并联到0.02Ω的电阻后串联到同一电路中去（电流不变），指针指示0.6A 。则电流表的内阻R A ＝_______Ω 8.在如图所示的电路中，小量程电流表的内阻为100Ω满偏电流为1mA,R 1=900ΩR 2=999100Ω.(1)当S 1和 S 2均断开时，改装所成的表是什么表？量程多大？（2）当S 1和 S 2均闭合时，改装所成的表是什么表？量程多大？ 9．一电压表由电流表G 与电阻R 串联而成，如图所示，若在使用中发现此电压表计数总比准确值稍小一些，可以加以改正 的措施是 10、有一量程为100mA 内阻为1Ω的电流表，按如图所示 的电路改装，量程扩大到1A 和10A 则图中的R 1=______Ω,R 2=_______Ω. 11、有一只电流计，已知其Ig=500uA ，Rg=100Ω，现改装 成量程为6V 的电压表，则应___联____电阻．由于所用电阻不准，当改装成表与标准表比较时，发现标准值为3V 时，改装表读数为3.2V ，则实际所用电阻值偏_____(填“大”或“小”)_______ Ω． 12、一个量程为250V ，内阻为1M Ω的电压表，串联一个电阻接到220V 的电源上， 2 10A
大学物理实验教案 实验名称： 非平衡电桥特性测定 一 实验目的 1、了解非平衡电桥的工作原理。 2、了解非平衡电桥在单臂输入，双臂输入以及全臂输入时的输出特性。 二 实验仪器 电源，数字电压表，滑线变阻器，电阻箱（4个）。 三 实验原理 如图所示是电桥测量线路的基本形式。它由R 1,R 2,R 3,R 4四个阻抗元件首尾串接而成， 即称为桥臂。在串接回路中相对的两个结点A 、C 接入电桥电源U s （也称工作电压）；在另两个相对结点B 、D 上将有电压U o （也称输出电压）产生。若适当选取四个桥臂阻抗元件的阻值，在接入电桥的工作电压U s 时,电桥没有输出电压U o （U o =0），这时称电桥为平衡电 桥；反之，为非平衡电桥（U o ≠0）。即可得 S B U R R R U 212+= ， S D U R R R U 4 33+= ， 而桥路输出电压D B O U U U -=，将上两式代入得：S S O KU U R R R R R R R R U =++-= ) )((43213142。 当式中的比例常数K 为 （1）0=K （3142R R R R =）时，0=O U ，这种情况是平衡电桥。 （2）0
大连理工大学 大 学 物 理 实 验 报 告 院（系） 材料学院 专业 材料物理 班级 0705 姓 名 童凌炜 学号 200767025 实验台号 实验时间 2008 年 12 月 10 日，第16周，星期 三 第 5-6 节 实验名称 直流平衡电桥测电阻 教师评语 实验目的与要求： 1） 掌握用单臂电桥测电阻的原理， 学会测量方法。 2） 掌握用双臂电桥测电阻的原理， 学会测量方法。 主要仪器设备： 1） 单臂电桥测电阻：QJ24型直流单臂电桥，自制惠更斯通电桥接线板，检流计，阻尼开关、四位 标准电阻箱、滑线变阻器、电路开关、三个带测电阻、电源； 2） 双臂电桥测电阻：QJ44型直流双臂电桥，待测铜线和铁线接线板、电源、米尺和千分尺。 实验原理和内容： 1 直流单臂电桥（惠斯通电桥） 1.1 电桥原理 单臂电桥结构如右图所示， 由四臂一桥组成； 电桥平衡条件是BD 两点电位相等， 桥上无电流通过， 此时有关系s s x R M R R R R ?== 2 1 成立， 其中M=R1/R2称为倍率， Rs 为四位标准电阻箱（比较臂）， Rx 为待测电阻（测量臂）。 1.2 关于附加电阻的问题： 附加电阻指附加在带测电阻两端的导线电阻与接触 电阻， 如上图中的r1, r2， 认为它们与Rx 串联。如果R x 远大于r ，则r 1+r 2可以忽略不计，
但是当R x 较小时，r 1+r 2就不可以忽略不计了，因此单臂电桥不适合测量低值电阻， 在这种情况下应当改用双臂电桥。 2 双臂电桥（开尔文电桥） 2.1 双臂电桥测量低值电阻的原理 双臂电桥相比单臂电桥做了两点改进， 增加R3、R4两个高值电桥臂， 组成六臂电桥；将Rx 和Rs 两个低值电阻改用四端钮接法， 如右图所示。在下面的计算推导中可以看到， 附加电阻通过等效和抵消， 可以消去其对最终测量值的影响。 2.2 双臂电桥的平衡条件 双臂电桥的电路如右图所示。 在电桥达到平衡时，有1234\\R R R R =，由基尔霍夫第二定律及欧姆定律可得并推导得： 31123 3141312242342 431323424 33112424 ()0x S x x x x x x I R I R I R R R R r R I R I R I R R R R R R r R R R R R R R M R I r I r R R R R R R R R R R R R ? =-? ??? ?