1、雙臂電橋測低電阻實驗報告實驗題目雙臂電橋測低電阻 實驗目的 熟悉雙臂電橋的原理、特點和接線方法。掌握測量低電阻的特殊性和采用四端接法的必要性。了解金屬電阻率測量方法的要點。實驗原理為了消除接觸電阻對于測量 結果的影響，需要將接線方式改 成下圖3方式，將低電阻Rx以 四端接法方式連接，等效電路如 圖4。此時毫伏表上測得電眼為 Rx的電壓降，由Rx = V/I即可準 測計算出Rx。接于電流測量回路中成為電流頭的兩端（A、D）,與接于電壓測量回路中稱電壓接頭的兩端（B、C）是各自分開的，許多低電阻的標準電阻都做成四端鈕方式。根據(jù)這個結論，就發(fā)展成雙臂電橋，線路圖和等效電路圖5和圖6所示。標準電阻Rn

2、電流頭接觸電阻為Rin1、R in2,待測 電阻Rx的電流頭接觸電阻為Rixi、R ix2,都連接到 雙臂電橋測量回路的電路回路內(nèi)。標準電阻電壓頭接觸電阻為Rn1、R n2,待測電阻Rx電壓頭接觸電 阻為Rx1、Rx2,連接到雙臂電橋電壓測量回路中， 因為它們與較大電阻 Ri、R2、R3、R相串連，故 其影響可忽略。由圖5和圖6,當電橋平衡時，通過檢流計 G的電流IG = 0, C和D兩點電位相等，根據(jù)基爾霍 夫定律，可得方程組（1）IiRLRxI2R3I1R1I3RI2R2I3 12 R 12 R3R2 解方程組得RRRiR2RRxRi RR3R2RiRiRR3R成立，則（2）式R2通過聯(lián)動

3、轉(zhuǎn)換開關，同時調(diào)節(jié) Ri、R2、R3、R,使得Ri中第二項為零，待測電阻Rx和標準電阻Rn的接觸電阻Rin1 R ix2均包括在低電阻 導線Ri內(nèi)，則有RRXRnR1實驗儀器銅棒，鋁棒，穩(wěn)壓源，電流表，限流電阻，雙刀雙擲開關，標準電阻，檢流 計，低電阻，電橋，導線等。本實驗所使用儀器有QJ36型雙臂電橋（級）、JWY型直流穩(wěn)壓電源 （5A15V）、電流表（5A）、 Rp電阻、雙刀雙擲換向開關、標準電阻（級）、超低電阻（小于 連 接線、低電阻測試架（待測銅、鋁棒 各一根）、直流復射式檢流計 （C15/4或6型）、千分尺、導線等。棒材金屬測試架實驗步驟用雙臂電橋測量金屬材料（銅棒、鋁棒）的電阻慮

4、，先用（3）式測量Rx, 再求 。1 .將銅棒安裝在測試架上，按實驗電路圖接線。選擇長度為40 cm,調(diào)節(jié)Ri, R2為1000調(diào)節(jié)R使得檢流計指示為0,讀出此時R的電阻值。利用雙刀開關換向，正反方向各測量 3組數(shù)據(jù)。2 .選取長度30cm,重復步驟1。3 .在6個不同的未知測量銅棒直徑并求 D的平均值。4 .計算2種長度的Rx和，再求5 .取銅棒40cm長度，計算測量值 的標準偏差6 .將銅棒換成鋁棒，重復步驟1至5%實驗電路圖注意事項按線路圖電流回路接線，標準電阻和未知電阻連接到雙臂電橋時注意電壓頭 接線順序。先將鋁棒（后測銅棒）安裝在測試架刀口下面，端頭頂?shù)轿宦萁z擰緊。檢流計在X1和檔進

5、行調(diào)零、測量，不工作時撥到短路檔進行保護。實驗數(shù)據(jù)表1-1銅（鋁）棒直徑直徑（mm）123456銅棒鋁棒零點 ”1.110mm表1-2銅棒40cm電阻電阻（Q）123正向162316211621反向162416261628表1-3銅棒30cm電阻電阻（Q）123正向120612051205反向120712071207表1-4鋁棒40cm電阻電阻（Q）123正向745745744反向747746746R R2 1000Rn 級電橋級數(shù)據(jù)處理表1-5直徑計算直徑（mm）平均值D標準差6/、確定度ad銅棒鋁棒表1-6電阻計算電阻（）R=R3/、確定度RcR CRXRnR1/、確定度Rx銅棒40cm1

6、0-310-6銅棒30cm10-310-6鋁棒40cm10-310-6表1-7電阻率計算D 2RxcL x (?m)40cm30cm銅棒10-810-8鋁棒10-8分析評定實驗結果的不確定度D2RxLlnln(D2Rx)In 2 In D In RxIn Ld dD dRx dL 2 x DRxLxI-I2|dDRxU 2 U 2 Ur 2 U 2(一)2 4()2 (9)2 )2 DRxLU 14(UD)2 (URx)2 (；L)2對銅棒40cm的測量分析Uad 10-6Ub 估 /C 1.333 10-6 mtp =, kp=1, P=d&Ua)2 (kpUB)2 8.233 10

7、-6mr 1.1377 10-6 m xl b 估 /C =6.666 10-6m代入不確定度合成公式：U14(%)2 (%)2 (%)2= 10-8Qm, P= DRxL實驗結果實驗結果電阻（）電阻率（m） I銅棒40cm10-38.2506P=銅棒30cm10-38.1717鋁棒40cm10-33.8222實驗討論和心得體會實際上即使用了聯(lián)動轉(zhuǎn)換開關，也很難完全做到R2/R1 R3/R。為了減?。?）式中第二項的影響，使用盡量粗的導線以減小電阻Ri的阻值（Ri< ）,使（2）式第二項盡量小，與第一項比較可以忽略，以滿足 （3）式。本次實驗基本達到了實驗目的，理解了其原理等。本實驗很重要的一方面是操作連接電路， 在老師的知道下嘗試以對原理的理解來記憶電路， 然后接線， 效果非常好。課后思考題1如果將標準電阻和待測電阻電流頭和電壓頭互換，等效電路有何變化，有什么不好答： 如果將標準電阻和待測電阻電流頭和電壓頭互換， 又重新帶來了接觸電阻的影響，這與四端法的本意相違背。2 在測量時， 如果被測低電阻的電壓頭接線電阻較大 （例如被測電阻遠離電橋，所