實驗名稱 惠斯登電橋測電阻（所屬實驗室：大學物理實驗中心 217 分室）一、實驗基本介紹 電橋是一種比較式儀器，是很重要的電磁學基本測量儀器之一。電橋按其結構特點可分為交流電橋和直流電橋，也可分為單臂電橋和雙臂電橋；按工作狀態(tài)可分為平衡電橋和非平 衡電橋。惠斯登電橋稱為單臂電橋，是最常用的直流電橋，主要用于低電阻的測量。二、實驗儀器介紹 實驗儀器：QJ23 型直流電阻電橋，萬用電表，電阻若干只。調零旋鈕 倍率選擇靈敏度旋鈕圖 1 QJ23 型直流電阻電橋、指針萬用表、待測電阻 【QJ23 型箱式惠斯登電橋】如圖 1 所示。箱式直流電橋具有便于攜帶、準確度高和使用方便等特點。其電路原理圖 如圖 2 所示。R1、R2 為比例臂，Rs 為比較臂，改變 b 點的位置就可以改變 R1/R2（即比例系 數(shù) K ） 的 比 值 。 例 如 將 倍 率 開 關 b 置 于 “ 102 ” 時 ， 便 有R1 0.999 8.902 81.009 409.09 409.09 81.009 100R28.902 0.999實驗中 Rx 的誤差主要取決于 Rs，而不是 R1/R2 的比值。從圖 2 可知，比較臂 Rs 由四只可 變的標準電阻相互串聯(lián)，其總阻值可達 9999 。

所以該電橋可測量 1~9999000 范圍內的電阻，基本量程為 100~99990 。1圖 3 為 QJ23 型箱式電橋面板示意圖。面板中下部有四個標有“1000 ”、“ 100 ”、“10 ” 和“1”的旋鈕，是用來調節(jié)比較臂 Rs 的，調節(jié)范圍為 0~9999 。使用與讀取方法同電阻 箱。面板右下角的“Rx” 接線柱是用來聯(lián)接被測電阻 的；左側上方的“+E-”用于聯(lián)接外部電源；“內、G、 外”為檢流計選擇端鈕，當“G”和“內”用短路片聯(lián) 接時，則在“G”和“外”之間需外接檢流計；在“G” 和“外”短路時，則箱式電橋內附的檢流計接入了電路。 面板右上角為倍率“K”選擇開關。面板左下角的“B” “G” 按鈕，從圖 2 可以看出， 前者用于接通電源，后者用于接通檢流計支路。 在使用圖2 時，“B”、“G”兩個電健要同時使用，但需先按下“B” ， 再按下“G” ；斷開時則先松開“G” ，再松開“B” ， 以保護檢流計。所以使用箱式電橋時，先將倍率 K（R1/R2）確定，然后調節(jié) RS 使電橋平衡電橋法測電阻，由公式（3）便可計算出測 量結果。三、實驗內容預習 3.1 實驗目的1. 理解直流電橋的構成和工作原理； 2. 掌握萬用電表的使用和電橋的調節(jié)方法； 3. 用直流電橋測定電阻的阻值。

3.2 實驗原理 3.2.1 惠斯登電橋測量電阻的原理惠斯登電橋的原理如圖 4 所示。圖中 R1、R2、Rs 是已 知其阻值的標準電阻，它們與待測電阻 Rx 構成一個四邊形， 每一邊都稱為電橋的臂。R1、R2 稱為比例臂，Rs 稱為比較 臂，Rx 稱為待測臂。在 A、B 兩端接直流電源 E；在 C、D 兩點間接檢流計 G，結構像橋一樣，故稱為電橋。當 C、D?3?42兩點間的電勢不相等時，有電流通過檢流計 G，電橋不平衡。調節(jié) Rs，使檢流計中電流為零(Ig ＝0)，此時 C、D 兩點間電勢相等，電橋達到平衡電橋法測電阻，于是有：I1 Rx=I2 Rs(1)I1 R1=I2 R2(2)RxR1 R2RsKRs(3)式中 K= R1/R2 稱為比例系數(shù)。由公式(11-3)知，當電橋平衡時，兩相對橋臂電阻的乘積 相等。顯然，Rx 可由標準電阻 R1、R2 和 RS 求得，與電源的電壓無關。所以，電橋測電阻實 質上是比較測量法。由于標準電阻有很高的精確度，因而用電橋測電阻也有很高的精確度。3.2.2 電橋靈敏度在實驗中，我們是通過檢流計的指針是否偏轉來判斷電橋平衡的；所以測量結果的準確程度與檢流計的靈敏度有關。