=-?=+-? ??++?????===?=++?? ??=?-=?? 可见测量式与单臂电桥是相同的， R1/R2=R3/R4=M 称为倍率（此等式即消去了r 的影响）， Rs 为比较臂， Rx 为测量臂。 使用该式， 即可测量低值电阻。 步骤与操作方法： 1. 自组惠斯通电桥测量中值电阻 a) 按照电路图连接电路， 并且根据待测电阻的大小来选择合适的M 。 b) 接通电路开关， 接通检流计开关； 调节电阻箱Rs 的阻值（注意先大后小原则）， 使检流 计指零， 记下电阻箱的阻值Rs c) 重复以上步骤测量另外两个待测电阻值。 2. 使用成品单臂电桥测量中值电阻 a) 单臂成品电桥的面板如下页右上图所示。
文件编号：TP-AR-L4227 There Are Certain Management Mechanisms And Methods In The Management Of Organizations, And The Provisions Are Binding On The Personnel Within The Jurisdiction, Which Should Be Observed By Each Party. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 测量发电机定子绕组直流电阻后分析判断测量结果的方法正式样本
测量发电机定子绕组直流电阻后分析判断测量结果的方法正式样本 使用注意：该操作规程资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的管理机制和管理原则、管理方法以及管理机构设置的规范，条款对管辖范围内人员具有约束力需各自遵守。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 (1)交接试验标准规定：“各相或各分支绕组的直流电阻，在校正了由于引线长度不同而引起的误差后，相互间差别不应超过其最小值的2％；与产品出厂时测得的数值换算至同温度下的数值比较，其相对变化也不应大于2％”。 在预防性试验规程中要求；“汽轮发电机转子绕组相或各分支的直流电阻值，在校正了由于引线长度不同而引起的误差后相互间差别以及与初次(出厂或交接时)测量值比较，相差不得大于最小值的1．5％
(水轮发电机为1％)。超出要求者，应查明原因”。其相间差别的相对变化的计算方法是，如前一次测量结果A相绕组比B相绕组的直流电阻值大1．5％，而本次测量结果B相绕组比A相绕组的直流电阻值大1％，则B相绕组与A相绕组的直流电阻值的相对变化为2．5％。 (2)各相或分支的直流电阻值相互间的差别及其历年的相互变化大于1％时，应引起注意，可缩短试验周期，观察差别变化，以便及时采取措施。 (3)将本次直流电阻测量结果与初次测得数值相比较时，必须将电阻值换算到同一温度，通常历次直流电阻测量值都要换算到20℃时的数值。
用补偿法测电池电动势 一.实验简介 在测量电动势时，如果用电压表直接测量的话，由于电压表也有一定的电流通过，测出的值是电池的路端电压，而不是电源的电动势，所以要想消除电源的内阻 影响，测出电源的电动势就要用一个电压与电源相互抵消，这就是补偿法。这样， 当电源两端电压为零时，补偿电压就是电源的电动势。用补偿法测电池电动势就是 为了消除电池内阻对所测电池电动势的影响。 二.实验原理 任何一种电池当外电路有电流通过时，由于电池有内阻，因而在电池内部产 生电位降落，所以电池两端电压总是小于电池的电动势。电池的电动势。端电压和 内阻的关系为 E = (U A? U B) + I r i(1) 从上式可看出，若电路中电流I逐渐变小，电源的端电压U A-U B数值逐渐接近 电动势E，如能使电流I趋于零，则电池的电动势E就无限接近电池的端电压数值， 即E=U A-U B。 这就是本实验测量电池电动势的指导思想。也就是说，在测量时不使待测电 池中有电流通过。这样就可避免电池内的电势降落，从而以电池的端电压的数值 来表示电池的电动势。 如何才能使待测电池中没有电流流过呢？最常见的方法，是补偿法。图1是 补偿法原理图。Eo为可调电源，Ex为待测电源。两电源正极对正极，负极对负极，调节电源Eo，使检流计指零，有Ex=Eo，这时就称电路处于补偿状态。在补 偿状态下若Eo已知，则Ex就可以求出。这种利用补偿原理测电动势的方法就称 为补偿法。 图1 补偿法原理图 图2是测未知电动势的原理图。电源E和精密电阻R ab串联成一闭合回路，称 为辅助回路，当有一恒定的标准电流Io流过电阻R ab时、改变R ab上两滑动头c、d 的位置，就能改变c、d间的电位差U cd的大小，U cd正比于电阻R ab中c、d之间那 部分的电阻值。由于测量时应保证Io恒定不变，所以在实际的电位差计中都根据
