大学物理实验

大学物理实验

大学物理实验技术物理系惠斯通电桥测电阻的温度系数\n测电阻的常用方法伏安法（电流表、电压表准确度不高，表内及线路本身带有电阻误差，精确度不高）电桥法（可以避免伏安法所造成的误差，精确度很高，操作更简洁）\n实验目的掌握惠斯通电桥测量电阻的原理和方法。学会如何测量电阻阻值及温度系数。\n实验仪器QJ23型箱式直流单臂电桥，电加热器（内盛变压器油），固定碳膜电阻，电子温度计，铜丝电阻。\n1、惠斯通电桥实验原理R1RxR2RsGKGKBEI1I2IsIxIgUAB=UADUBC=UDCI1R1=IXRXI2R2=ISRSRI/R2=RX/RSRX=R1*RS/R2=K*RSDCBA\n2、电桥的灵敏度电桥是否平衡是依据检流计的指针有无偏转来判定的。若在电桥平衡时，使比较壁电阻Rs相对其平衡值有微小改变量△Rs，电桥将失去平衡，检流计中应有微小电流Ig流过。但由于检流计的灵敏度是有限的，如果Ig太小，以至于检流计指针几乎不发生偏转，难以察觉，那么实验者就会认为电桥仍处于平衡状态，从而得出Rx=K*（Rs+△Rs）,出现测量误差△Rx=K*△Rs。也就是说检流计灵敏度不高会使测量结果有一定的误差。为此引入电桥灵敏度概念：S=△d/△Rx\n3、惠斯通电桥的仪器误差电桥的基本误差：△基=a%*(Rx+R0/10)a：电桥的准确度等级。（k=0.01~1,a=0.2;k=10~100,a=0.5）Rx：待测电阻的准确阻值。R0：有效量程中最大的10的整数次幂。由电桥灵敏度引入的误差：△灵=0.2/S(数值与电桥基本误差小很多，可以忽略)\n实验内容A、碳膜电阻的测量：将带测电阻分别接到电桥的Rx位置，估计待测值，调节合适的K和Rs，直到检流计指针指向零，记录所测各电阻的K和Rs值。每个电阻各测一次。\nB、金属铜丝的电阻温度系数：Rt：t°时的电阻，Ro：0°时的电阻，αβγ…电阻温度系数。但温度变化不大时，公式可以简写成：将浸在油中的铜丝电阻接在电桥Rx位置，打开电子温度计，给电热杯通电加热，待油温升至70°左右时断电，在加热过程中应注意不断搅拌。当油温开始稳定下降时，选取一个合适的温度t(75°)，测出铜丝电阻对应的K和Rs值，以后每个3°，测出一组K和Rs值，共12组。\n数据处理列表纪录碳膜电阻的K、Rs、Rx值和金属铜丝电阻的T、K、Rs、Rx值。计算每个碳膜电阻的基本误差△基。计算每个碳膜电阻的不确定度U和相对不确定度ER。正确表示各碳膜电阻的测量结果。用逐差法求出金属铜丝的电阻温度系数α。\n注意事项测量前要将面板上的金属片接在“外”位置，并调节检流计调零旋钮使其指向零点。测量时B、G开关应采用点接法，先按下B，在按下G，观察检流计指针的偏转方向和偏转程度后，应立即断开电路（松开B、G开关），调节K和Rs值，如此反复，直到电桥平衡。测量时要掌握检流计指针偏转规律及改变Rs的规律，以减少测量时的盲目性。选取合适的倍率K，以保证Rs电阻盘中“×1000”读数示数不为零，测量结果保留四位有效数字。测量完毕，将面板上的金属片接回“内”位置，并关闭电子温度计。