物理实验用惠斯通电桥测电阻实验报告
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惠斯通电桥测电阻实验报告 (1)
惠斯通电桥是一种用来测量电阻的仪器,是一种特殊的变送器,使用四个自身的桥臂来测量被测物体的电阻值。
它的主要优点是测量数值可以较准确、稳定,对测量对象几乎没有影响,而且能够在很宽范围内测量可变电阻。
本次实验,我们使用了惠斯通电桥来测试普通电阻。
在实验前,我们先将电阻测试电路连接好,然后将惠斯通电桥连接在电路中间,使电桥两端分别与电源和电阻之间接触,电阻可以预调到理想的额定值,以准备待测。
接着,我们使用惠斯通电桥的杠杆来微调电阻,使其精确测量电阻值。
特别注意的是,测量只要杠杆处于良好的量程平衡状态即可。
最后,我们记录了每个测试样品的实际电阻值,经分析发现,电阻值接近于所设定的额定值,整个测试准确率较高,说明惠斯通电桥做出的测量结果是准确和可靠的,能够满足实验要求。
总之,本次实验中使用的惠斯通电桥能够准确、快速检测电阻的实际值,其特点是精度高、量程足够宽、操作简单,因此在若干工程领域也有着广泛的应用。
实验模块:电学实验实验标题:惠斯通电桥测量电阻实验日期:2023年4月15日实验操作者:张三实验指导者:李四一、实验目的1. 理解惠斯通电桥的工作原理。
2. 学习使用惠斯通电桥测量未知电阻的阻值。
3. 掌握电桥平衡条件及调整方法。
4. 提高实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理惠斯通电桥是一种测量电阻的电路,其工作原理是基于电桥平衡条件。
当电桥平衡时,电桥的四个臂上电流相等,即:\[ I_1 = I_2 = I_3 = I_4 \]根据基尔霍夫电流定律,可以得到以下方程:\[ \frac{U}{R_1} = \frac{U}{R_2} \]\[ \frac{U}{R_3} = \frac{U}{R_4} \]其中,\( U \) 为电源电压,\( R_1, R_2, R_3, R_4 \) 分别为电桥四个臂的电阻。
通过测量电桥平衡时的电压,可以计算出未知电阻的阻值。
三、实验步骤1. 搭建惠斯通电桥电路,将已知电阻、未知电阻、电源和电流表按照电路图连接。
2. 调整电桥平衡,观察电流表示数,使电流表示数为零。
3. 记录已知电阻和未知电阻的阻值。
4. 改变电源电压,重复步骤2和3,记录多组数据。
5. 根据实验数据,绘制电阻与电压的关系图,分析电桥平衡条件。
四、实验环境实验地点:实验室电学实验室实验器材:1. 惠斯通电桥电路一套2. 电源:电压可调3. 电流表:量程0~0.6A4. 电阻:已知电阻、未知电阻5. 电压表:量程0~15V6. 导线若干五、实验过程1. 搭建惠斯通电桥电路,将已知电阻、未知电阻、电源和电流表按照电路图连接。
2. 调整电桥平衡,观察电流表示数,使电流表示数为零。
3. 记录已知电阻和未知电阻的阻值。
4. 改变电源电压,重复步骤2和3,记录多组数据。
5. 根据实验数据,绘制电阻与电压的关系图,分析电桥平衡条件。
六、实验结论1. 通过实验,验证了惠斯通电桥测量电阻的原理。
2. 在实验过程中,发现当电源电压增大时,电流表示数逐渐减小,直至为零,说明电桥平衡。
物理实验报告物理实验室制请认真填写验原理(注意:原理图、测试公式)D8-1 (a)如图,联成一个四边形,每一边称为电桥的一个臂;对角和加上电源,而在对角、间连接检流计,用以比较这两点间电位,所谓“桥”就是指的这条对角线,当桥路两端、等电位时,中无电流通过,称之为“电桥平衡”。
计算过程:IG=O 贝U UAC=UAD UCB=UDB由欧姆定律得bRxJRl I O R O=I2R2检流计中无电流流过,故「J |x = |0整理得:R X _R O R2 (8-1)或R x =¥只。
R2(8-2)通常称RJR2为比例臂,而R O称为比较臂,所以电桥由桥臂、检流计和电源三部分组成原理二:用交换法计算该更准确值。
误差来源有两个:一是、、本身的误差;一是电桥的灵敏度。
(1)用交换法(互易法)消除、本身的误差对测量结果的影响。
我们自搭一个电桥,设电桥的灵敏度足够高,主要考虑、、引起的误差。
此时可用交换法减小和修正这一系统误差。
方法是:先用图8-1 (a)搭好电桥,调节使G中无电流,记下值可由式(8-2)求。
然后将和交换(互易)如图8-1 (b)所示,再调节使G中无电流,记下值,可得电阻R o),而△ n是由于电桥偏离平衡而引起的检流计指针偏转格数。
如果一个很小的厶R 能引起较大的△ n偏转,则电桥的灵敏度就高,带来的误差也就越小。
选用灵敏度高、内阻低的检流计,适当提高电源电压,适当减小桥臂电阻,尽量把桥臂配置成均匀状态,有利于提高电桥灵敏度。
实验内容及步骤1ItIt:连接电路测电阻。
1、用滑线惠斯通电桥测定未知电阻(1)电路连接好之后,调整电表灵敏,断开电源。
(2)选择被测电阻及测量参数:选择好待测的电阻,选择作为计算Rx值的比例值(20 Q 、200Q 、2000Q),估算出Ro 的近似值。
(如Rx 为200Q,尹2,R0=評°约为300Q)。
注:电压为20伏不变。
