交流電橋中學(xué)生姓名：學(xué)號：班級：物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)儀器交流電橋?qū)嶒?yàn)儀、導(dǎo)線是交流電橋的原理線路。它與直流單電橋原理相像。在交流電橋中，四個橋臂通常是由交流電路器件如內(nèi)阻、電感、電容組成；電橋的電源一般是余弦交流電源；交流平衡指示儀的種類好多大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)交流電橋，適用于不同頻度范圍。頻率為200Hz以下時可采用諧振式檢流計(jì)；音頻范圍內(nèi)可采用麥克風(fēng)作為平衡指示器；音頻或更高的頻度時也可采用電子指零儀器；也有用電子示波器或交流毫伏表作為平衡指示器的。本實(shí)驗(yàn)采用高靈敏度的電子放大式指零儀，有足夠的靈敏度。指示器指零時，電橋達(dá)到平衡。交流電橋原理交流電橋的平衡條件我們在余弦穩(wěn)態(tài)的條件下討論交流電橋的基本原理。在交流電橋中，四個橋臂由阻抗器件組成，在電橋的一個對角線cd上接入交流指零儀，另一對角線ab上接入交流電源。當(dāng)調(diào)節(jié)電橋參數(shù)，使交流指零儀中無電流通過時（即I0=0），cd兩點(diǎn)的電位相等，電橋達(dá)到平衡，這時有Uac====I3Z3兩式相除有當(dāng)電橋平衡時，I0=0，由此可得I1=I2，I3=I4所以Z1Z3=Z2Z4上式就是交流電橋的平衡條件，它說明：當(dāng)交流電橋達(dá)到平衡時，相對橋臂的阻抗的乘積相等。
可知，若第一橋臂由被測阻抗Zx構(gòu)成，則Zx=Z4當(dāng)其他橋臂的參數(shù)已知時，就可決定被測阻抗Zx交流電橋平衡的剖析下邊我們對電橋的平衡條件作進(jìn)一步的剖析。在余弦交流情況下，橋臂阻抗可以寫成復(fù)數(shù)的方式Z=R+jX=Ze若將電橋的平衡條件用復(fù)數(shù)的指數(shù)方式表示，則可得Z1e按照復(fù)數(shù)相等的條件，方程兩端的幅模和幅角必須分別相等，故有Z1Z3=Z2Z4里面就是平衡條件的另一種表現(xiàn)方式，可見交流電橋的平衡必須滿足兩個條件：一是相對橋臂上阻抗幅模的乘積相等；二是相對橋臂上阻抗幅角之和相等。由式（2）可以得出如下兩點(diǎn)重要推論。1、交流電橋必須依照一定的形式配置橋臂阻抗假如用任意不同性質(zhì)的四個阻抗組成一個電橋大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)交流電橋，不一定就能調(diào)節(jié)到平衡，因而必須把電橋各器件的性質(zhì)按電橋的兩個平衡條件作適當(dāng)配合。在好多交流電橋中，為了使電橋結(jié)構(gòu)簡單和調(diào)節(jié)便捷，一般將交流電橋中的兩個橋臂設(shè)計(jì)為純阻值。由式（2）的平衡條件可知，假如相鄰手臂接入純內(nèi)阻，則另外相鄰手臂也必須接入相同性質(zhì)的阻抗。例倘若被測對象Zx在第一橋臂中，兩相鄰臂Z2和Z3（圖1）為純阻值的話，即φ2=φ3=0，這么由（2）式可得：φ4=φx，若被測對象Zx電容，則它相鄰橋臂Z4也必須是電容；若Zx是電感，則Z4也必須是電感。
假如相對橋臂接入純內(nèi)阻，則另外相對兩橋臂必須為異性阻抗。諸如相對橋臂Z2和Z4為純內(nèi)阻的話，即φ2=φ4=0，這么由式（2）可曉得：φ3=-φx；若被測對象Zx為電容，則它的相對橋臂Z3必須是電感，而假如Zx是電感，則Z3必須是電2、交流電橋平衡必須反復(fù)調(diào)節(jié)兩個橋臂的參數(shù)在交流電橋中，為了滿足上述兩個條件，必須調(diào)節(jié)兩個橋臂的參數(shù)，能夠使電橋完全達(dá)到平衡，但是常常須要對這兩個參數(shù)進(jìn)行反復(fù)地調(diào)節(jié)，所以交流電橋的平衡調(diào)節(jié)要比直流電橋的調(diào)節(jié)困難一些。本實(shí)驗(yàn)所用到的電容電橋和電感電橋原理1、測量耗損小的電容電橋（串聯(lián)內(nèi)阻式）為適宜拿來檢測耗損小的被測電容的電容電橋，被測電容Cx接到電橋的第一臂，等效為電容Cx′和串聯(lián)內(nèi)阻Rx′,其中Rx′表示它的耗損；與被測電容相比較的標(biāo)準(zhǔn)電容Cn接入相鄰的第四臂，同時與Cn串聯(lián)一個可變內(nèi)阻Rn，橋的另外手臂為純內(nèi)阻Rb及Ra，當(dāng)電橋調(diào)到平衡時，有由此可知，要使電橋達(dá)到平衡，必須同時滿足前面兩個條件，因而起碼調(diào)節(jié)兩個參數(shù)。假如改變RnCn，便可以單獨(dú)調(diào)節(jié)互不影響地使電容電橋達(dá)到平衡。一般標(biāo)準(zhǔn)電容都是弄成固定的，因而Cn不能聯(lián)接可變，這時我們可以調(diào)節(jié)Ra/Rb比值使式（2）得到滿足，但調(diào)節(jié)Ra/Rb的比值時又影響到式（1）的平衡。
