平衡电桥

    电桥一般分线式电桥和箱式电桥,其原理基本上是一样的,就是一组接有好多电阻和电表的电路图,当线路某两个特定的接点的电势相等时,就称其平衡电桥,常用它来精确地测电阻.

原理

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    如图是一种特殊结构的电路──直流单臂电桥,R1、R2、R3和R4叫电桥的臂,检流计G接于CD之间称为“桥”。一般情况下R1、R3两端的电压不相等,即C、D两点间的电势不等,G中有电流通过。改变R1、R3的大小,可以使UAC=UAD,这时G中无电流通过。当G中无电流时叫做“电桥平衡”。本实验就是研究R1、R2、R3和R4之间满足什么关系时电桥平衡。

研究直线电桥的平衡条件实验方法

    【目的和要求】
    平衡电桥 通过实验研究直线电桥──惠斯通电桥的平衡条件,并学习它的使用方法。
    【仪器和器材】
    直线电桥(J2364型),检流计(J0409型或J0409-1型),简式电阻箱(J2362-1型),滑动变阻器(J2354-1型),单刀开关(J2352型),干电池2节,导线若干。
    【实验方法】
    1.如图4.16-1,将直线电桥的电阻丝AB(附在标尺上)、电阻箱R1、R2,检流计G,滑动变阻器R0,电源E和开关S接成如图4.16-2所示电路。D为电阻丝上滑动头,并带有按键开关,将D按下时,桥的支路才接通。电阻丝AB粗细均匀,故其阻值与长度成正比。
    电路接好后应进行全面检查,特别要检查电阻箱R1、R2的接触是否良好,触头处电路是否畅通。检查后把R0的阻值调至。
    2.调整电阻箱R1和R2的阻值,使R1/R2=1.5。合上开关S,将滑动头D移至AB的中央。瞬时按下滑动头D的按键开关,观察检流计指针偏转的大小及方向,然后将D向某方向移动几厘米,再按下按键开关,此时检流计指针如偏转减小,则继续沿这方向移动D,直至检流计中的电流为零,这时滑动头D所在位置就是电桥平衡的位置。如果D向该方向移动后,在按下按键开关时检流计的指针偏转增大,说明平衡位置不在这边,应向反方向移动D。
    为了准确找到平衡位置,可减小R0的阻值,提高电桥AB间的电压,以提高其灵敏度。缓慢移动D的位置,并反复“接通”和“断开”按键开关,若检流计指针确实不偏转,就可以认为电桥达到平衡了。
    3.改变电阻R1和R2的值,使R1:R2=2和R1:R2=0.5,按步骤2的要求重做实验,并将结果填入下表中。
    4.根据上表的记录,可得出直线电桥平衡时,R1、R2、R3(L3)、R4(L4)之间应满足关系:
    R1:R2=R3:R4
    或R1:R2=L3:L4

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