(3) (4)当Rx 值选择后,是滑动D,使D 左右长度比值为:R1 =2,R 2 3 打开电源,根据R x 的标称值,调节R o ,直至电桥平衡,由R x 二R1 R J 1 R R 2 l 2算 R x1 o (5) 的示值为R x保持5 1不变,交换R e 和R x 的位置,调整使电桥重新达到平衡,比较电阻 = Z R " °R x =.R O R0。
用惠斯通电桥测电阻实验报告
实验名称:用惠斯通电桥测电阻实验报告
实验目的:通过使用惠斯通电桥测量未知电阻的阻值。
实验器材:
1. 惠斯通电桥装置
2. 未知电阻
3. 外部电源
实验原理:
惠斯通电桥是一种用来测量电阻值的精确仪器。
它由四个电阻构成的电路组成,包括一个未知电阻和三个已知电阻。
当桥平衡时,电桥上的电流为零,此时未知电阻和已知电阻之间存在一个平衡条件。
通过改变已知电阻的值,通过观察平衡条件的变化,可以计算出未知电阻的阻值。
实验步骤:
1. 将惠斯通电桥装置连接到外部电源上。
2. 将未知电阻接入电桥的两个对角线上。
3. 调节已知电阻的值,以使电桥平衡。
4. 观察平衡时已知电阻的数值,并记录下来。
5. 根据平衡条件的变化,计算出未知电阻的阻值。
实验结果及数据处理:
根据实验步骤中记录下来的已知电阻的值,结合平衡条件的变化,通过计算可以得出未知电阻的阻值。
实验讨论及结论:
通过使用惠斯通电桥测电阻实验,我们成功地测量了未知电阻的阻值。
该实验方法具有较高的精确度和重复性。
通过此实验,我们认识到惠斯通电桥可以用于准确测量电阻值,并且可以通过改变已知电阻的值来调节条件,从而测量不同范围的电阻值。
实验3.7 用惠斯登电桥测电阻一、实验目的(1)了解惠斯登电桥的原理和特点。
(2)学会使用惠斯登电桥测电阻。
二、实验仪器FQJ 型非平衡电桥、平衡指示仪(检流器)、电阻箱、待测电阻、直流稳压电源。
三、实验原理由已知桥臂电阻R 1、R 2、R 0和待测桥臂电阻R x ,组成如图3.7-1所示的桥式电路就是惠斯登电桥。
A 、B 接入直流电源,即为直流电桥;C 、D 接入检流计进行测量,称为平衡电桥。
本实验利用平衡直流电桥精确测量电阻。
实验时,调节电阻R 0使检流计I G =0,即电桥达平衡状态时,C 、D 两点电位相等,则可得:V AC =V AD ,I R 1=I R 2,I R 0=I R x ,推导得桥臂电阻参数满足R x =R 0⋅(R 1/R 2)。
其中R 1,R 2为已知值。
因此实验时只需调节电阻R 0使检流计I G =0,并读出R 0值即可求得待测电阻R x 。
四、内容步骤(1)熟悉电桥结构,连接电路元件。
(2)量程倍率设置:电桥的量程倍率k 可以根据所测电阻的大小自行设置。
(3)根据量程倍率来调节电源电压,并接通电源。
(4)接上被测电阻,R0测量盘打到等于被测电阻标称值除以倍率的商的数字,⁄)=R0⋅k。
选下G、B按钮,调节R3使电桥平衡,则R x=R0·(R1R2(5)调节R0使检流计G示值分别为±0.1μA,记下左偏和右偏电流表示值为±0.1μA时对应的电阻R3值。
将测量数据记录于表格中。
五、数据记录及处理六、思考和讨论(1)使电桥测量误差增大的主要因素是什么?如何提高电桥的灵敏度?答:使电桥误差增大的原因是当通过检流计电流较小时,无法观察到变化从而造成误差,可以通过提高电源电压来提高灵敏度。
(2)为什么用电桥法测电阻较用伏安法测电阻准确?答:伏安法测得的电阻受电压表或电流表电阻影响,而电桥法则不会。
实验三用惠斯通电桥测电阻【实验目的】1.掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法;2.理解电桥灵敏度的概念;3.研究惠斯通电桥测量灵敏度。
【实验原理】1.惠斯通电桥测电阻原理惠斯通电桥的原理图如图3-1所示,它由比例臂电阻R1、R2和调节臂电阻R以及待测电阻R X用导线连成的封闭四边形ABCDA组成,在对角线AC两端接电源,在对角线BD两端接灵敏度较高的检流计。
通常将BD端称为桥路,四个电阻R1、R2、R和R X称为桥臂。
若适当调节R1、R2或R阻值,使桥路两端的电位相等,即检流计示值为零,这时称为电桥平衡。
图3-1 惠斯通电桥的原理图电桥平衡时(V=0),得到:U AB=U AD,U BC=U DC即I1R1=I2R2,I X R X=I R R(1)同时有I1=I X,I2=I R(2)由式(1)、(2)得到R X=R(R1R2⁄)(3)当知道R 1R 2⁄的比值及电阻R 的数值后,由式(3)可算出R X 。
R1R 2⁄称为比率系数或倍率,R 称为比较臂。
式(3)称为电桥平衡条件。
惠斯通电桥适用于测量中值电阻(1Ω~1MΩ)。
2.惠斯通电桥灵敏度当BD 端接毫伏表,毫伏表显示为零时认为电桥平衡,但现实的问题是毫伏表的灵敏度是有限的,毫伏表所示电压为零不等于实际电压一定为零。
同样的道理,R X =R (R 1R 2⁄)为电桥平衡条件,由于毫伏表的灵敏度所限,R X (或R 1、R 2、R )有一定的偏差时毫伏表仍可能指示电桥平衡。
当电桥平衡时,保持3个桥臂电阻不变,1个电阻改变(假设R X 、R 1、R 2不变,R 改变ΔR ),则电桥输出电压偏离平衡为ΔU 0,电桥输出电压对桥臂电阻的相对变化反应灵敏度(简称电桥相对灵敏度)S 为:S =ΔU 0ΔR R ×100%与电桥灵敏度相关的物理量有:电源电压U AC 、桥臂电阻R 1+R 2+R +R X 、桥臂电阻分配比例R R 2⁄、检测仪表的灵敏度和内阻R V 。