精品题库试题 物理 1.（吉林普通中学2013届高三期末考试,9）一块电压表是由电流表和电阻串联而成， 如右图所示，若使用过程中发现改装电压表的示数总比标准电压表准确值稍小一些，采取下列哪种措施可以改进（） A. 在上串联一个比大得多的电阻 B. 在上串联一个比小得多的电阻 C. 在上并联一个比大得多的电阻 D. 在上并联一个比小得多的电阻 2.（2013安徽，19， 6分) 用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中R x是待测电阻, R0是定值电阻, 是灵敏度很高的电流表, MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关, 改变滑动头P 的位置, 当通过电流表的电流为零时, 测得MP=l1, PN=l2, 则R x的阻值为( ) A. R0 B. R0 C. R0 D. R0 3.（2011课标，22，中）为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路. 图中，A0是标准电流表，R0和R N分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池. 完成下列实验步骤中的填空：
（1）将S拨向接点1，接通S1，调节，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时的读数I； （2）然后将S拨向接点2，调节，使，记下此时R N的读数； （3）多次重复上述过程，计算R N读数的，此即为待测微安表头内阻的测量值. 4.（2011天津理综，9（4）），中]某同学测量阻值约为25 kΩ的电阻R x，现备有下列器材： A. 电流表（量程100 μA，内阻约2 kΩ）； B. 电流表（量程500 μA，内阻约300 Ω）； C. 电压表（量程15 V，内阻约100 kΩ）； D. 电压表（量程50 V，内阻约500 kΩ）； E. 直流电源（20 V，允许最大电流1 A）； F. 滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定功率1 W）； G. 电键和导线若干. 电流表应选，电压表应选. （填字母代号） 该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题： ①； ②. 5. （2011江苏单科，11，难）某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值.
非平衡直流电桥的原理和应用
非平衡直流电桥的原理和应用 直流电桥是一种精密的电阻测量仪器，具有重要的应用价值。按电桥的测量方式可分为平衡电桥和非平衡电桥。平衡电桥是把待测电阻与标 准电阻进行比较，通过调节电桥平衡，从而测得待测电阻值，如单臂直流电桥（惠斯登电桥）、双臂直流电桥（开尔文电桥）。它们只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，而在实际工程中和科学实验中，很多物理量是连续变化的，只能采用非平衡电桥才能测量；非平衡电桥的基本原理是通过桥式电路来测量电阻，根据电桥输出的不平衡电压，再进行运算处理，从而得到引起电阻变化的其它物理量，如温度、压力、形变等。【实验目的】 本实验采用FQJ型教学用非平衡直流电桥，该仪器集单臂、非平衡电桥于一体，通过本实验能掌握以下内容： 1．直流单臂电桥（惠斯登电桥）测量电阻的基本原理和操作方法； 2．非平衡直流电桥电压输出方法测量电阻的基本原理和操作方法； 3．根据不同待测电阻选择不同桥式和桥臂电阻的初步方法及非平衡电桥功率输出法测电阻； 4．单臂电桥采用“三端”法测量电阻的意义。 【实验仪器】 1. FQJ型教学用非平衡直流电桥； 2. FQJ非平衡电桥加热实验装置。 【实验原理】
FQJ 型教学用非平衡直流电桥包括单臂直流电桥，非平衡直流电桥，上节我们已经对单臂电 桥有所了解，下面对非平衡电桥的工作原理进行介绍。 图1 非平衡电桥原理图 1．非平衡电桥桥路输出电压 非平衡电桥原理如图1所示，当负载电阻g R →∞ ，即电桥输出处于开路状态时，g 0I = ，仅有电压输出,并用0U 表示，根据分压原理，ABC 半桥的电压降为S U ，通过14, R R 两臂的电流为： S 1414 U I I R R ==+ （1） 则4 R 上之电压降为： 4BC S 14R U U R R =?+ （2） 同理 3R 上的电压降为： 3DC S 23R U U R R =?+ （3） 输出电压0U 为BC U 与DC U 之差
