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1、非线性电阻第1页，此课件共13页哦引言 n我们知道，一般惠斯登电桥只宜测几欧姆至兆欧姆范围内的电阻，阻值再小的电阻，由于有接触电阻和接线电阻的存在，会给测量带来很大的误差，尤其是当这些附加电阻和待测电阻可以比拟时，测量误差就更大了。为了消除这些附加电阻的影响，人们常把低阻做成四端结构，并采用直流双臂电桥进行测量。双臂电桥的测量方法和单臂电桥同属比较测量法。本实验将对双臂电桥进行深入的研究。第2页，此课件共13页哦实验目的 n1.了解低电阻的结构特点。n2.掌握双臂电桥测量低阻的原理和方法。第3页，此课件共13页哦实验仪器实验仪器 nQJ19型直流单双臂电桥、滑线变阻器、标准低阻R0（0.001
2、，准确到0.05%）、待测黄铜棍和不锈钢板尺各一只、直流稳压电源、光点检流计、双刀双掷换向开关、螺旋测微器。第4页，此课件共13页哦实验原理n测量原理测量原理n测量电路如图所示，其中R0为标准低阻，RX为待测低阻。四个比例臂电阻（具有双比例臂，这便是“双臂电桥”名称的由来）一般都有意做成几十欧姆以上的阻值，因此它们所在桥臂中接线电阻和接触电阻的影响便可忽略。两个低阻相邻电压接头间的电阻设为r，常称做“跨桥电阻”。当检流计G指零时，电桥达到平衡，于是由基尔霍夫定律可写出下面三个回路方程：第5页，此课件共13页哦实验原理n测量原理测量原理第6页，此课件共13页哦实验原理n式中I1、I0、I1分别为
3、电桥平衡时通过电阻R1、R0、的电流。将（1）式整理有：nn如果电桥的平衡是在保证，即的条件下调得的，那么（2）式则简化为：第7页，此课件共13页哦实验原理n双臂电桥灵敏度双臂电桥灵敏度n双臂电桥的灵敏度S可仿照惠斯登电桥的灵敏度来定义。即双桥平衡后，将比例臂电阻、同步地偏调，若检流计光点偏移n格，则灵敏度S为：n且，故由灵敏度S引入被测量RX的相对误差为：n显见增大S可减小测量误差第8页，此课件共13页哦实验原理n测量结果的不确定度测量结果的不确定度n当平衡条件与不是严格相等时，r值越大给测量结果带来的误差也越大。n为了克服检流计回路温差电动势对电桥平衡状态的影响，必要时可将工作电源的极性换
4、向，并将换向前后测得的低阻值取平均第9页，此课件共13页哦实验内容实验内容 用双臂电桥测量黄铜棍室温下的电阻值及电阻率。（1）先测量黄铜棍的阻值。实验中所使用的AC15/3型检流计G，其灵敏度很高（光标偏转一小格只需通约310-9A的电流），电流大了有可能烧毁检流计，因此在调节双桥平衡过程中，要注意检流计的安全。为此在电路联接正确的情况下，可采用逐渐提高电源电压且从高位到低位逐渐同步调节、使G指零的办法。注意电源电压不得超过5V。（2）测量样品尺寸。对于黄铜棍：测出待测低阻段的长度、直径；注意黄铜棍的直径应多次测量（取不同位置测量）后取平均。第10页，此课件共13页哦注意事项注意事项 n1.所
5、用光点检流计要轻拿轻放，用后要拨至短路档。电路切勿接错，以免烧毁检流计。n2.限流电阻一定要接好，电源电压开始时应调得最低，以保证检流计和电源的安全。电桥接近平衡时才将电源电压升至5V。n3.接通电源时间应尽量短，以免电阻发热影响测量结果。n4.要注意清除被测样品上的锈污。第11页，此课件共13页哦思考题思考题 n1.辩认实验中所用标准电阻的电压接头和电流接头。待测低阻的电压接头和电流接头在实验中又是如何确定和联接的？n2.简述双桥测低阻的平衡条件和平衡调节步骤。第12页，此课件共13页哦参考书 1、朱孝义主编，大学物理实验教程M.北京：科学出版社，20072、刘少杰，大学基础物理实验电磁学分册M.天津：南开大学出版社，2002第13页，此课件共13页哦