惠斯通电桥测电阻实验报告一、实验目的与原理1.1 实验目的本次实验的主要目的是通过惠斯通电桥测量电阻,了解电桥的基本原理和应用,掌握测量电阻的方法和技巧。
通过实验加深对电路理论知识的理解,提高动手实践能力。
1.2 实验原理惠斯通电桥是一种基于基尔霍夫电压定律的精密测量电阻的电路。
它由四个电阻组成,分别为R1、R2、R3和R4,其中R1和R3相等,R2和R4相等。
当电源接通时,电路中会产生一个电势差,使得桥臂上的电压相等。
根据基尔霍夫电压定律,我们可以得到以下方程:(V1 V2) / R1 = (V3 V4) / (R2 R3)解这个方程,我们可以得到未知电阻Rx的值。
需要注意的是,由于电源内阻、导线电阻等因素的影响,实际测量时需要进行一定的校正。
二、实验器材与方法2.1 实验器材本次实验所需的器材有:惠斯通电桥电路、电源、万用表、导线等。
其中,惠斯通电桥电路由四个电阻组成,电源为直流电源,万用表用于测量电压和电阻,导线用于连接电路。
2.2 实验方法1) 将惠斯通电桥电路按照图示连接好,注意连接处要接触良好,防止短路现象的发生。
2) 打开电源开关,调节电源电压,使其处于合适的范围。
通常情况下,电源电压应保持在5V左右。
3) 用万用表分别测量桥臂上的电压,记录下测量结果。
由于电源内阻和导线电阻的影响,我们需要进行一定的校正。
具体方法如下:a) 将万用表的量程调整为电压档位,选择合适的量程。
例如,如果测量范围为0-10kΩ,则将量程设置为0-10kΩ。
b) 用万用表测量R1和R2之间的电压V1和V2,记录下测量结果。
同样地,测量R3和R4之间的电压V3和V4,记录下测量结果。
c) 根据上述测量结果,计算出桥臂上的总电压V:V = V1 + V3 = V2 + V4。
d) 接下来,用万用表测量未知电阻Rx与其他已知电阻之间的电压差分压,例如:URx = (Vx V1) / (Rx R1),UR4 = (V4 V3) / (R4 R3)。
用惠斯登电桥测电阻物理实验报告1. 引言大家好,今天咱们来聊聊惠斯登电桥这个神奇的玩意儿!说到测电阻,很多同学可能一脸懵,不知道从哪儿下手。
不过别担心,咱们一步一步来,保证让你轻松搞懂。
这可是个很实用的实验,能帮助我们了解电阻的本质,像个侦探一样,深入挖掘电阻的秘密。
准备好了吗?让我们开始这场科学之旅吧!2. 实验原理2.1 惠斯登电桥的构造惠斯登电桥,听起来是不是很高大上?其实,它就是一个四个电阻、一个电源和一个检流计组合的“桥”。
简单说,就是用两个已知电阻和一个未知电阻搭成的小“桥”,通过调整已知电阻的值来找出未知电阻。
这就像是在玩拼图,咱们得把电阻的数值拼凑起来,才能看出全貌。
2.2 工作原理它的工作原理其实也不复杂。
通过调节已知电阻,让电桥达到平衡状态,检流计上的指针不再动,这时候就意味着电桥的电流相等,也就是我们要找的未知电阻的值。
这种“平衡”的状态就像我们在生活中找到了和谐,简直是个“和谐大使”啊!3. 实验步骤3.1 准备工作好了,接下来就要进入实际操作了!首先,咱们得准备好惠斯登电桥的设备,确保所有的连接都没有问题。
然后,找到一个合适的电源,最好是稳定的,别让它给你搞小动作。
电阻的选择上,咱们需要选一些合适的已知值,通常是小于或等于未知电阻的数值,确保实验能顺利进行。
3.2 进行实验实验开始时,首先把电源接好,然后用调节电位器来调整已知电阻。
每次调整后,都要注意检流计的指针变化,这可是决定胜负的关键。
找到平衡点时,指针静止,恭喜你,这就是电桥平衡的瞬间!记录下此时的电阻值,算算电桥的电阻公式,便能轻松找到未知电阻的值。
整个过程就像在做一道美味的菜肴,慢慢调味,直到达到完美的口感。
4. 实验结果与讨论4.1 结果分析完成实验后,拿到的数据要仔细分析哦!通常我们会发现,经过几次实验,得到的电阻值都是接近的,这就说明我们的实验是靠谱的。
这时候别忘了对比一下理论值和实验值,看看有没有偏差,哪怕差一点点也得认真对待。
物理实验报告7_惠斯登电桥测电阻实验报告名称:惠斯登电桥测电阻一、实验目的1.学习和掌握惠斯登电桥的工作原理和操作方法。
2.通过实验,提高对电阻测量精度的认识和理解。
3.锻炼实验技能,培养实验数据的处理和分析能力。
二、实验原理惠斯登电桥是一种精确测量电阻的方法,其基本原理是平衡桥路中的电流,使得通过桥路的电流为零。
在这个平衡状态下,可以通过桥路中已知的电阻值,计算出待测电阻的阻值。
三、实验步骤1.准备实验器材:惠斯登电桥、电源、待测电阻、导线若干、数据记录本和计算器。
2.将电源接入惠斯登电桥,然后连接待测电阻到电桥的相应位置。
3.调节电桥平衡旋钮,使电流表显示为零。
此时,电桥达到平衡状态。
4.记录下此时电桥平衡时待测电阻两端的电压和电流值。
5.使用欧姆定律计算待测电阻的阻值:R = U/I6.重复实验三次,求平均值作为最终的待测电阻阻值。
四、实验数据分析实验过程中,我们记录了三组数据。
以下是数据示例:根据上述数据,我们计算出电阻的平均值为:R = (2500.00 + 2525.00 + 2475.00) / 3 = 2500.00 Ω五、实验结论通过惠斯登电桥测电阻实验,我们成功掌握了惠斯登电桥的工作原理和操作方法,并通过实验测量得出了待测电阻的阻值。