平衡电桥原理 图1 平衡电桥电路原理图 电阻变量的测量电桥，结构简单，具有灵敏度高，测量范围宽，线形度好，精度高和容易实现温度补偿等优点，因此能很好地满足应变测量的要求，是目前最多最广泛的一种测量电路。 上图所示为一直流供电的平衡电桥。A,B,C,D 为电桥顶点，它的四个桥臂由R1、R2、R3、R4的四个电阻组成（其中任一个电阻可以是应变片，即热敏电阻），AC 两端为输入口接直流电源，BD 两端为电桥输出。 当电桥输出端BD 接到一个无穷大负载电阻（实际上只要大到一定数值即可）上时，可以认为输出端开路，这时直流电桥称为电压桥。 从ABC 半个桥看，流经R1的电流 R1两端压降： R3两端压降： AC 112 U I R R = +1 AB 11AC 12 R U I R U R R ==+3 AD AC 34 R U U R R =+
电桥输出电压： 由上式可知，当R1R4=R2R3时，则电桥U0=0,则称电桥处于平衡状态。设处于平衡状态的电桥各桥臂由电阻增量为ΔR 1、ΔR 2、ΔR 3、ΔR 4则电桥的输出电压为： （精确公式） 若将平衡条件R1R4=R2R3代入上式，并考虑ΔR 1 < R1略去高阶微量，则电桥的输出电压为： (近似公式） 在这个平衡电桥中由热敏电阻作为我们温度设计信号的来源，当它受到不同温度时会经过整个平衡电桥来使输出电压发生变化。实现温度的检测与电压转换。 1423 0AB AD AC 1234R R R R U =U U U (R R )(R R ) --= ++114422330AC 11223344 (R R )(R R )(R R )(R R ) U U (R R R R )(R R R R )+?+?-+?+?=+?++?+?++?312124 0AC 2 121234 R R R R R R U U ()(R R )R R R R ????=--++
关于电源电动势和内阻的几种测量方法及误差分析 黎城一中物理组 一、伏安法 选用一只电压表和一只电流表和滑动变阻器，测出两组U 、I 的值，就能算出电动势和内阻。 1 电流表外接法 1.1 原理 如图1-1-1所示电路图，对电路的接法可以这样理解：因为要测电源的内阻，所以对电源来说用的是电流表外接法。处理数据可用计算法和图像法： （1）计算法：根据闭合电路欧姆定律Ir U E +=，有： 测测r I U E 11+= 测测r I U E 22+= 可得：122112I I U I U I E --= 测 1 22 1I I U U r --=测 （2）图像法：用描点作图法作U-I 图像，如图1-1-2所示： 图线与纵轴交点坐标为电动势E ，图线与横轴交点坐标为短路电流r E I =短，图线的斜率的大小表示电源内阻I U r ??= 。 1.2 系统误差分析 由于电压表的分流作用，电流表的示数I 不是流过电源的电流0I ，由电路图可知I <0I 。 【1】计算法：设电压表的内阻为V R ，用真E 表示电动势的真实值，真r 表示内阻的真实值，则方程应修正为：真真r R U I U E V ???? ? ?++=，则有： r R U I U E V ???? ? ?++=11真 r R U I U E V ???? ??++=22真 图1-1-2 I 短 图1-1-1
解得：测真E R U U I I I U I U E V >----= 21121221 ， 测真r R U U I I U U r V >-- --=2 1122 1 可见电动势和内阻的测量值都小于真实值。 【2】图像修正法：如图1-1-3所示，直线①是根据U 、I 的测量值所作出的U -I 图线，由于I >，减小系统误差，使得测量结果更接近真实值， 综上所述，采用相对电源电流表外接法，由于电压表的分流导致了系统误差，使得真测E E <， 真测r r <。 2 电流表内接法 2.1 原理 如图1-2-1所示电路图，对电源来说是电流表内接，数据的处理也可用计算法和图像法 （1）计算法：根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir ，有 测测r I U E 11+= I I 短 图1-1-3 E 真 E 测 图1-2-1
电学实验5 测量电表内阻 1、为测量某一电压表的内阻，实验室准备如下器材： A．待测电压表V1，量程0～3V，内阻约为3kΩ； B．电压表V2，量程0～15V，内阻约15kΩ； C．电阻箱R1，电阻范围0～9999Ω； D．滑动变阻器R2，电阻范围0～10； E．电源电动势约为15V，内阻可不计； F．电键、导线若干． （1）请按照给定的电路图连接实验器材： （2）将电阻箱的阻值调到7375Ω； （3）闭合电键前，将滑动变阻器的滑片滑到______端（填“a”或“b”）；（4）调节滑动变阻器的滑片位置时，发现两表均有读数，但读数几乎不变，经排查发现故障为导线断路引起，请指出发生断路的导线为______（填写电路图中的数字序号）； （5）排除故障后，继续进行实验，调节滑动变阻器滑片到某一位置，发现V1表刚好满偏，V2表指针偏转情况如图所示，读出V2表读数为 ______V，待测电压表的内阻为______Ω； （6）改变滑动变阻器的位置，获得多组待测电压表内阻的测量值，取平均值作为待测电压表内阻的最终结果．