因而要使電橋同時滿足兩個平衡條件，必須對Rn和Ra/Rb等參數(shù)反復(fù)調(diào)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)，因而使用交流電橋時，必須通過實(shí)際操作取得經(jīng)驗(yàn)，能夠迅速獲得電橋的平衡。電橋達(dá)到平衡后，CxRx值可以分別按式（1）和式（2）估算，其被測電容的耗損因串聯(lián)內(nèi)阻式電容電橋2、測量低Q值電感的電感電橋檢測低所示。該電橋線路又稱為麥克斯韋電橋。這些電橋與前面介紹的檢測高值電感的電橋線路所不同的是：標(biāo)準(zhǔn)電容的橋臂中的Cn。和可變內(nèi)阻Rn是并聯(lián)的。在電橋平衡時，有麥克斯韋電橋的平衡條件式（4）表明，它的平衡是與頻度無關(guān)的，即在電源為任何頻度或非余弦的情況下，電橋都能平衡，且其實(shí)際可檢測的Q值范圍也較大，所以該電橋的應(yīng)用范圍較廣。并且實(shí)際上，因?yàn)殡姌騼?nèi)各器件間的互相影響，所以交流電橋的檢測頻度對檢測精度仍有一定的影響。=檢測低Q值電感的電橋原理四、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)前應(yīng)充分把握實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)好相應(yīng)的電橋回路，錯誤的橋路可能會有較大的檢測偏差，甚至難以檢測。因?yàn)椴捎媚K化的設(shè)計(jì)，所以實(shí)驗(yàn)的連線較多。注意接線的正確性，這樣可以減短實(shí)驗(yàn)時間；文明使用儀器，正確使用專用連接線，不要拽拉引線部位，不能平衡時不要猛打各個器件，而應(yīng)查找緣由。
這樣可以提升儀器的使用壽命。交流電橋采用的是交流指零儀，所以電橋平衡時表針坐落兩側(cè)實(shí)驗(yàn)時，指零儀的靈敏度應(yīng)先調(diào)到適當(dāng)位置，以表針位置處于滿刻度的30～80%為好，待基本平衡時再調(diào)高靈敏度，重新調(diào)節(jié)橋路，直到最終平衡。1、交流電橋檢測電容按照之前實(shí)驗(yàn)原理的介紹，用串聯(lián)內(nèi)阻式電容電橋檢測耗損小的Cx電容，并試用交流電橋的檢測原理對檢測結(jié)果進(jìn)行剖析，估算電容值和其耗損內(nèi)阻、損耗。2、交流電橋檢測電感按照上面實(shí)驗(yàn)原理的介紹，用串聯(lián)內(nèi)阻式電感電橋檢測低QLx電感，并試用交流電橋的檢測原理對檢測結(jié)果進(jìn)行剖析，估算電感值和其耗損內(nèi)阻、Q五、數(shù)據(jù)剖析注意：實(shí)際實(shí)驗(yàn)中位置相反，故估算時在公式上將三者調(diào)換次序，另標(biāo)明，實(shí)驗(yàn)中的頻度為1K赫茲。(1)電容..0...07107.....34100.52(2)電感....73六、誤差剖析(1)電容1.071.091.1528.781.3461.191.1930.350.1430.08(2)電感1313....9649.63七、原始數(shù)據(jù)古今格言敏而好學(xué)，不恥下問——孔子業(yè)精于勤，荒于嬉；行成于思，毀于隨——韓愈興于《詩》，立于禮，成于樂——孔子己所不欲，勿施于人——孔子讀書破萬卷，下筆如有神——杜甫讀書有三到，謂心到，眼到，口到——朱熹立命以立學(xué)為先，立學(xué)以讀書為本——?dú)W陽修讀萬卷書，行萬里路——劉彝黑發(fā)不知篤學(xué)早，白首方悔讀書遲——顏真卿書卷多情似故人，晨昏憂樂每相親——于謙空悲切，白了少年頭，哀哉——岳飛發(fā)憤識遍天下字，立志讀盡人間書——蘇軾鳥欲高飛先展翅，人求上進(jìn)先讀書——李苦禪立志宜思真品格，讀書須盡苦工夫——阮元非恬淡無以明志，非靜謐無以致遠(yuǎn)——諸葛亮通讀宋詞三百首，不會寫詩也會吟——孫洙《唐詩三百首序》書到用時方恨少，事非經(jīng)過不知難——陸游問渠那得清如許，為有源頭活水來——朱熹舊書不厭百回讀，通讀精思子自知——蘇軾