实验结果表明,我们的测量方法精度较高,能够较准确地得到电阻的实际值。
此外,通过实验,我们也锻炼了实验技能,提高了对电阻测量精度的认识和理解。
六、实验讨论与改进尽管我们在实验过程中取得了一些成果,但仍有一些方面可以进行改进和优化:1.实验过程中,环境因素(如温度、湿度等)可能会影响电阻的测量结果。
为了减小误差,可以尝试在恒温恒湿的环境下进行实验。
2.在数据处理过程中,虽然我们采用了求平均值的方法来减小误差,但这并不能完全消除误差。
可以考虑采用更先进的数据处理方法,如最小二乘法等,以进一步提高测量精度。
3.在实验操作过程中,调节电桥平衡旋钮的手法可能会影响电阻的测量结果。
物理实验—用惠斯通电桥测电阻—实验汇报本实验选取了最常用的惠斯通(Wheatstone)电桥,通过改变电阻值使电桥平衡,从而测量未知电阻的阻值。
一、实验目的1.掌握惠斯通电桥的原理和构造2.学习电桥平衡法器结算法测量电阻3.掌握计算阻值的方法和误差分析二、实验仪器和材料1.惠斯通电桥2.电源3.待测电阻及标准电阻4.万用表三、实验原理1.惠斯通电桥惠斯通电桥是一种用电桥原理测量电阻的仪器。
是由四个电阻分别合并成一个无刷电桥,以求出第四个电阻R4 的电阻值的测量仪器。
2.电桥平衡法测电阻按照惠斯通电桥的平衡原理,当两个对角上的电路的电阻之积等于另外两个对角上的电路的电阻之积,即:R₁×R₃ = R₂×R₄则称惠斯通电桥处于平衡状态。
在平衡状态下,电桥两侧电阻相等,电桥中无电流,两个电感之间电势差为零。
因此,在接入实验电路时,对于一组已知电阻,调节变阻器使整个电桥处于平衡状态。
然后可以利用转换电路或万用表等测量电阻值。
四、实验步骤1.准备一台连通电源的惠斯通电桥,角度的解释放置标准电阻70Ω在电桥上,使电桥出现电流平衡与压差平衡现象。
2.用万能表量取这只试验电路的出入口电压U1和U2及标准电阻的电压U3,在平衡状态下记录各电压值,阻值为70Ω。
3.取观察数据:改变电桥方向改变电桥比例,分别接入未知电阻即可读取其电阻阻值。
4.选用变阻器,调节其阻值,使电桥平衡,并用万能表量取这个试验电路的出入口电压U1和U2及标准电阻的电压U3。
5.记录各电压值U1、U2、U3及未知电阻阻力值R4的数据。
五、实验结果处理1.计算未知电阻的直接值,可用公式:R4=R3*U2/U32.将电桥方向放反,再量取出口电压U2,R3为70Ω时,再用上述方法计算出R4的值。
3.求平均值(R4=(R4_1+R4_2)/2)六、实验记录表1:|$R₁(Ω )$|$R₂(Ω )$|$R₃(Ω )$|$R4( Ω)$|$U1(V) $|$U2(V) $|$U3(V) $||--------|--------|--------|--------|--------|--------|--------||70 |1000 |1000 |__ |2.12 |0.26 |2.08 ||70 |470 |470 |__ |2.11 |0.46 |2.121 |七、实验误差及分析1.人为误差:(1) 稳定性差:万能表、电源、变阻器的稳定性均会对实验造成一定的影响。
惠斯登电桥测量中值电阻物理实验报告实验名称:惠斯登电桥测量中值电阻摘要:本实验使用惠斯登电桥测量了一个未知电阻的中值电阻。
通过调整电桥的各个参数,使得电桥平衡,从而确定未知电阻的值。
实验结果表明,测量得到的未知电阻与理论值接近,实验结果较为准确。
引言:电桥是一种常用的电阻测量仪器,它基于电桥平衡原理来进行测量,具有较高的精度和准确性。
而惠斯登电桥是最常用的电桥之一、本实验旨在借助惠斯登电桥,测量一个电阻的中值电阻,并与理论值进行对比,从而验证惠斯登电桥的准确性。
材料与方法:1.实验仪器:惠斯登电桥,电压源,待测电阻。
2.连接电路:依次将电压源,电桥和待测电阻连接起来,保持电路的闭合。
3.调整电桥:通过调节电桥的各个参数,使得电桥平衡。
4.记录测量数据:记录平衡条件下的各个参数数值。
5.计算未知电阻值:根据平衡条件和已知参数的数值,计算未知电阻的值。
结果与讨论:经过实验测量,我们得到了以下数据:已知电阻R1=100Ω,已知电阻R2=200Ω,已知电阻R3=300Ω,未知电阻Rx=250Ω。
使用惠斯登电桥测量未知电阻,调整电桥的各个参数,最终使得电桥平衡。
平衡条件下,我们记录到V1=2V,V2=3V,V3=4V,V4=6V。
根据惠斯登电桥的平衡条件,我们可以得到以下公式:(V1/V2)=(R1/Rx)(V3/V4)=(R3/R2)将已知值代入上述公式,我们可以计算出未知电阻Rx的理论值为:Rx=(V1/V2)*R1=(2/3)*100=66.67Ω实验测量得到的未知电阻值为Rx=250Ω。
与理论值进行对比,计算相对误差:误差=(测量值-理论值)/理论值*100%=(250-66.67)/66.67*100%=274.53%从计算结果可以看出,实验测量得到的未知电阻值与理论值相差较大,误差较大,相对误差为274.53%。
可能由于电桥的参数调节不够精确,或者电桥本身有一定的系统误差导致。
结论:本实验使用惠斯登电桥测量了一个未知电阻的中值电阻,测量结果与理论值相差较大,误差较大。
惠斯通电桥测电阻实验报告
实验目的:
通过惠斯通电桥的测量,掌握电桥的原理和测量电阻的方法。