2、一电流表满偏电流为I g=100μA，某同学现要将它改为量 程为3V的电压表。 (1)他先用如图8所示的电路测量该电流表的内阻。进行了 如下操作步骤，请将相关内容补充完整。 ①闭合开关K1，断开开关K2，调节R1，使电流表的指针偏转到满刻度处； ②闭合K2，保持R1阻值固定不变，调节R2，使电流表半偏； ③读出电阻箱R2的阻值为500 Ω。 则电流表G的内阻的测量值为_________ Ω，考虑系统误差，该电流表的内阻与实际值相比____（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 (2)要将此电流表改装成量程为0～3V的电压表，该同学将一只电阻箱与该电流表串联，应将电阻箱阻值调为R= __________ Ω。 (3)用标准表校准改装好的电压表，发现改装表显示的电压比标准表示数稍大，则应将电阻箱阻值适当调__________（填“大”或“小”）。 (4)该同学将完成校准的改装电压表接入电路，发现电流表指针指在40. 0μA处，则改装电压表两端的电压应为____V。 3、某同学要测量一个微安表 (量程为0-500uA)的内阻。可供 选择器材有： A:电源(电动势6V，内阻较小) B:电压表(量程0-3V，内阻约 几千欧姆) C:电阻箱(0-999.9欧) D:电位器(可变阻阻，与滑动变阻器相当)(0-1.5千欧) E:电位器（0-15千欧）该同学设计了如图的电路进行实验。连接后，主要操作步骤下： ①开关K和K1处于断开状态 ; ②将电位器R和电阻箱R1调至最大值。闭合开关K,调节电位器R，让微安表达到满偏，此时电压表示数为2.00V;
测量发电机定子绕组的直流电阻原因及注意事项(通用版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0946
测量发电机定子绕组的直流电阻原因及注 意事项(通用版) (1)测量原因 定子绕组的直流电阻包括线棒铜导体电阻、焊接头电阻及引线电阻二部分。测量发电机定子绕组的直流电阻可以发现：绕组在制造或检修中可能产生的连接错误、导线断股等缺陷。另外，由于工艺问题而造成的焊接头接触不良(如虚焊)，特别是在运行中长期受电动力的作用或受短路电流的冲击后，使焊接头接触不良的问题更加恶化，进一步导致过热，而使焊锡熔化、焊头开焊。在相同的温度下，线棒铜导体及引线电阻基本不变，焊接头的质量问题将直接影响焊接头电阻的大小，进而引起整个绕组电路的变化，所以，测量整个绕组的直流电阻，基本上能了解焊接头的质量状况。 (2)测量方法
测量发电机定子绕组直流电阻的方法有电压降法和电桥法两种。采用压降法测量时，须选用0．5级以上的电压表、电流表，通入定子绕组的直流电流应不超过其额定电流的20％。采用电桥法测量时，因同步发电机定子绕组的电阻很小，应选0．2级的双臂电桥。 (3)测量注意事项 ①测量时必须在电机各相引出端头上进行，不允许包括本相绕组的外部引线和中性点连接的铜排。 ②测量电压、电流接线点必须分开，电压接线点在绕组端头的内侧并尽量靠近绕组，电流接线点在绕组端头的外侧。 ③发电机定子绕组的电感量较大，当采用压降法测量时，必须先合上电源开关，当电流稳定后，再搭接上电压表，同时读取电压、电流值。断开时，应先断开电压表，再断开电流回路。 当采用双臂电桥测量时，必须先按下电源按钮，待电流稳定后(靠经验)，再按下检流计按钮进行测量，测完后，必须先断开检流计按钮，再松开电源按钮。若违反上述操作顺序，则可能因绕组自感电动势过大，而损坏电桥。
用补偿法测量电流电压 和电阻 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
