在伏安法測量電阻的實驗中,由於(yu) 電流表和電壓表本身的精度及電表本身的電阻,不管電流表是內(nei) 接還是外接,都不能同時測出流經電阻的電流I和電阻兩(liang) 端的電壓U的準確值,所以就會(hui) 存在測量缺陷。
而采用電橋這種用比較法測量電阻的儀(yi) 器,可以做到更加靈敏與(yu) 準確。
電橋法測電阻原理
如圖所示:
電橋法測電阻原理及方法詳解
圖1:電橋法測電阻
一個(ge) 惠斯通電橋的原理圖,四個(ge) 電阻R、R0、R1、R2連成四邊形,稱為(wei) 電橋的四個(ge) 臂;四邊形的一條對角線連有電流計,稱為(wei) “橋”;四邊形的另一對角線接上電源E,限流電阻Rp用於(yu) 限製電流的大小,主要目的在於(yu) 保護電流計和改變電橋靈敏度。
電源接通時,電橋線路中各支路均有電流通過。當C、D兩(liang) 點之間的電勢不相等時,橋路中的電流Ig≠0,電流計的指針發生偏轉;當C、D兩(liang) 點之間的電勢相等時,橋路中的電流Ig=0,電流計指針指零(電流計的零點在刻度盤的中間),這時稱電橋處於(yu) 平衡狀態,因此電橋處於(yu) 平衡狀態時有:
根據電橋的平衡條件,如果已知其中三個(ge) 臂的電阻,就可以計算出另一個(ge) 橋臂的電阻。因此,電橋測電阻的計算式為(wei) :Rx=R1R0/R2。
電路中的元件:
Rp為(wei) 電阻較大的可變電阻,在電橋不平衡時取最大電阻起限流作用,可以保護電流計;當電橋接近平衡時取最小值,可以提高電流計的靈敏度。
電流計在測量過程中起判斷橋路有無電流的作用,隻要電流計有足夠的靈敏度來反映橋路電流的變化,那麽(me) 電阻的測量結果與(yu) 電流計的精度無關(guan) 。
電橋法測電阻的優(you) 點:由於(yu) 標準電阻可以製作得比較精密,所以利用電橋的平衡原理測電阻的準確度會(hui) 很高,大大優(you) 於(yu) 伏安法測電阻,這也是電橋應用廣泛的重要原因。