物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 一、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：單、雙臂電橋測電阻 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? （1）掌握用惠斯登電橋及開爾文電橋精測電阻的原理和使用方法 （2）掌握線路連接和排除簡單故障的技能 （3）理解電橋靈敏度的概念并學(xué)會(huì)測量 三、實(shí)驗(yàn)儀器： 電阻箱（ZX21 型，0.1 級(jí) 3 只），滑線變阻器，待測電阻（1Ω 以下、幾十 Ω、幾 kΩ 電阻各一只）， 檢流計(jì)（AC5/1 型），直流穩(wěn)壓電源，單刀開關(guān)，雙刀換向開關(guān)，箱式電橋（QJ45 型，0.1 級(jí)），箱式雙臂 電橋，導(dǎo)線若干。 三、實(shí)驗(yàn)原理 1．惠斯登電橋測電阻 （1）惠斯登電橋的電路如圖 1 所示，被測電阻 Rx 和標(biāo)準(zhǔn)電阻 R0 及電阻 R1、R2 構(gòu)成電橋的四個(gè)臂。在 CD 端加上直流電壓，AB 間串接檢流計(jì) G，用來檢測其間有無電流（A、B 兩點(diǎn)有無電位差）。“橋”指 AB 這 段線路，它的作用是將 A、B 兩點(diǎn)電位直接進(jìn)行比較。當(dāng) A、B 兩點(diǎn)電位相等時(shí)，檢流計(jì)中無電流通過，稱 電橋達(dá)到了平衡。這時(shí)，電橋四個(gè)臂上電阻的關(guān)系為： Rx R0 R1 R2 ，或 Rx R1 R2 R0 （1） A R1 R2 G 上式稱為電橋平衡條件。

若 R0 的阻值和 R1、R2 的阻值（或 C D K2 R1/ R2 的比值）已知，即可由上式求出 Rx。 調(diào)節(jié)電橋平衡方法有兩種：一種是保持 R0 不變，調(diào)節(jié) R1/ R2 的比值；另一種是保持 R1/ R2 不變，調(diào)節(jié)電阻 R0，本 實(shí)驗(yàn)用后一種方法。 Rx R0 B K1 E （2）．關(guān)于電橋靈敏度的概念 圖 1 惠斯登電橋原理圖 因檢流計(jì)的靈敏度是有限的，在電橋調(diào)到認(rèn)為“平衡”時(shí)，檢流計(jì)中不一定絕對(duì)沒有電流通過，從 而給測量帶來誤差。為此我們引入電橋靈敏度 S 的概念 S n Rx （2） 定義相對(duì)靈敏度 S 相為： S相 n Rx Rx （3） 在計(jì)算由靈敏度帶來的不確定度時(shí)，通常假定檢流計(jì)的 0.2 分度為難以分辨的界限，即取Δn=0.2， 則由靈敏度帶來的不確定度： ux 0.2 S ， ux 0.2 Rx S相 （4） 為得到較大的靈敏度，在自組電橋中 R1≈R2，即 R1/ R2≈1。 2．開爾文電橋的測量原理 當(dāng)被測電阻較?。?Ω 以下）時(shí)，測量電路中用連接導(dǎo) 線電阻和各接線端鈕的接觸電阻的影響不能忽略。

開爾文電橋 的設(shè)計(jì)克服了附加電阻對(duì)結(jié)果的影響，能夠測量 1Ω~10-5Ω 的 低值電阻。其原理見圖 2。 r1、r2、r3、r4、r 即代表各段線路的附加電阻(10-3～10-5Ω)， 因 R3、R4 的引入，形成雙橋，故稱雙臂電橋或稱開爾文電橋， 調(diào)整 R1、R2、R3、R4，使檢流計(jì)中無電流通過，稱電橋平衡，這時(shí) A、B 兩點(diǎn)電位相等。當(dāng)滿足 R1 R3 R2 R4 R1 A R2 I1 r1 R x1 R3 r3 I2 G R4 B r I K E r4 r2 RN 圖 2 開爾文電橋原理圖 （5） 時(shí)，有 Rxl R1 R2 RN （6） 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、用自組惠斯登電橋測兩未知電阻值及相應(yīng)的電橋靈敏度 按圖 3 接線自搭惠斯登電橋。圖中 R/是保護(hù)電阻，防止大 電流通過檢流計(jì)，保護(hù)檢流計(jì)（允許通過的電流在 10-4A 以下）， 但是保護(hù)電阻大，電橋靈敏度降低，如何使用保護(hù)電阻才能即 保護(hù)檢流計(jì)又使電橋靈敏度盡可能高？R 是滑線變阻器，由滑動(dòng) 端 B 將其分為 R1 和 R2雙臂電橋測電阻原理，作為電橋的兩個(gè)臂；K3 是雙刀換向開關(guān)， 其作用是在不需要拆線路的情況下方便地交換 Rx 和 R0 的位置。