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1、实验14用双臂电桥测低电阻一、实验目的1、学习测量低电阻特殊矛盾的方法。2、掌握用双臂电桥测量低电阻的原理和方法。二、实验原理1 .不可低估的接触电阻和导线电阻导线按阻值的大小可分为几类。不同的情况应用不同的实验方法,即采取不同的实验路径以减小实验误差。本实验中待测电阻的阻值较小,如果用单臂电桥,将会产生较大的误差,因此将单臂电桥改进为双臂电桥进行较为精密的测量,该电桥适用于1(6:10电阻的测量。2 .带有四端式电阻的双臂电桥的工作原理双臂电桥的线路如图1所示.它有两大特点:待测电阻段和比较电阻Rs到采用四端接法接入电路在电路中增加了鸟和冗4两个电阻,即多了一组桥臂。由于有两组桥臂,所以称双
2、臂电桥。双臂电桥可减小附加电阻对测量低电阻的影响,一是凡和段均采用了四端接法,它巧妙地避免了接线电阻和导线电阻对测量电阻的影响(这里并不是说他们被消除了,而是被引到其他支路上去了。在其他支路上,它们往往可以忽略不计);二是桥臂电阻分别比相应的附加电阻大得多,附加电阻也可忽略不计;三是段和凡采用足够粗的导线连接,使得附加电阻很小,又由于四个桥臂电阻与、k、R3、%比&和K要大得多,于是当双臂电桥平衡时,桥臂电流必然比流过RA和&的电流小得多,这样,附加电阻的电压降与四个桥臂电阻以及段和凡上的电压降相比小得多,因而可以忽略不计。经过化简计算可以得出在实验测量中,若始终保持&tR,=K/%,则式中的
3、第二项会始终保持为零,这样双臂电桥测低电阻的结果表达式与单臂电桥完全一样,即R=0RsA2三、实验器材ZX21型多盘十进制电阻箱四个(99999.9C)、zx25a型实验室直流电阻器一个、AC52型直流检流计一个、精密电阻箱一个、滑动变阻器一个、待测低电阻(改造成四端式电阻)、导线若干、开关一个、DW303BV1型直流稳压稳流电源一个四、实验步骤1、按图1正确连线,注意和凡均用四端接法。实验连线时,要考虑哪些部分要用短而粗的导线,哪些部分可不做要求。选取合适的&tR4=K/6比值及各电阻的阻值,测定待测电阻之值,计算不确定度并正确表达测量结果。2、调节桥臂电阻的大小,但不要改变比值,将得到的数
4、据都进行处理,算出不确定度。3、实验完毕,拆电路,将实验仪器放好。4、实验数据处理。五、数据记录与处理M=r%=测量盘读数(Q)R正向反向平均10.2330.349200.0300.1299.9300.00.34920.261300.0399.9400.1400.00.34830.280400.0500.2499.8500.00.35040.291500.0599.8600.2600.00.349由于比值为1,故6和R,的值相等,此处不再写出。可以看出,即使是保持比值不变,若桥臂电阻的阻值选取不当,也会得到很大的误差.瓦二S349=0.005于是RX=(0.3490.005)六、讨论分析实验过程中桥臂电阻的选择对实验结果的影响较大,同时要注意不能改变比值。由于桥臂电阻的选择问题,可能存在较大的误差,因此就需要在实验的时候进行试探,只有找到了波动不大的情况时,才能采用该组数据。