母亲可决定衰老速度

惠斯通电桥测电阻实验目的1．了解惠斯通电桥的构造和测量原理2．熟悉调节电桥平衡的操作步骤3．了解提高电桥灵敏度的几种途径实验仪器万用电表、电阻箱、检流计、滑动变阻器、直流电源、待测电阻、电键、导线、箱式电桥实验原理1．惠斯通电桥工作原理图（一）是惠斯通电桥电路。四个电阻R（R）、R、R、R，称作电桥1x234的四个桥臂，组成四边形abcd。对角bd之间连接检流计G，构成“桥”，用以比较桥两Ib1(R)xRR端的电位。当b和d两点的电位相等时，检12RG流计G指零，即I＝0，电桥达到了平acGG衡状态。此时有KRGR43dUUUU（1）IABADBCDC2即IRIR（2）EKR1124EE图（一）惠斯通电桥原理图IRIR（3）1223RR两式相除，得14（3’）RR23或者RRRR（4）1324上两式表明：当电桥达到平衡时，电桥相邻臂电阻之比相等，或者说电桥相对臂电阻之乘积相等。若R、R、R为已知，则待测电阻R（R）可由2341x下式求出RR4RR（5）1R2x3通常称R为测量臂，R、R为比例臂，R为比较臂。所以电桥由四臂（测1432量臂、比较臂和比例臂）、检流计和电源三部分组成。与检流计串联的限流电阻R和电键K都是为在调节电桥平衡式保护检流计，不使其在长时间内有GG较大电流通过而设置的。2．换位测量法的原理R与R位置对换，当I＝0时，12GRR3R,R（6）1R2x4由式（5）和式（6）可知RRR,（7）x22通过换位测量法求出的R的值仅仅与R和R'有关，这就修正了由于电阻丝x22阻值不均匀所带来的系统误差。3．电桥灵敏度在实验中，测试者是依据检流计G的指针有无偏转来判断电桥是否平衡的。然而，检流计的灵敏度是有限的。例如，选用电流灵敏度为1格/1微安的检流计作为指零仪。当通过检流计的电流小于10－7A时，指针偏转不到格，观察者难于察觉，就认为电桥已经达到平衡，因而带来测量误差。对此，引入电桥灵敏度S的概念。RSn（7）R式中ΔR——在电桥平衡后比较臂电阻R的微小改变量；2Δn——相应的检流计偏转格数。电桥灵敏度S的单位是“格’。S越大，在R基础上改变ΔR能引起的2检流计偏转格数就越多，电桥越灵敏，由灵敏度引入的测量误差越小。如S=100格，表示当R改变1％时，检流计有1格的偏转。2实验和理论都已证明，电桥的灵敏度与下面因素有关：（1）与检流计的电流灵敏度S成正比。但是S值大，电桥就不易稳定，ii平衡调节比较困难；S值小，测量精确度低。因此选用适当灵敏度的电流计i是很重要的。（2）与电源的电动势E成正比（3）与电源的内阻r和串联的限流电阻R有关。增加R可以降低电桥EEE的灵敏度，这对寻找电桥调平衡的规律较为有利。随着平衡逐渐趋近，R值E应适当减到最小值。（4）与检流计和电源所接的位置有关系。当R＞r＋R，又R＞R、RGEE132＞R、或者R＜R、R＜R，那么检流计接在bd两点比接在ac两点时的电桥41324灵敏度来的高。当R＜r＋R时，满足R＞R、R＜R或者R＜R、R＞R的GEE13241324条件，那么与上述接法相反的桥路，灵敏度可能更高些。（5）与检流计的内阻有关。R越小，电桥的灵敏度S越高。反之则低。Gb实验内容1．用惠斯通电桥测中阻值电阻（1）按图（一）接线。用三个电阻箱和检流计组成电桥。测量前可用万用表粗测一下待测电阻Rx值。（2）将稳压电源预调至3V左右。（3）把电阻箱R的阻值调至与Rx的标称值相近；比例臂R和R不宜取234的很小，可分别取R＝R＝100Ω，500Ω或1KΩ。34（4）调节电桥平衡：接通电桥，观察灵敏电流计的偏转方向，适当调整电阻箱R的阻值，使灵敏电流计G中通过的电流为零。22．测量电桥的灵敏度在电桥平衡的情况下，让R改变一个小量ΔR，测出此时灵敏电流计G22R指针偏转的格数Δn，由Sn求出电桥的灵敏度S。R（1）分析电源电压E对灵敏度S的影响。保持ΔR以及电桥的其他测量2条件不变，只改变电源电压E，使E分别为2V、3V、4V和5V（本实验中，电源电压不可超过6V），测定在不同的电压下电桥的灵敏度，并作比较与分析。（2）分析限流电阻Rg对灵敏度S的影响。保持ΔR以及电桥的其他测2量条件不变，只改变电桥桥路中的限流电阻Rg阻值，测定相应的电桥的灵敏度S。比较测量结果并作分析。（3）分析桥臂对灵敏度S的影响。在电桥平衡的情况下，让R改变一2个小量ΔR，测出此时灵敏电流计G指针偏转的格数Δn，并计算相应的电桥2的灵敏度S。然后，将R与R交换位置，调节R的阻值到R'时，使电桥重新达到平2x22衡。再将改变一个小量ΔR'，测出此时灵敏电流计G指针偏转的格数Δn'，2并计算相应的灵敏度S'。对S与S'进行比较并作分析。注意事项1.工作电压增大可提高灵敏度,但不要超过桥臂电阻的额定功率.2.测量过程中,通电时间应尽量短暂,避免电阻因发热而使测量结果发生偏差.实验数据处理1．惠斯通电桥测中阻值电阻：用组合电桥测电阻，其次，将R与R交2x换位置后再测（换臂测量）R=R100Ω500Ω1KΩ34R（Ω）2R'（Ω）5215212R(RR,)x22R（Ω）x2．电桥的灵敏度在电桥平衡的情况下，让R改变一个小量ΔR，测出此时灵敏电流计G22R指针偏转的格数Δn，由公式Sn求出电桥的灵敏度S。RR=,ΔR=,Δn=2,S=2058221R=,ΔR=,Δn=3,S=2210221R=,ΔR=,Δn=3,S=221