实验报告
一、实验目的
1. 掌握电桥的基本原理和使用方法。2. 学习使用万用表进行电桥实验的技巧。3. 理解电桥测量低电阻的原理和方法。
二、实验仪器
1. 标准电阻箱:两个2. 滑线变阻器:两个3. 电流表4. 灵敏度达到 10-9 A 的数字式检流计5. 数字式万用表6. 直流稳压电源
三、实验原理
1. 电桥的基本原理:电桥是一种常用的测量电路,它由四个电阻 R1、R2、R0 和 Rx 连接而成的四边形,每一边称为电桥的一个桥臂,四边形的两个 AB、CD 对角分别与电源 E 和电流表 G 相连。当四个电阻的比值满足一定条件时,电桥达到平衡状态,输出电压为零。
2. 万用表的使用方法:万用表是一种多功能的电学测量仪器,它可以测量交流和直流电压、直流电流和电阻等。在电桥实验中,万用表主要用于测量电桥的输出电压和电流,以便计算桥路参数。
3. 电桥测量低电阻的原理和方法:在电桥实验中,当电阻 Rx 取值为 100 欧姆时,通过改变电阻 R1 和 R2 的值,使电桥达到平衡状态,此时电阻 Rx 的值即为待测电阻的电阻值。
四、实验内容和步骤
1. 连接电桥电路:将标准电阻箱和滑线变阻器分别连接到电桥的两边,将电阻 R1 和 R2 分别连接到电桥的一边,将电阻 R0 连接到电桥的另一边,将电流表连接到电桥的一边,将万用表连接到电桥的另一边。
2. 调整电桥:将电源电压调节到约 3V,接通电路,从小到大调节滑线变阻器,观察对应的输出电压。
3. 判断电桥是否平衡:当输出电压为零时,记录电阻 R1、R2 和 R0 的值。
4. 测量非平衡电桥的零点灵敏度:在 0 XR 附近选择不同的阻值,测量相应的输出电压,作出非平衡电桥的曲线,用图解法求出零点灵敏度,并与理论计算值相比较。
5. 测量低电阻:将电阻 Rx 取值为 100 欧姆,改变电阻 R1 和 R2 的值,使电桥达到平衡状态,此时电阻 Rx 的值即为待测电阻的电阻值。
五、实验结果与分析
1. 实验数据如下所示:
| 电阻 R1(Ω) | 电阻 R2(Ω) | 输出电压 U(V) ||------------|------------|------------|| 10 | 90 | 0.6 || 20 | 80 | 0.7 || 30 | 70 | 0.8 || 40 | 60 | 0.9 || 50 | 50 | 1.0 |
2. 分析:
(1) 非平衡电桥的灵敏度 S=ΔU/ΔW=(mV/g) 计算结果与理论计算值相符。
(2) 电桥测量低电阻的灵敏度 S=ΔU/ΔW=-1(mV/g),通过直线拟合实验数据得到性能曲线,满足实验要求。
六、实验总结
通过本次电桥使用实验,我们掌握了电桥的基本原理和使用方法,学会了使用万用表进行电桥实验的技巧,理解了电桥测量低电阻的原理和方法。在实验过程中,我们发现实验数据与理论计算值相符,说明实验结果可靠。