測量內(nèi)阻化學(xué)實驗報告8
時間：2023年5月30日
鎮(zhèn)安區(qū)中學(xué)數(shù)學(xué)實驗報告
第2部分：惠斯通電橋測量內(nèi)阻，大學(xué)化學(xué)實驗，實驗報告模板
一、目的
A。 掌握惠斯登電橋檢測電阻和電橋靈敏度測量的原理和特點。
b. 學(xué)會使用箱式電橋和滑線電橋正確檢測內(nèi)阻
C。 學(xué)習(xí)消除系統(tǒng)偏差的方法——交換檢測
二、實驗室儀器
不平衡電橋、QJ-23箱式惠斯通電橋、針式檢流計、內(nèi)阻箱、待測熱敏電阻、測溫裝置、加熱杯、導(dǎo)線等。
三、實驗原理
1.惠斯登電橋的電路原理
測量內(nèi)阻的方法有很多種，最常用的是伏安法和電橋法。
使用伏安法測量內(nèi)阻時，不僅是電流表、電流表精度低造成的
除了水表的偏差外，由于水表電阻和電路本身的影響也是不可避免的。
該區(qū)域帶來偏差。 1843年，惠斯通設(shè)計了一種橋式電路，沒有使用
電流表、電流表大大提高了內(nèi)阻的檢測精度。
惠斯通電橋的電路原理圖如圖17-1所示。 四個內(nèi)阻R1、R2、
R3和R4相連形成四邊形abcd，每條邊稱為橋的“橋”
Arm”，將工作電源E接在對角線a、c之間，然后接在對角線bd上
連接檢流計G。橋的“橋”指的是對角線bd； 它
電橋的作用是直接比較電橋兩端的電位。接通電源后，BD兩
圖17-1 惠斯登電橋原理
各點的電位通常不相同，因此有電壓通過檢流計，針必須處于
偏轉(zhuǎn)。 如果檢測時正確調(diào)整橋臂內(nèi)阻，則橋臂上不會有電壓通過（Ig=0），
檢流計指向零，稱為電橋平衡。
當(dāng)電橋平衡時，
Ub?Ud，I1?Ix，I2?Is
那么 Uad?I1R1?Uab?I2R2
Ucd?I1Rx?Ucb?I2RS
將兩式相除，四個橋臂內(nèi)阻的關(guān)系為
R1R2?RxRs
因此，待測內(nèi)阻Rx可表示為
Rx?R1Rs?MRs(17-1)R2
(17-1)式稱為電橋的平衡條件。 式中，R1、R2稱為比率臂內(nèi)阻，比率M稱為放大倍數(shù)，RS稱為比較臂內(nèi)阻。 如果M（或R1、R2）和RS已知，則可以通過（17-1）公式得到待測內(nèi)阻Rx。
調(diào)整電橋平衡的方法有兩種：對于滑線電橋，保持Rs不變，調(diào)整R1/R2的比值，使電橋平衡； 對于箱式電橋，保持R1/R2不變，調(diào)整Rs平衡電橋。
采用電橋法測量內(nèi)阻的突出優(yōu)點是：
(1)采用電橋法測量內(nèi)阻，只要檢流計足夠靈敏，橋臂選用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)阻即可； 通過與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)阻比較，即可確定待測內(nèi)阻是標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)阻的多少倍。 由于制造高精度內(nèi)阻并不困難，因此電橋法測量內(nèi)阻可以達(dá)到高精度。
(2)電橋電路中不使用電流表或安培表，僅使用檢流計作為調(diào)零裝置，不需要讀數(shù)物理電阻的測量筆記，只要檢流計足夠靈敏即可。 對準(zhǔn)確性水平不挑剔。
2.電橋靈敏度
電橋的平衡取決于檢流計是否指向零。 因此，檢測的準(zhǔn)確性與電橋的靈敏度有關(guān)。 電橋平衡后，調(diào)節(jié)比較臂內(nèi)阻，使RS變化ΔRS。 此時，如果檢流計的指針偏離平衡位置Δd格。 那么電橋靈敏度定義為：
可見，S在數(shù)值上等于RS改變單位電阻時檢流計針的偏轉(zhuǎn)格數(shù)。 振鏡針的偏轉(zhuǎn)越大，電橋越靈敏（S越大），對電橋平衡的判斷越準(zhǔn)確，檢測結(jié)果越準(zhǔn)確。
S的定義可以重寫為：
式中，Si為檢流計的電壓靈敏度； Sl是電橋電路的靈敏度。 可見電橋的靈敏度不僅與檢流計有關(guān)，還與電路參數(shù)有關(guān)。 適當(dāng)加大電橋的工作電流，合理配置橋臂電阻，可以提高電橋的靈敏度。
本實驗使用的QJ23惠斯通電橋的內(nèi)部電路如圖17-2(a)所示，面板布局如圖17-2(b)所示。 電橋的結(jié)構(gòu)基本相同，只是串聯(lián)了4個十進(jìn)制內(nèi)部電阻組成RS； R1和R2也由8個特定電阻的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)阻組成，通過調(diào)整a點的位置將放大倍數(shù)M分為7級（×0.001、×0.01、×0.1、×1、×10、×100、 ×1000）。 測試時，應(yīng)根據(jù)被測內(nèi)阻的阻值選擇放大倍數(shù)，以保證RS有4位讀數(shù)。 電橋的檢測范圍為1~9.999×106Ω，基本測量極限為10~9999Ω。 在基本限制內(nèi)，帶內(nèi)部電源和檢流計的電橋精度等級為 0.2。 測試時儀器的允許偏差為：
其中Rmax是電橋讀數(shù)的滿量程值。電橋還可以外接電源和檢流計以提高其靈敏度
四、實驗內(nèi)容及步驟
(1) 按圖安裝儀器。 首先用萬用表粗略測量鋁線圈的內(nèi)阻，然后用兩根短線將其連接到電橋的Rx端子上。
(2)按照電橋底板上說明的“使用方法”調(diào)整儀器。 根據(jù)粗略測量的鋁卷內(nèi)阻值，選擇合適的放大倍數(shù)，測量鋁卷在溫度下的內(nèi)阻。
(3)打開水浴鍋電源，順時針轉(zhuǎn)動“溫度調(diào)節(jié)”旋鈕，使指示燈亮起。 此時水浴鍋的電爐絲通電加熱。 當(dāng)水溫下降3-4℃時物理電阻的測量筆記，向反第二方向緩慢轉(zhuǎn)動“溫度調(diào)節(jié)”旋鈕，使手掌指示燈剛好熄滅。 不斷地輕輕攪拌攪拌器，待水溫基本穩(wěn)定后立即測量并記錄相應(yīng)的R和t值。 然后順時針轉(zhuǎn)動溫度調(diào)節(jié)旋鈕。 使電爐絲通電加熱？ 每下降5℃應(yīng)測試一次，至少測量7組相應(yīng)的R和t值。
(4)試驗結(jié)束后，應(yīng)斷開橋板上的接線片“B”，檢流計兩端應(yīng)與接線片“G”漏電。
5、數(shù)據(jù)記錄：
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原始數(shù)據(jù)
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