实验器材:
1. 惠斯通电桥
2. 直流电源
3. 电流表
4. 变阻器
5. 锰铜电阻丝
6. 手摇绕线器
7. 电阻箱
8. 其他小工具
实验原理:
惠斯通电桥是用电桥平衡法测量电阻值的一种常用仪器。
其原理是基于在均衡时,桥路电势差为零的原理。
在四个电阻中,由于桥路上任意一点的电势差为零,所以
R1S1 + R2S3 = R4S2 + R3S4
其中,R1、R2为固定电阻,R3为待测电阻,R4为可调电阻。
实验步骤:
1. 搭建惠斯通电桥,将电流表接在辅助臂上,调整可调电阻使电流表示数为零;
2. 调整可调电阻,使电流表示数为最小,这时测出的电阻值为未知电阻的阻值;
3. 将变阻器代替未知电阻,调整电阻箱的电阻值,直到电流表显示的数值为零;
4. 测量电流表的电流值I、电流表电动势E和总电阻值R,计算出待测电阻的电阻值R3。
实验结果:
我们测得辅助臂中电流为0时的可调电阻值为400Ω,转化为
基本电桥后,可求得待测电阻的电阻值为180Ω。
实际应用时应将
这个值与手动调节时的误差进行比较,以确定待测电阻的准确性。
实验结论:
本次实验通过惠斯通电桥的测量方法,成功测得了待测电阻的
电阻值。
此方法具有测量精度高、测量范围广、测量稳定等优点。
在实际使用中,我们需要根据实际需求来选择合适的测量方法,
并对仪器因热胀冷缩等因素带来的影响进行特殊处理,以确保测
量数据的准确性。
惠斯通电桥测电阻实验报告一、实验目的1、掌握惠斯通电桥测电阻的原理和方法。
2、学会使用箱式惠斯通电桥测量中值电阻。
3、了解电桥灵敏度的概念及提高电桥灵敏度的方法。
二、实验原理惠斯通电桥是一种用于精确测量电阻的电路。
它由四个电阻 R1、R2、Rx 和 Rs 组成,一个直流电源和一个检流计构成,如图 1 所示。
当电桥平衡时,检流计中无电流通过,B、D 两点电位相等。
此时有:\\frac{R1}{R2} =\frac{Rx}{Rs}\通过交换 R1 和 R2 的位置,可以消除比例臂电阻的误差。
电桥的灵敏度定义为:\S =\frac{\Delta n}{\frac{\Delta Rx}{Rx}}\其中,Δn 是检流计指针偏转的格数,ΔRx 是电阻 Rx 的改变量。
三、实验仪器1、箱式惠斯通电桥。
2、直流电源。
3、检流计。
4、标准电阻。
5、待测电阻。
四、实验步骤1、熟悉箱式惠斯通电桥的结构和使用方法。
2、按照电路图连接电路,注意电源、检流计、电阻的正负极连接正确。
3、估计待测电阻的阻值,选择合适的比例臂 R1 和 R2 的比值。
4、调节比较臂电阻 Rs,使电桥平衡,检流计指针指零。
5、记录 R1、R2 和 Rs 的值,计算待测电阻 Rx 的值。
6、改变比例臂的比值,重复步骤 4 和 5,测量多组数据。
7、测量电桥的灵敏度,在电桥平衡后,改变 Rs 的值,使检流计指针偏转一定的格数,记录ΔRs 和相应的Δn,计算电桥的灵敏度。
五、实验数据及处理1、测量待测电阻 Rx|次数| R1(Ω)| R2(Ω)| Rs(Ω)| Rx(Ω)|||||||| 1 | 100 | 100 | 3568 | 3568 || 2 | 500 | 500 | 17852 | 17852 || 3 | 1000 | 1000 | 35725 | 35725 |平均值:Rx =(3568 + 17852 + 35725)/ 3 = 190483(Ω)2、电桥灵敏度的测量|ΔRs(Ω)|Δn(格)| S(格/Ω)|||||| 01 | 5 | 50 || 02 | 10 | 50 || 03 | 15 | 50 |平均值:S =(50 + 50 + 50)/ 3 = 50(格/Ω)六、误差分析1、电阻箱本身存在误差,其刻度的准确度有限。
大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:惠斯通电桥一、实验目的:1.精确测量中高值电阻(单桥)2.掌握电桥测电阻的原理和方法二、实验原理:电阻是电路的基本元件之一,电阻的测量是基本的电学测量。
用伏安法测量电阻,虽然原理简单,但有系统误差。
在需要精确测量阻值时,必须用惠斯通电桥,惠斯通电桥适宜于测量中值电阻(1~106Ω)。
电阻是电路的基本元件之一,电阻的测量是基本的电学测量。
用伏安法测量电阻,虽然原理简单,但有系统误差。
在需要精确测量阻值时,必须用惠斯通电桥,惠斯通电桥适宜于测量中值电阻(1~106Ω)。
惠斯通电桥的原理如图l 所示。
标准电阻R 0、R 1、R 2和待测电阻R X 连成四边形,每一条边称为电桥的一个臂。
在对角A 和C 之间接电源E ,在对角B 和D 之间接检流计G 。
因此电桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。
当开关K E 和K G 接通后,各条支路中均有电流通过,检流计支路起了沟通ABC 和ADC两条支路的作用,好象一座“桥”一样,故称为“电桥”。
适当调节R 0、R 1和R 2的大小,可以使桥上没有电流通过,即通过检流计的电流I G = 0,这时,B 、D 两点的电势相等。
电桥的这种状态称为平衡状态。
这时A 、B 之间的电势差等于A 、D 之间的电势差,B 、C 之间的电势差等于D 、C 之间的电势差。
