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《大學物理實驗：雙臂電橋》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、雙臂電橋?電磁學系列6浙江大學物理實驗中心雙臂電橋又名開爾文電橋，是一種測量低值電阻（一般在10-5?~1?之間）的常用儀器，測量準確度較高。在測量低電阻時，連接線的電阻、接頭的接觸電阻（一般為10-3?10-4?的數(shù)量級）都將給測量結(jié)果帶來不允許的誤差。因此就必須想辦法消除或減小接線電阻和接觸電阻對測量結(jié)果的影響。雙臂電橋就是為了解決這些矛盾而設(shè)計出來的。一、實驗?zāi)康?、熟悉雙臂電橋測量低電阻的原理。2、了解單臂電橋與雙臂電橋的關(guān)系和區(qū)別。3、學會QJ-44型雙臂電橋測量低電阻的方法。二、實驗原理
2、見圖：r1-4是接線電阻，由圖可見。電壓表測量的電阻兩端還包含r1-2，當R與r1，r2同數(shù)量級時將帶進的誤差就很大，1、接線電阻與導線本身電阻對實驗的影響AVRr1r2r3r42、四端接入法消除誤差：Vr1r2r3r4CCPPPCCCPP電壓接線電流接線四端接入法如圖所示，r1—4同樣是接線電阻，然電路變成電壓表串聯(lián)r3-4與R并列，由于電表內(nèi)阻遠大于r3，r4，因此它們的影響可以忽略不計。下圖就是四端接入法裝置。R四端接入裝置3、雙臂電橋原理I1R1R2R3R4Gr1r2r3r4RxRoror5
3、r6AFBHCDEmAiI0當C，D電位相等，即電橋平衡時，G另指示。這時：則：同理和假如滿足：R1,R2,R3,R4分別大大于r1，r2，r3，r4方程簡化為:將兩式相比：如果調(diào)節(jié)標準電阻箱使電橋平衡有R3=R1,R4=R2則：需要滿足的條件A:要求I0比i至少要大4到5個數(shù)量級以上，因此R3，R4要比r0大得多，這樣可以保證大多數(shù)電流從r0流過。B:R1,R2,R3,R4的電阻值應(yīng)適當取得大一些，但不能無限地擴大，這樣要引起靈敏度的下降。把四端接法的低電阻（如待測低電阻和比較臂低電阻）接入原單臂
4、電橋，這樣就多了一臂，最后就演變成為上圖的雙臂電橋的電原理圖。為了保證電橋在調(diào)節(jié)平衡過程中同步協(xié)調(diào)，通常都采用兩個機械聯(lián)動轉(zhuǎn)換開關(guān)，同時也就一定存在兩個相等的比率，這樣電橋有了兩個比率臂，故有雙臂電橋之稱。三、實驗儀器實驗儀器:QJ44雙臂電橋面板介紹：電源輸入檢流計指另調(diào)節(jié)電流輸入電壓輸入倍率靈敏度調(diào)節(jié)（逆時針到底，靈敏度最?。╇娏鞣糯笃麟娫撮_關(guān)測定臂細調(diào)測定臂粗調(diào)電源按鈕檢流計按鈕開關(guān)操作要點：1、將檢流計電源開關(guān)“B1”開啟，穩(wěn)定后（大約5分鐘）靈敏度逆時針到底，調(diào)節(jié)調(diào)另按鈕使檢流計指示為另。
5、2、用導線將被測電阻按四端接線的方式完成必要的連接。其中P—P是電壓端：C-C是電流端。3、估計被測電阻的大小，選擇適當?shù)谋堵?，先按B按鈕后按G按鈕，細心調(diào)節(jié)測定臂粗調(diào)與測定臂細調(diào)，使電橋平衡，逐漸提高電橋靈敏度，然后反復調(diào)節(jié)直到最靈敏度的位置方可以讀數(shù)：RX=倍率X（步進位數(shù)+測定盤讀數(shù)）4、測量完成后，將‘B1’開關(guān)關(guān)閉。四、實驗內(nèi)容1、測定金屬的電阻率和電導率試用QJ-44型雙臂電橋測出黃銅棒的電阻率和電導率。雙臂電橋使用見說明書，數(shù)據(jù)表格和數(shù)據(jù)處理自擬。測量過程點擊播放2、測定金屬的電阻溫度
6、系數(shù)導體的電阻隨溫度不同有所變化,金屬的電阻隨溫度的變化關(guān)系為：中的R和R0分別表示t?C和0?C時的電阻，?是常數(shù)，即待測材料的電阻的溫度系數(shù)。為了避免在0?C時測量R0，可從R1=R0（1+?t）及R2=R0（1+?t）兩式中消去R0得：從上式可知：測定?，必須先測定t1、R1、t2、R2。t1、t2可以溫度控制器上讀出。R1、R2用“QJ-44型直流雙臂電橋”來測量。（1）測量裝置被測電阻封接在一個密封的金屬罐內(nèi)，其中心有一盛有機油的小罐（既絕緣又使其導熱均勻）把被測電阻與加熱裝置都浸入油中，
7、然后密封金屬外蓋。實驗裝置見下圖。CPPC測定金屬的電阻溫度系數(shù)裝置被測電阻機油加熱器外蓋冷卻風扇接加溫與溫度控制注意:儲油罐注入約三分之二深度的機油，測量電阻應(yīng)慢慢放入儲油罐內(nèi)，并防止溢油。加溫裝置的使用與操作（1）將被測電阻的四引出端分別按電壓，電流端與雙臂電橋完成連接。（2）啟動加熱器的電源，注意一下啟動時的顯示溫度，接著設(shè)定溫度的范圍，一般大約定在90度左右。(3）每當升高5°C左右測一次電阻和溫度并作記錄，一直做到90度左右，視情況而定。(4)停止加溫，啟動風扇降溫，在剛才記錄數(shù)據(jù)的溫度上
8、，再記錄下降溫時的數(shù)據(jù)，作平均值。注：實驗也可以先直接加熱到設(shè)定的溫度，然后慢慢降溫，只測降溫數(shù)據(jù)作出實驗結(jié)果。測量操作（5）充分利用實驗數(shù)據(jù)，用數(shù)據(jù)組合分別代入式（1）求出?，再求其平均值。（6）作出Rt-t的曲線，根據(jù)曲線求出?值（或上機進行數(shù)據(jù)處理）。試與用（1）式求得的?的平均值作比較，分析兩者產(chǎn)生差異的原因？測量過程點擊播放五、注意事項1、在加溫過程中，加溫裝置所顯示的溫度采用即時即讀，并將讀下的溫度作為測量的起始點，然后每增加幾度，記錄一個數(shù)據(jù)。2、在做降
