惠斯通電橋電路如下圖所示,此電路常用來測量電阻rx,且精度較高。
測量原理:先將電鍵s閉合,然後調節電阻箱r3,使靈敏電流錶g的讀數為零,這時,電路中b、d兩點的電勢相等------電橋平衡,且電路的串並聯關係為r1、r2串聯,r3、rx串聯,然後兩個支路併聯。根據電路特點和歐姆定律可得:
聯立以上關係可推得:
由以上結論可知,當電橋達到平衡時,根據r1、r2、r3的資料即可確定待測電阻rx的阻值。
(2017•新課標ⅱ)某同學利用如圖(a)所示的電路測量一微安表(量程為100μa,內阻大約為2500ω)的內阻。可使用的器材有:兩個滑動變阻器r1,r2(其中乙個阻值為20ω,另乙個阻值為2000ω);電阻箱rz(最大阻值為99999.9ω);電源e(電動勢約為1.5v);單刀開關s1和s2.c、d分別為兩個滑動變阻器的滑片。
(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實物連線。
(2)完成下列填空:
①r1的阻值為_____ω(填「20」或「2000」)
②為了保護微安表,開始時將r1的滑片c滑到接近圖(a)中的滑動變阻器的___端(填「左」或「右」)對應的位置;將r2的滑片d置於中間位置附近。
③將電阻箱rz的阻值置於2500.0ω,接通s1.將r1的滑片置於適當位置,再反覆調節r2的滑片d的位置、最終使得接通s2前後,微安表的示數保持不變,這說明s2接通前b與d所在位置的電勢______(填「相等」或「不相等」)
④將電阻箱rz和微安表位置對調,其他條件保持不變,發現將rz的阻值置於2601.0ω時,在接通s2前後,微安表的示數也保持不變。待微安表的內阻為_____ω(結果保留到個位)。
(3)寫出一條提高測量微安表內阻精度的建議:______________。
解析:(1)根據電路原理圖在實物圖上連線,如圖所示:
(2)①r1採用分壓接法,為了使測量電路的電壓調節方便,變化較均勻,滑動變阻器應選總阻值相對負載阻值較小的,即選擇20ω的滑動變阻器;
②為了保護微安表,通過微安表的電流應從零逐漸增大,當滑片c滑到滑動變阻器的最左端時,通過微安表的電流為零,所以開始時,滑片c應滑到滑動變阻器的最左端;
③接通s2前後,微安表的示數保持不變,說明接通s2後,bd之間無電流通過,b與d兩點所在位置的電勢始終相等;
④設微安表的內阻為rx,滑動變阻器r2左側電阻為r21,右側電阻為r22,根據題意和惠斯通電橋的特點可知,電阻箱rz和微安表位置對調前:2500/rx=r21/r22
對調後:rx/2601=r21/r22
聯立解得rx=2550ω;
(3)為了提高精度,可以調節r1上的分壓,盡可能使微安表接近滿量程,因為在微安表的接近滿量程的情況下,為了使b、d兩點電勢相等而調節滑動變阻器r2時,r2滑片的微小偏差將導致微安表指標產生較大偏轉,有利於更精確的調節r2,反之,在微安表指標偏擺較小的情況下,r2滑片的微小偏差很難從微安表上顯示出來。
電阻橋 惠斯通電橋 的分析方法及用途
本文章只做交流用,如果有錯誤歡迎回帖指出或 加入qq群 惠斯通電橋是由四個電阻組成的電橋,這四個電阻叫做電橋的電橋臂,惠斯通電橋利用電阻的變化來物理量的變化,是一種精度很高的測量方式。其電路形式如下圖所示。通過歐姆定律可以計算出每個電阻兩端的電壓。在r1和r4這個橋臂上,r1,r4將2.5v電壓分壓...