设ABC 支路和ADC 支路中的电流分别为I 1和I 2,由欧姆定律得I 1 R X = I 2 R 1I 1 R 0 = I 2 R 2两式相除,得102X R R R R = (1)(1)式称为电桥的平衡条件。
由(1)式得102X R R R R =(2)即待测电阻R X 等于R 1 / R 2与R 0的乘积。
通常将R 1 / R 2称为比率臂,将R 0称为比较臂。
三、实验仪器:箱式直流单臂电桥,导线若干,待测电阻。
四、实验内容和步骤:1.将R N 及功能选择档均选择为“单桥”。
用惠斯通电桥测电阻_实验报告实验名称:用惠斯通电桥测电阻实验目的:1.了解惠斯通电桥的工作原理;2.掌握用惠斯通电桥测量电阻的方法;3.通过实验验证电阻的测量结果。
实验器材:1.惠斯通电桥2.电阻箱3.能量电池4.电流表5.电压表6.手动调节器7.实验导线实验原理:惠斯通电桥是一种测量电阻的电路,其基本原理是通过调节电桥中的电阻,使得电桥平衡,即两侧空穴的电位差为零。
在电桥平衡状态下,根据桥路中的电阻关系可以计算出待测电阻的值。
根据惠斯通电桥的平衡条件,可得到以下公式:R1/R2=Rx/R3实验步骤:1.将电阻箱的接线端与惠斯通电桥的ABCD四个接线端相连,将能量电池的正极与A点相连,负极与D点相连。
2.打开电桥上的开关,调整手动调节器使电桥平衡。
3.读取电流表和电压表上的数值,记录下来。
4.根据电流表和电压表的读数计算所测电阻的大小。
实验数据:已知R1=100Ω,R2=200Ω,R3=300Ω测得电流表读数I=0.5A,电压表读数U=1.5V根据惠斯通电桥的平衡条件,可得:R1/R2=Rx/R3100/200=Rx/300Rx=150Ω实验结果:根据实验数据和计算结果可知,所测得的电阻Rx为150Ω。
实验讨论与分析:在实验中,通过调节电桥中的电阻,使得电桥平衡,即使两侧的电位差为零。
通过读取电流表和电压表的数值,可以计算出待测电阻的大小。
实验结果与计算结果相符,验证了电桥测量电阻的有效性。
然而,在实际操作中可能会存在误差。
例如,电桥的灵敏度可能不够高,导致测量结果不够准确。
此外,电路的接线、电阻箱的调节等也可能产生误差。
为提高测量的准确性,可以多次测量求平均值,或者采用更精密的仪器。
实验总结:通过本次实验,我们了解了惠斯通电桥的工作原理,并学会了用惠斯通电桥测量电阻的方法。
实验结果与计算结果相符,说明惠斯通电桥在测量电阻方面具有一定的准确性和可靠性。
在实际应用中,惠斯通电桥常用于精密测量电路中,为电路设计和维护提供了有力的工具。
竭诚为您提供优质文档/双击可除惠更斯电桥测电阻实验报告篇一:大学物理实验惠斯通电桥测电阻实验报告大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:篇二:惠斯通电桥测电阻实验报告肇庆学院肇庆学院电子信息与机电工程学院普通物理实验课实验报告班实验日期姓名:学号老师评定实验题目:惠斯通电桥测电阻实验目的:1.了解电桥测电阻的原理和特点。
2.学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。
3.测出若干个未知电阻的阻值。
1.桥式电路的基本结构。
电桥的构成包括四个桥臂(比例臂R2和R3,比较臂R4,待测臂Rx),“桥”——平衡指示器(检流计)g和工作电源e。
在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器Rg(滑线变阻器)。
2.电桥平衡的条件。
惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻(R2、R3、R4、和Rx)、一个“桥”(b、d间所接的灵敏电流计)和一个电源e组成。
b、d间接有灵敏电流计g。
当b、d两点电位相等时,灵敏电流计g中无电流流过,指针不偏转,此时电桥平衡。
所以,电桥平衡的条件是:b、d两点电位相等。
此时有uab=uad,ubc=udc,IxI2由于平衡时Ig?0,所以b、d间相当于断路,故有I4=I3Ix=I2所以IxRx?I4R4I3R3?I2R2可得R4R2?R3Rx或Rx?一般把R2R3R2R3R4c?K称为“倍率”或“比率”,于是Rx=KR4要使电桥平衡,一般固定比率K,调节R4使电桥达到平衡。
3.自组电桥不等臂误差的消除。
实验中自组电桥的比例臂(R2和R3)电阻并非标准电阻,存在较大误差。
当取K=1时,实际上R2与R3不完全相等,存在较大的不等臂误差,为消除该系统误差,实验可采用交换测量法进行。
先按原线路进行测量得到一个R4值,然后将R2与R3的位置互相交换(也可将Rx与R4的位置交换),按同样方法再测’一次得到一个R4值,两次测量,电桥平衡后分别有:Rx?联立两式得:Rx?R2R3?R4Rx?R3R2?R4R4?R4由上式可知:交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。
大学物理实验(郑州大学)实验四惠斯通电桥测电阻实验报告一、实验目的(1)掌握惠斯通电桥测电阻的原理(2)学会正确使用箱式电桥测电阻的方法(3)了解电桥灵敏度的概念及提高灵敏度的几种方法二、实验仪器和用具滑线变阻器(1.9K)、电阻箱、检流计(AC15/4)、直流稳压电源、待测电阻,箱式电桥(QJ23、QJ24)、开关和导线。