实验3-3 用补偿法测量电压、电流和电阻 电位差计是精密测量中应用最广的仪器之一，不但用来精确测量电动势、电压、电流和电阻等，还可用来校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，在非电参量（如温度、压力、位移和速度等）的电测法中也占有重要地位。 【实验目的】 1.掌握补偿法原理，了解其优缺点。 2.掌握UJ-31型直流电位差计的原理、构造及使用方法。 3.学会用UJ-31型电位差计来校准微安表及测量其内阻。 【仪器用具】 滑线式电位差计一套、UJ-31型直流电位差计一台、检流计一台、标准电池、工作电源、待测电池、微安表头、直流电阻箱。 【实验原理】 电压的测量一般用伏特表来完成。由于电压表并联在测量电路中，电压表有分流作用，会对原电路两端的电压产生影响，测量到的电压并不是原电路的电压。用电压表测量电源电动势时，由于电压表的引入，电源内部将有电流，而电源一般有内阻，内阻将有电压降，从而电压表读数是电源的端电压，它小于电源的电动势。由此可知，要测量电动势，必须让它无电流输出。 补偿法是电磁测量中一种常用的精密测量方法，它可以精确地测量电动势、电位差和低电阻，是学生会必须掌握的方法之一。 滑线式电位差计、UJ-31型电位差计或学生型电位差计UJ-36等都是根据补偿法原理而设计的仪器。补偿的电路原理图如图3-3-1所示。 R和R组成的回路称 由Ea、K、 限 工作回路；由Es或Ex与检流计G组
成测量支路，与R 仪器组成测量回路。在Ea>Es, Ea>Ex 时，选择适当的限R ，调节R 的滑点，可使检流计G 中无电流流过。此时有S AC E V =。在限R 不变的情况下，降Es 换成Ex ，再调节R ，若调节到C `位置使检流计无电流流过，则x AC E V =。因此，有 即：S AC AC x E R R E ' = (3-3-1) 测量支路中无电流流过，那么Es 或Ex 就是它们的电动势，由此可知电压补偿法测量电动势或电位差时比一般电表法更为准确。由图3-3-1可知，用补偿法测电动势时，需一个标准电池（标准电动势）作为标准比较。标准电池的电动势比较稳定，精度比较高。图中限R 起调节工作电流的作用，工作电流越大，分压电阻R 上单位电阻上的电压降越大；工作电流越小，分压电阻上单位电阻上的电压降越小，表示测量精度越高。检流计G 灵敏度越高，测量精度越高。 下面介绍两种常用的电位差计的基本原理。 一、线式电位差计基本原理 如图3-3-2所示，按通K 1后，有电流I 通过电阻丝AB ，并在电阻丝上产生电压降R I 。如果再接通K 2，可能出现三种情况： 1. 当x CD E V >时，G 中有自右向左流动的电流（指针偏向右侧）。 2. 当x CD E V <时，G 中有自左向右流动的电流（指针偏向左侧）。 3. 当x CD E V =时，G 中无电流，指针不偏转。将这种情形称为电位差计处于补偿状态，或者说待测电路得到了补偿。 在补偿状态时，x CD E IR =。设每单位长度电阻丝的电阻为0r ，CD 段电阻丝的长度为x L ，于是 x x L Ir E 0= (3-3-2) 将保持可变电阻n R 及稳压电源E 输出电压不变，即保持工作电流I 不变，再用一个电动势为s E 的标准电池替换图中的x E ，适当地将C D 、的位置调至''C D 、，同样可使检流计G 的指针不偏转，达到补偿状态。设这时''C D 段电阻丝的长度为s L ，则
电表内阻测量的方法及误差分析 溆浦县江维中学 张良青 摘要 电表改装不管是老教材还是新教材都有相关的内容，高考也时有出现，而测电表的内阻是电表改装的前提。本文分析了“半偏法”测电表内阻的原理，分析了实验误差的产生，并提出了实验改进方。还介绍了替代法、电流表法、电压表法等其它测电表内阻的方法。 关键词 电表 电路图 电流 电阻 内阻 电阻箱 电表改装成电流表、电压表，在高考中时有出现，只有测出电表的内阻，才能顺利的进行电流表改装。只有正确地分析出在内阻测量中的误差，才能正确的分析出改装后的电表的测量值是偏大还是偏小。下面就电表内阻测量方法及误差分析谈谈我的一些看法。 电表内阻的测量通常采用“半偏法”，“半偏法”测电表内阻的原理实际上是“比较法”。 一、电流“半偏法” １．原理 电路如图1 所示，闭合电键S 1，调整R 的阻值，使电流表指针转到满刻度I g ，再闭合电键S 2，保持R 不变， 调整电阻箱R '，使电流表指针偏转到刚好是满 刻度的一半，即 2 g I 。根据并联电路分流关系，总电流 图１ 为I g ，电流表电流为2 g I ，则电阻R 1中的电流也为 2 2g I I =， 因为并联分流与电阻的关系 1 22 1R R I I =， 因为电流相等，所以 R R g '= 2．误差分析 此实验中忽略了S 2 闭合后R 1与电流表并联对电路的影响。 实际上，在S 1闭合而S 2断开时，总电流 r R R E I g g ++= ① 在S 2 闭合后，总电流 2 1g g g I I R R R R r R E I +=' +'?+ += ② 由①②式可知 2 1g g I I I + <
