双臂电桥测低电阻实验报告.docx
- 文档编号:12698959
- 上传时间:2023-06-07
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:87.13KB
双臂电桥测低电阻实验报告.docx
《双臂电桥测低电阻实验报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《双臂电桥测低电阻实验报告.docx(13页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
双臂电桥测低电阻实验报告
学院:
国际软件学院专业:
数字媒体技术2011年6月3日
《基础物理》实验报告
实验名称
双臂电桥测低电阻
姓名
陈鲁飞
年级/班级
10级原软工四班
学号
2010302580145
一、实验目的四、实验内容及原始数据
二、实验原理五、实验数据处理及结果(数据表格、现象等)
三、实验壬殳备及工具六、实验结果分析(实验现象分析、实验中存在问题的讨论)
一、实验目的
1•了解测呈低电阻的特殊性。
2•掌握双盟■电桥的工作原理。
3•用双臂电桥测金属材料(铝•铜)的电阻率°
二、实验原理
例如用安培
我们考察接线电阻和接触电阻经怎样对低值电阻测量结果产生影响的。
表和毫伏表按欧姆定律R=P//测量电阻Rx,电路图如图1所示,
由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻R3和Ri,因此他们对于毫伏表的测至影响可忽略不计,
就不能忽略接触电阻Ri
此时按照欧姆定律R二v:
I得到的电阻是(Rx+Ri+R12)o当待测电阻Rx小于压时.和Rz对测量的影响了。
因此,为了消除接触电阻对于测至结果的影响,
需要将接线方式改成下图
3方式,将低电
阻Rx以四端接法方式连接,等效电路如图
4O此时毫伏表上测得电眼为
Rx的电压降.由
(A、D),与接于电压
Rx二V/I即可准测计莽出Rx0接于电流测至回路中成为电流头的两端
式。
国4汨瞩播法等戰电路
根据这个结论,就发展成双臂电桥,线路图和等效电路图5和图6所示。
标准电阻Rn电流头接触电阻为Rnl、Rin2,待测电阻RX的电流头接触电阻为Rl、Rix2,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Ri、Rn2,待测电阻Rx电压
头接触电阻为氏、连接到双臂电桥电压测量回路中,因为它们与较大电阻R、R2、
r、R相串连,故其影响可忽略。
®5或習电惜电烙
由图5和图6,当电桥平衡时,
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)
图。
双賢电桥电路等效电路
肚二厶息十鼻
(.5、必一厶(X+码)
(1)
解方程组得
3討
A1
通过联动转换开矢'同时调节R*R2、Rs.R,使得•’’成立,贝U
(2)式中第二
项为零,待测电阻Rx和标准电阻Rn的接触电阻Rini.R辽2均包括在低电阻导线R内,则有
第二项的影响,使用尽量粗的导线以减小电阻Ri的阻值(RiVO.OOl),使
(2)式第二项尽
实际上即使用了联动转换开关,也很难完全做到禺/鸟二鸟仏。
为了减小
(2)式中
量小,与第一项比较可以忽略,以满足(3)式。
三、实验设备及工具
本实验所使用仪器有
1.QJ36型双臂电桥(0.02级)
6.JWY型直流稳压电源
65A15V.