三、实验原理惠斯通电桥可用于精确测量中等阻值(几十欧至几十万欧)的电阻。
电路图如图1KE、E、RE串联构成主干支路,R1、R2串联构成桥臂支路,R3、R4串联构成另一桥臂支路。
在b、d间用检流计作为桥梁,桥中电流由检流计检测。
当I G =0 ,则电桥达到平衡态由分压原理可得其中,R1称做(Rx)测量臂,R2、R4称做比例臂,R3称做比较臂。
四、实验步骤:一.用滑线式惠斯通电桥测量电阻R x①按照图1接好电路,并把滑动变阻器R0和电阻箱R t的阻值调到最大。
②用万用电表粗测R x的大小,或者由电阻标称值读出R x,然后选取R3,使其接近R x的数值。
③接通电源,将电键D由AC的中点向左边(或右边)稍稍移动,并快速按一下D键(一触即离),同时注意观察电流计指针的偏转方向。
然后把D键由AC线中点稍向相反方向移动,若此时按下电键D,电流计指针偏转与上一次不同,说明电路正常,可以进行测量。
④把电键D大约放在AC线的中点,改变比较臂R3,使电流计指针基本不偏转,然后把限流电阻R t,R0的阻值逐步调小到0。
⑤改变电键D的位置,使电桥达到平衡。
在米尺上读出l1与l2,然后断开电源。
(注意米尺可估读到0.01cm)⑥改变电源极性,重复⑤。
⑦将R x与R3的位置对调,重复⑤⑥。
⑧再略改变D点位置(基本保持在中点附近),也可略改变R3,重复⑤⑥⑦。
测出4-6组数据。
先分别算出R x,再算平均值和不确定度和百分误差。
二.用QJ23型箱式惠斯通电桥测量三个数量级不同的电阻阻值①用连接片将“外接”两个接线柱短接,调节灵敏电流计的零点调节旋钮,使电流计指针准确指零。
物理实验用惠斯通电桥测电阻实验报告
Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
班级___信工C班___ 组别______D______
姓名____李铃______ 学号__
日期指导教师___刘丽峰___
【实验题目】_________用惠斯通电桥测电阻___
【实验目的】
1、掌握惠斯通(Wheastone)电桥测电阻的原理;
2、学会正确使用惠斯通电桥测量电阻的方法;
3、了解提高电桥灵敏度的几种方法;
4、学会测量单电桥的灵敏度。
【实验仪器】
QJ- 23型箱式电桥,滑线电阻,转柄电阻箱(0~Ω),检流计,直流电源,待测电阻,开关,导线若干。
【实验原理】
1.惠斯通电桥测量电阻的原理
图是惠斯通电桥的原理图。
图中R1、R2和R0是已知阻值的电阻,它们和被测电阻Rx连成一个四边形,每一条边称作电桥的一个臂。
四边形的对角A和B之间接电源E;对角C和D之间接有检流计G,它像桥一样。
电源接通,电桥线路中各支路均有电流通过。
当C、D两点之间的电位不相等时,桥路中的电流IG≠0,检流计的指针发生偏转;当C、D两点之间的电位相等时,“桥”路中的电流IG=0,检流计指针指零,这时我们称电桥处于平衡状态。
当电桥平衡时,,
两式相除可得到Rx的测量公式 (5-1)
电阻R1R2为电桥的比率臂,R0为比较臂,Rx为待测臂。
只要检流计足够灵敏,等式(1)就能相当好地成立,被测电阻值Rx可以仅从三个已知电阻的值来求得,而与电源电压无关。
由于R1、R2和R0可以使用标准电阻,而标准电阻可以制作得十分精密,这一过程相当于把Rx和标准电阻相比较,因而测量的准确度可以达到很高。
2.电桥的灵敏度
电桥平衡后,将R0改变△R0,检流计指针偏转△n格。
如果一个很小的△R0能引起较大的△n偏转,电桥的灵敏度就高,电桥的平衡就能够判断得更精细。
电表(检流计)的灵敏度是以单位电流变化量所引起电表指针偏转
的格数来定义的,即(5-2)
同样在完全处于平衡的电桥里,若测量臂电阻Rx改变一个微小量△Rx,将引起检流
计指针所偏转的格数△n,定义为电桥灵敏度,即(5-3)
但是电桥灵敏度不能直接用来判断电桥在测量电阻时所产生的误差,故用其相对灵敏
度来衡量电桥测量的精确程度,即有(5-4)
定义为电桥的相对灵敏度。
它反映了电桥对电阻相对变化量的分辨能力,实验中可以据此测出所用电桥的灵敏度。
可以证明改变任何一个桥臂,电桥的相对灵敏度都是相同的。
(5-5)
当电桥处于平衡点附近,且为微小量时,可以得到
(5-6)
由(5-6)式分析可知:
(1)电桥灵敏度S与检流计的灵敏度成正比,检流计灵敏度越高电桥的灵敏度也越高。
(2)电桥的灵敏度与电源电压E成正比,为了提高电桥灵敏度可适当提高电源电压E。
(3)电桥灵敏度随着四个桥臂上的电阻值的增大而减小,随着()的增加而减小,臂上的电阻阻值选得过大,将大大降低其灵敏度,臂上的电阻阻值相差太大,也会降低其灵敏度。
以上结论为改善电桥相对灵敏度指出了方向,需要指出,在运用提高电源电压和减小桥路各臂阻值以便提高电桥相对灵敏度,千万不要使各臂电阻的负载超过其额定功率,不然将会损坏各臂电阻。
同时一般成品电桥为了提高其测量灵敏度,通常都安装有外接检流计与外接电源接线柱。
但是外接电源电压的选定不能简单为提高其测量灵敏度而无限制地提高,还必须考虑桥臂电阻的额定功率,不然就会出现烧坏桥臂电阻的危险。
【实验内容】
一、用自组惠斯通电桥测电阻
测量的电路图如图所示,图中R1、R2和R0均为旋臂电阻箱,Rx为待测电阻,滑线变阻器的作用是来调节加在电桥两端的电压大小。
具体的实验步骤如下:
1.首先用万用表粗测出待测电阻的大小,然后选择合适的比例
2.调节电源的输出旋钮,使其输出相对较低的电压,调节R0使检流计指针不偏
转,再调高电源的输出电压,继续调节R0使检流计指针不偏转,记下此时R0
的数值,利用公式(5-1)计算出待测电阻值。
3.对于同一个被测电阻,使用三个不同的比例臂,重复步骤(2)进行测量,取三次测
量的平均值即为最终的值。
填写以下表格:
待测电阻
比率1R() 2R() 0R() 0R (交换1R,2R)() R x()
标称值()
50 100 1000
800 1 1000 1000
2000 1 3000 3000
本实验使用AC5/2型级直流指针式检流计,它的灵敏度较高,使用时必须注意:(1)将指针锁钮转向白点处,此时指针可以转动,进行零点校准。
(2)测试时将“电计”开关按下,检流计与线路接通,否则指针不偏转。
断电后,若指针来回摆动,则可按一下“短路”开关,使之尽快静止,以便再次测试。
(3)在初调电桥平衡时,如果发现按下“电计”开关时,指针以较快的速度偏向一侧,此时应立刻松开“电计"开关,防止非瞬时过载引起的损坏。
注意不要将“电计”按钮
锁住。
(4)检验电桥是否达到平衡,是以按下“电计”按钮,指针不发生任何可察觉的摆动为准,不要以指针是否指零为依据。
(5)测量完毕应将指针锁钮拨向红点,使检流计指针出于止动状态。
二、用箱式惠斯通电桥测电阻
箱式桥是把电桥的各个元件,包括标准电阻箱、检流计、保护电阻、电源、开关等,装在一个箱子里,便于携带、使用方便.箱式电桥型号各异,本实验使用的QJ一23型直流单臂电桥,又叫惠斯通电桥,适用于测量10Ω以上的中值电阻。
具体的实验步骤如下:
1.首先进行零点调节,当无电流通过检流计时,其指针应指向零点。
2.将待测电阻Rx接在接线柱Rx1、Rx2之间,根据待测电阻阻值的大小,适当选
择比率臂K值(可参看倍率选择表)。
K值的大小要使比较臂(电阻箱)上的四个刻度转盘,都要参与调节,即保证电阻的测量结果达到四位有效数。
一般应置于一个估计值,按下电源按钮B ,同时按下按钮G 将检流计接通,观察检流计指针偏转情况,若指针是偏向“+”的一边,说明待测电阻Rx 大于估计值,这时应当增大比较臂上电阻的示值;反之若检流计指针是偏向“一”一边,说明待测电阻Rx 比估计值小,应减小比较臂上电阻示值.逐个调节比较臂电阻箱上的四个旋钮(四个旋钮的调节顺序应由大到小),直到检流计接近零。
比较臂上四个盘读数之和乘上倍率K 值即为待测电阻的阻值,即,并填写以下表格:
待测电阻标称值()
比率
测量盘示数()
待测电阻实际值()
50 800 2000
注意:电源按钮开关,实验中不要将此开关G 按下锁住,以避免电流热效应引起的阻值改变,并防止电池很快耗尽。
电流计按钮开关一般只能跃按,以避免非瞬时过载而引起的损坏。
【原始数据】
【数据处理】 自组电桥: 待测电阻
标称值() 比率
1R () 2R () 0R () 0R '(交换1R ,2R )() R x ()
50 100 1000 800 1 1000 1000 2000 1 3000 3000 2208
2206
2207 箱式电桥:
待测电阻标称值()
比率 测量盘示数()
待测电阻实际值()
50 5044 800 8258 2000
1
2202
2202
【实验数据分析】
一、自组惠斯通电桥测电阻
标称值为50Ω电阻:Ω===60.5002
1
k R R R R R x 标称值为800Ω电阻:Ω='
=5.82900R R R x 标称值为2000Ω电阻:Ω='
=220700R R R x
二、箱式惠斯通电桥测电阻
标称值为50Ω电阻: Ω=44.50x R
标称值为800Ω电阻: Ω=8.825x R 标称值为2000Ω电阻: Ω=2202x R
【思考题】
1.电桥测电阻时,线路接通后,检流计指针总是偏向一边,无论怎样调节,电桥达不到平衡,试分析是什么原因
答:检流计指针总是偏向一边有可能是电路短路,利用电流表检测流过各个电阻的电
流可以排查出问题所在。
2.在使用QJ 一23型直流单臂电桥测量电阻时,为什么选取的比率臂一般应使单电桥的四个测量盘尽可能用上
答:因为四个测量盘都用上表示测得的数据有四位有效数字,这样使结果更加精确。
3.在调节R0的过程中,若检流计相邻两次偏转方向相同或相反,各说明什么问题下一步应当怎样调节R0,才能尽快找到平衡
答:若后一次是增加R0的值,而且与前一次检流计偏向方向相同,那么就意味着R0
小,应继续增加R0的值;若后一次是增加R0的值,而且与前一次检流计偏向方向相反,那么说明R0的值应该在两次调节的范围之间,要尽快找到平衡就必须调节更小倍率的旋钮,观察偏转的情况。
4.为了提高电桥测量的灵敏度,应采取哪些措施为什么
答:(1)提高电源电压。
因为R R U S u ∆∆=0
,即电桥灵敏度与电压成正比。
(2)选用高灵敏度的检流计。
因为电桥灵敏度S 与检流计的灵敏度
成正比,检流
计灵敏度越高电桥的灵敏度也越高。
(3)减小桥路各臂阻值。
因为电桥灵敏度随着四个桥臂上的电阻值
的增大
而减小,随着(
)的增加而减小,臂上的电阻阻值选得过大,将大大降
低其灵敏度,臂上的电阻阻值相差太大,也会降低其灵敏度。
但是要注意,不能使各臂电阻的负载超过其额定功率,不然将会损坏各臂电阻。