直流非平衡电桥(实验讲义) 2012 年 09 月 08 日 直流电桥是一种精密的非电量测量仪器，有着广泛的应用。它的基本原理是利用已知阻值 的电阻，通过比例运算，求出一个或几个未知电阻的阻值。直流电桥可分为平衡电桥和非平衡电桥。平衡电桥需要通过调节电桥平衡求得待测电阻阻值，如惠斯登电桥、开尔文电桥均是平衡式电桥。 平衡电桥可用来测定未知电阻，由于需要调节平衡，因此平衡电桥只能用于测量具有相对稳定状态的物理量，比如固定电阻的阻值。而对变化电阻的测量有一定的困难。如果采用直流非平衡电桥，则能对变化的电阻进行动态测量，直流非平衡电桥输出的非平衡电压能反映电阻的变化，在实际应用中许多被测物理量都与电阻有关，如力敏电阻、热敏电阻、光敏电阻等，只要将这些特殊的电阻装在电桥的一个桥臂上，当某些被测量发生变化时，就引起电阻值的变化，从而输出对应的非平衡电压，就能间接测出被测量的变化。利用这种原理我们可制作电子天平、电子温度计、光通量计等。因此直流非平衡电桥与平衡电桥相比，有着更为广泛的应用。 实验目的 （1） 了解非平衡电桥的组成和工作原理以及它在实际中的应用。 （2） 学会用外接电阻箱研究非平衡电桥的输出电压与应变电阻的关系，通过作图研究其线性规律。 （3） 了解桥臂电阻大小对待测电阻的灵敏度和线性范围的影响，学会根据不同的测量需求来选择合适的桥 臂电阻。 （4） 学会利用非平衡电桥测量 Cu 丝的电阻温度系数。 实验仪器 图 1：非平衡电桥电路图 稳压电源、电阻箱、万用表（用作毫伏表）、Keithy2000（用作微伏特表）、铜丝（漆包线）、加热台、温度计、导线等。 实验原理 非平衡电桥原理如图 1 所示，当 R 3/R 2=R 4/R 1 时，电桥平衡，即：I g =0，U g =0；当用 R 4+ΔR 代替R 4 时，R 3/R 2 不等于R 4+ΔR/R 1，此时，I g 不等于 0，U g 不等于 0，为非平衡状态。 U g 为数字电压表电压（电压表内阻为无穷大），应用电路分析知识，可算出输出的非衡 电压为：U = R 2 R 4 + R 2?R - R 1R 3 U (1) g (R + R )(R + R ) + ?R (R + R ) s 1 4 2 3 2 3 分析上式，可以得到电桥的三种形式：（1）等臂电桥：R 1=R 2=R 3=R 4=R （2） 卧式电桥：R 1=R 4，R 2=R 3 （3） 立式电桥：R 1=R 2，R 4=R 3 将等臂和卧式条件带入（1）式经简化得： U = U s δ 1 ...... (2) δ = ?R / R 称为电阻的应变（即：相对变化量） g 4 1+ δ / 2 4 我们在设计电桥时，令?R ，则 δ → 0 ，于是有：U = U s δ = U s ?R 4 4R 4 ...... (3) 输出的非平衡电压 U g 与桥臂电阻的变化量δ成正比，为线性关系；当 ΔR 较大时，（2）式中 的 δ/2 项不能省略，此时：U = U s δ 1 ，δ 与 U g 之间呈非线性关系。 g
用补偿法测电池的电动势 一、实验内容 1.根据补偿法原理正确连接实验线路； 2.用补偿法测电池的电动势。 二、实验原理 任何一种电池当外电路有电流通过时，由于电池有内阻，因而在电池内部产生电位降落，所以电池两端电压总是小于电池的电动势。电池的电动势。端电压和内阻的关系为 (1) 从上式可看出，若电路中电流I逐渐变小，电源的端电压UA-UB数值逐渐接近电动势E，如能使电流I趋于零，则电池的电动势E就无限接近电池的端电压数值，即E=UA-UB。 这就是本实验测量电池电动势的指导思想。也就是说，在测量时不使待测电池中有电流通过。这样就可避免电池内的电势降落，从而以电池的端电压的数值来表示电池的电动势。 如何才能使待测电池中没有电流流过呢？最常见的方法，是补偿法。图1是补偿法原理图。Eo为可调电源，Ex为待测电源。两电源正极对正极，负极对负极，调节电源Eo，使检流计指零，有Ex=Eo，这时就称电路处于补偿状态。在补偿状态下若Eo已知，则Ex就可以求出。这种利用补偿原理测电动势的方法就称为补偿法。 图2是测未知电动势的原理图。电源E和精密电阻Rab串联成一闭合回路，称为辅助回路，当有一恒定的标准电流Io流过电阻Rab时、改变Rab上两滑动
头c、d的位置，就能改变c、d间的电位差Ucd的大小，Ucd正比于电阻Rab 中c、d之间那部分的电阻值。由于测量时应保证Io恒定不变，所以在实际的电位差计中都根据Io的大小把电阻的数值转换电压刻度标在仪器上。Ucd相当于上面所要求的“Eo”，测量时把滑动头c、d两端的电压Ucd引出与未知电动势Ex进行比较。要注意的是在电路中Es、Ex和E必须接成同极性相对抗。 由于ab为一均匀截面的电阻导线，当通过的电流不变时，其两点的电势差与该两点间的长度成正比。分别测量电池Es和Ex、在其分支电路中电流为零时所对应的长度Ls和Lx，则有 (2) (3) 式中，ρ和S分别为导线ab的电阻率和横截面积。将上两式相除，得 (4) Es为标准电池的电动势，其值已知，则待测电池的电池电动势Ex就可由上式求出。 本实验装置如图3所示。电阻线AB曲折成11段，每段长1m，均置于板上。最下边一条电阻丝旁有一带刻度尺的米尺。电阻丝上有活动接头D，可左右移动，用以寻找平衡时的D点，接点C也是活动的，可以任意插入孔1、2、3、4、…至适当的位置。双刀双掷开关可向上或向下关闭，即能分别连接Es和Ex。