2.电流表(5A)、
7.R8..0.001二标准电阻(0.01级)、
3.直流复射式检流计(C15/4或6型)
9•低电阻测试架(待测铜、铝棒各一根)
4.超低电阻(小于0.001二连接线p电阻、
5.双刀双那换向开关、、千分尺.导线等。
4.实验内容及原始数据
用双臂电桥测量金属材料(铜棒、铝棒)的电阻率国,先用(3)式测量Rx,再用
P=1X求Q
1•将铜棒安装在测试架上,按实验电路图接线。
选择长度为50cm,调节R,R为
1000调节R使得检流计指示为0,读出此时R的电阻值。
利用双刀开关换向,正反方向各测量3组数据。
2・选取长度40cm,重复步骤1
3・
在6个不同的未知测量铜棒直径并求D的平均值
4•计算2种长度的和Q,再求P
5・取40cm长度,计算测量值〃的标准偏差
6.将铜棒换成铝棒,重复步骤1至5
QJ36双臂电桥
实验电路
实验数据:
345
铝棒直径
(mm)
4.991
4.995
4.998
4.992
4.990
铜棒直径
•1.981
•1.981
-1.986
•1.9S5
4.988
(mm)
40cm铝棒接
入电跆•时电阻
(0)
755
750
753
751
757
50cm铜棒接
入电路时电阻
(0)
2006
2001
2010
2003
2005
40cm铜棒接
入电路时电阻
(0)
1605
1610
1608
1610
1607
数据处理:
根据电阻率的计算公式以及
五.实验数据处理及结果
Rx的表达式可以得到:
_-D2RRn
—4LRi
40cm铝棒接入电路时:
铝棒直径平均值
6
,D
、'=4991t99519924.9984.9904.995mm=4.995mmD=‘
测量所得电阻的平均值
6
Z_R
=75575075375175775°,754「
6
那么计算得
2
P=tiDRRb=3.68乂10切m4LRi
50cm铜棒接入电路时:
铜
棒直径平均值
6
ZDi
i仝
D==4.985mm
6
涮畐丘斤彳县由阳的苹也借
6
_KR
R=v2006*1
6
那么计算得
二DRR
4LRi
=7.7910m
40cm铜棒接入电路时:
铜棒宜径平均值
6
'Di
11
D二一二4.985mm
6
测呈所得电阻的平均值
一瓦R
1609门
R二-
6
那么计募得
—2
—■DRRns
n二7.85101m
4LRi
直径D的测呈列的标准差为
(D-Di)2
=0.003mm
取P二0.95,查表得t因子tp二2.57,那么测呈列D不确定度的A类评定为
二(D)
tp0.003mm
B类评定
仪器(千分尺)的最大允差△仪二0.001mm,按照正态分布莓,测至列的不确定度的
△
uB(D)0.0003mm
那么合成不确定度C
U(D)=J[tp-W]2+[kph(D)]2
V二0.003mm,P二0.95电阻R的测呈列的标准差为
r~―T
(I(R-RJo(R)=f——-—
Yn-1
=2Q
t施手MQF537查赛得测呈列R不确定度的A类评定为tp"皿
仪器(电阻箱)为较0.02级,那么△仪二1608X0.02%Q二0.32Q,考虑到人的判断相对来说比山(R)二精确’因此认为那△仅二o.320。
么合成不确定度
U(R)二[tP%R)]2[kpUB(R)]2=2.\P=0.95
又有U(Rn)二0.01%T0.001Q二1X10_7Q
U(Ri)二1000X0.02%Q二0.2Q
U(L)二2mm
根据不确定度的传递公式应该有:
[4[皿]2[烂]2[晋]2[器]2[甞]2
DRRnLRi
那么
I1Z”加中•貲〕十沙囂)〕2
U(「)
二0.089
于是最终结果写成:
:
―二:
一U(讨=(7.84_0.089)10®」m,P二0.95
六、实验结果分析
实验小结:
1、从实验结果来看,实验数据比较好,两次铜棒的测至所得电阻率比较接近。
2、实验过程中应该注您对仪器的调零和保护。
3、实验中测呈同一组至时注您保持系统的稳定,不可中途拆卸,否则会造成比较大的系统
误差(特别是铜棒和铝棒装好后不要多次改变刀口的松紧)。
4、本实验原理比较简单,但电路图连接比较复杂,特别是电阻的四端接法应注您正负极的一致。
注意事项:
1.先将铝棒(后测铜棒)安装在测试架刀口下面,端头顶到位螺丝拧紧。
2.按线路图电流回路接线.标准电阻和未知电阻连接到双臂电桥时注您电压头接线』页。
检流计在XI和X0.1
O
档进行调零、测呈,不工作时拨到短路档进行保护
3.
误差分析:
1、由于检流计对仪器稳定性有很高的要求,而在实验中很难做到。
2、R2/R仁R3/R并不是严格成立的。
3、铝棒不是很直,长度测量有偏差,但误差分析是无法计算。
思考题:
1在测至时,如果被测低电阻的电压头接线电阻较大(例如被测电阻远离电桥,所用引线过细过长等),对测呈准确度有无影响?
由于电压头支路上存在大电阻(一般大于
1000Q),接线电阻如果相对于大电阻仍然比
较小,与大电阻串联时,阻值也是高阶无穷小呈(一般情况下),其影响仍然可以忽略不计,
可以认为没有影响;但如果接线电阻相对于大电阻在同一数至级上,则其影响就不能忽略了
2如果将标准电阻奔口彳寺测电阻电流头牙口电压头互换,等效电路有何变彳匕有什么不好?
如果将他们的两个接头互相交换,等效电路图中的两个电阻就要更换位置。
这样做不好
的地方在于加大了待测电阻那边的附加电阻,使得测呈结果不正确。
教师
评语
评阅教师:
年月日
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 双臂 电桥 电阻 实验 报告