用双臂电桥测量导体的电阻率实验报告
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篇一：双臂电桥测低电阻实验 《基础物理》
学院： 国际软件学院
专业： 数字媒体技术2011
6 月 3日 123
5 篇二：实验报告(双臂电桥测低电阻) 实验报告（双臂电桥测低电阻）
姓名：齐翔 学号：PB 班级：少年班 实验台号：2（15组2号）
实验目的 1．学习掌握双臂电桥的工作原理、特点及使用方法。 2．掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。 3．学习利用双臂电桥测低电阻，并以此计算金属材料的电阻率。 实验原理 测量低电阻（小于1?），关键是消除接触电阻和导线电阻对测量的影响。利用四端接法可以很好地做到这一点。 根据四端接法的原理，可以发展成双臂电桥，线路图和等效电路如图所示。?标准电阻Rn电流头接触电阻为Rin1、R in2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为Rix1、R ix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。标准电阻电压头接触电阻为Rn1、R n2，待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R1、R 2、R3、R相串连，故其影响可忽略。由图???和图???，当电桥平衡时，通过检流计G的电流IG = 0, C和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1） ?I1R?I3RX?I2R3? ?I1R1?I3Rn?I2R2 ? ??I3?I2?R1?I2?R3?R2?
解方程组得 (1) RX?
?R2R3?RRR1 ?
R1?????R1R3?R2?R1?R1R? (2)通过联动转换开关，同时调节R1、R2、R3、R，使得 R2R3 成立，则（2）? R1R 式中第二项为零，待测电阻Rx和标准电阻Rn的接触电阻Rin1、R ix2均包括在低电阻导线Ri内，则有 Rx? R Rn
R1 (3) 但即使用了联动转换开关，也很难完全做到R2/R1?R3/R。为了减小(2)式中第二项的影响，应使用尽量粗的导线，以减小电阻Ri的阻值(Ri&0.001?)，使(2)式第二项尽量小，与第一项比较可以忽略，以满足(3)式。 参考： 铜棒：1.694×10-8Ω·m 铝棒：2.7×10-8Ω·m
所用到的器材： 直流复射式检流计、0.02级QJ36型双臂两用电桥、059-A型电流表、电源、单刀双掷开关，导线若干 实验数据处理： 直流电桥：0.02级 标准电阻：Rn=0.001?????0.01级 △估(L)=2mm 一、 铝棒的平均值和不确定度的计算 铝棒的直径和A类不确定度：
n=6 x=5.000 1 x2=5.002xxxx 3 4 5 6 =4.988 =5.000 =5.000 =4.988 n x??xi/n? 4.996 i?1 ?? ?xi?x/?n?1??0.008246 i?1 n n 2 ?
A ? ?xi?x/??n?1?*n??0.003366 i?1 2 铝棒直径的B类不确定度和合成不确定度：
μA=0.003366 tP=1.11 c=3 Δ0=0.002 μB=Δ0/c=0.000667 kp=1 U0.68?
tP*?AkP*?B?0. 2 ? 2 二、铜棒的平均值和不确定度的计算 铜棒的直径和A类不确定度： n=6 x=4.980 1 x2=4.974 xxxx 3 4 5 6 =4.988 =4.980 =4.980 =4.978 n x??xi/n? 4.980 i?1?? ?xi?x/?n?1??0.008654 i?1 n n 2 ? A ? ?xi?x/??n?1?*n??0.003366 i?1 2 铜棒的B类不确定度与合成不确定度： μA=0.003366 tP=1.11 c=3 Δ0=0.002 μB=Δ0/c=0.000667 kp=1 U
0.68 ? tP*?A?kP*?B?0.002659 2 2 三、40cm铜棒电阻R的测量与数据处理： （1）平均值和A类不确定度： n=6 x=1600.03 1 x2=1600.01 xxxx 3 4 5 6 =01.32 =00.04 n x??xi/n?