电流表内阻测量的几种方法 灵敏电流表是用来测定电路中电流强度且灵敏度很高的仪表。它有三个参数：满偏电流、满偏时电流表两端的电压和内阻。一般灵敏电流表的为几十微安到几毫安，为几十到几百欧姆，也很小。将电流表改装为其他电表时要测定它的内阻，根据提供的器材不同，可以设计出不同的测量方案。练习用多种方法测定电流表的内阻，可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。本文拟谈几种测定电流表内阻的方法。 一. 半偏法 这种方法教材中已做介绍。中学物理实验中常 测定J0415型电流表的内阻。此型号电流表的量程 为0－200，内阻约为，实验电路如图1 所示。 操作要点：按图1连好电路，S2断开，S1闭 合，调节变阻器R，使待测电流表G的指针满偏。再将S2也闭合，保持变阻器R 接在电路中的电阻不变，调节电阻箱R’使电流表G的指针半偏。读出电阻箱的示值R’，则可认为。 实验原理与误差分析：认为S2闭合后电路中的总电流近似不变，则通过电阻箱的电流近似为。所以电流表内阻与电阻箱的示值近似相等。实际上S2闭合 后电路中的总电流要变大，所以通过电阻箱的电流要大于，电阻箱的示值要小于电流表的内阻值。为了减小这种系统误差，要保证变阻器接在电路中的阻值，从而使S 2闭合前后电路中的总电流基本不变。R越大，系统误差越小，但所要求的电源电动势越大。实验中所用电源电 动势为8－12V，变阻器的最大阻值为左右。
二. 电流监控法实验中若不具备上述条件，可在电路中加装一监控电流表G’，可用与被测电流表相同型号的电流表。电源可用1.5V干电池，R用阻值为的滑动变阻器，如图2所示。 实验中，先将S2断开，S1接通，调节变阻器R的值，使被测电流表G指针满 偏，记下监控表G’的示值。再接通S2，反复调节变阻器R和电阻箱R’，使G 的指针恰好半偏，而G’的示值不变。这时电阻箱R’的示值即可认为等于G的内阻 。这样即可避免前法造成的系统误差。 用图2所示电路测量电流表G的内阻，也可不用半偏法。将开关S1、S2均接通，读出被测电流表G的示值、监控表G’的示值、电阻箱的示值R’，则可 根据计算出电流表G的内阻。 三. 代替法 按图3所示连接电路，G为待测电流表，G’为监 测表，S1为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关。 先将S2拨至与触点1接通，闭合S1，调节变阻器 R，使监测表G’指针指某一电流值（指针偏转角度大 些为好），记下这一示值。再将单刀双掷开关S2拨 至与触点2接通，保持变阻器R的滑片位置不变，调 节电阻箱R’，使监测表G’ 恢复原来的示值，则可认为被测电流表G的内阻等于电阻箱的示值。 用这种方法，要求监测表的示值要适当大一些，这样灵敏度较高，测量误差较小。 四. 电压表法
变压器直流电阻测试方法原理 发布时间：10-10-08 来源：点击量：1739 字段选择：大中小直流电阻的测量，是检查绕组焊接质量和绕组有匝间短路;分接开关位置是否良好及其实际位置与指示是否相符;引出线有无断裂、松动;并股线并绕的绕组有无断股等。 直流电阻的测量是变压器在大修、预试和改变分接开关位置后必不可少的试验项目，也是故障后的重要检查项目。 因此，该项试验必须精心操作，尽量减少测量误差。规程规定，16 0kVA以上的变压器，相间电阻差别一般不大于三相平均值的2%，线间电阻差别一般不大于三相平均值的1%;160kVA及以下的变压器，相间电阻差别一般不大于三相平均值的4%，线间电阻差别一般不大于三相平均值的2%;测得的相间差比以前相应部位测得的相间差比较其变化也不应大于2%。 当直流电阻测得的阻值超标时： ①要首考虑有无测量误差(如外引线是否有连接，试验引线是否过长或太细，接触是否良好、电桥内电池电压足不足等)。 ②直流电阻阻值受温度影响较大，所以必须换算至同一温度(一般以20℃为准，R20=(T+20)/(T+t),T铜=235)进行对比、且一般以上层油温为依据。
③目前使用的三相配电变压器，高压绕组采用Y形接线，阻值超标时，也可按下列公式[RA=(RAB+RAC-RBC)/2,RB=(RAB+RBC-RAC)/2,RC(RB C+RAC-RAB)/2],以便找出缺陷相。 ④分接开关接触不良，造成阻值偏高较为普遍，如开关不清洁电镀脱落、弹簧压力不足，受力不均、以及过电压时触点有积碳等，都将会造成阻值偏高。这时，应将分接开关盖打开，往返转动几次，一般可消除。 经以上检查处理后仍超标时，说明内部故障，很有可能是绕组与引线虚焊、脱焊、断线等，或层间短路，或绕组烧毁。现场无法处理，需送检修房进行吊芯大修。