i?1 ?? ?xi?x/?n?1??0.0000021 i?1 n 2篇三：大学物理设计性实验 双臂电桥测低电阻实验报告1
大学物理实验设计性实验
姓 名： 学号：
指导教师： 原始数据记录： 实验原始数据 1、 测金属棒的电阻率 室温：21.5 ?C仪器误差:千分尺:0.004mm 直尺:0.5mm 电桥:倍率10:2％Rx+0.0002-2
2、 测金属棒电阻的温度系数 l=50.00cm实验提要： 《用双臂电桥测低电阻》实验提要 实验课题及任务 对于粗细均匀的圆金属导体，其电阻值与长度L成正比，与横截面积S成反 L 比，R??，式中，?为电阻率。通常电阻的阻值会随温度的改变而发生改变， S对于金属导体，变化关系可用下式表示：Rt?R0(1??t??T2????)，要求不高时，可近似认为：Rt?R0(1??t)，其中?为温度系数。要想测量金属电阻的电阻率和温度系数，因为其电阻很小，所以需要用双臂电桥来测量。 《用双臂电桥测低电阻》实验课题任务是：根据所学的知识，设计测量金属棒的电阻率?和电阻温度系数?。 学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《用双臂电桥测低电阻》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤。)，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。 设计要求 ⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。 ⑵ 选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶ 根据实验情况自己确定所需的测量次数。 ⑷ 应该计算法和图解法处理数据。 实验仪器 直流双臂电桥，金属棒制作成的四端电阻，直尺，游标卡尺，热水槽，热水等， 实验所用公式及物理量符号提示 ⑴ 电阻率公式：R?? L 其中?为电阻率。若已知导体的直径d，则： S ??R ⑵ 金属导体电阻跟测试的关系式： ?d2 4L
Rt?R0(1??t??T2????)要求不高时，可近似认为：Rt?R0(1??t) 评分参考(10分) ⑴ 正确写出实验原理和计算公式，2分。 ⑵ 正确的写出测量方法，1分。 ⑶ 写出实验内容及步骤，1分。 ⑷ 正确的联接仪器、正确操作仪器，2分。 ⑸ 正确的测量数据，1.5分。 ⑹ 写出完整的实验报告，2.5分。(其中实验数据处理，1分；实验结果，0.5分；整体结构，1分) 有关测量提示 ⑴ 用双臂电桥测量电阻时，开关B只能在测量时按下，测好后应及时松开再读数。 ⑵ 测量电阻温度系数时，温度读数应尽量做到同时进行。 ⑶测量时应使热水的温度一边下降一边测量。自己确定测量的次数和测量温度间隔。 学时分配 实验验收，4学时，在实验室内完成；教师指导(开放实验室)和开题报告1学时。 提交整体设计方案时间 学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求打印纸版设计方案。用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里。 思考题 ⑴ 可以采取哪些措施来减少测量的误差？ ⑵ 简述双臂电桥的使用步骤和应注意的事项。 一、实验题目：用双臂电桥测低电阻 二、实验目的 1、 2、 3、 4、 了解双臂电桥测低电阻的原理，掌握其测量方法。 利用双臂电桥测低电阻原理测量金属棒的电阻率?。 利用双臂电桥测低电阻原理测量金属棒的电阻温度系数?。 懂得利用所学的知识设计实验，达到实验目的。并锻炼我们的动手能力。 三、实验仪器 QJ42型携带式直流双臂电桥、金属棒制作成的四端电阻、电源、导线、直尺、游标卡尺、热水槽、温度计、热水。 四、实验原理 对于粗细均匀的圆金属导体，其电阻值与长度L成正比，与横截面积S成反比， L R??，式中，?为电阻率。通常电阻的阻值会随温度的改变而发生改变，对 S于金属导体，变化关系可用下式表示：Rt?R0(1??t??T2????)，要求不高时，可近似认为：Rt?R0(1??t)，其中?为温度系数。要想测量金属电阻的电阻率和温度系数，因为其电阻很小，所以需要用双臂电桥来测量。 1、开尔文双臂电桥原理 电阻的阻值范围一般很大，可以分为三大类型进行测量。对于高值电阻（&107Ω）的测量一般用兆欧表测量。对于中值电阻（10~106Ω）的测量可参阅惠斯登电桥来测，对于低值电阻（10Ω以下），若用惠斯登电桥测量，由于连接导线的电阻和线柱的接触电阻的影响（数量级为10－2—10－5Ω），结果会产生很大误差，而接触电阻是产生误差的关键。实际上要减少接触电阻和导线电阻的数值是不容易的，要解决问题只能从线路本身去着手。 由图一知，在桥式电路中有十二根导 B 线和A、B、C、D四个接点，其中A、C点到电源和B、D点到检流计的导线电阻可并入电源和检流计的内阻里，对测量结果无A 影响，但桥臂的八根导线和四个结点会影 响测量结果。 在电桥中由于比较臂R1、R2可用阻值较高的电阻，因此与这两个电阻相连的四 根导线的电阻不会对测量结果带来多大误差，可以略去不计。由于待测电阻RX是一
图一、 惠斯登电桥原理图 个低值电阻，比较臂R0也应是低值电阻，于是与RX、R0相连的导线和接点 本&&篇:《》来源于:
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