A. 急求 :用雙臂電橋測量導體的電阻率實驗報告
Pb07204001 丁亮
實驗課題: 雙 臂 電 橋 測 低 電 阻
實驗目的:在掌握雙臂電橋工作原理的基礎上,用雙臂電橋測金屬材料的電阻率
實驗原理:
1、 電阻按照阻值大小可分為高電阻(100K以上)、中電阻(1~100K)和低電阻(1以下)三種。一般說導線本身以及和接點處引起的電路中附加電阻約為>0.1,這樣在測低電阻時就不能把它忽略掉。對惠斯通電橋加以改進而成的雙臂電橋(又稱開爾文電橋)消除了附加電阻的影響,適用於10-5~102 電阻的測量
2、 因此,為了消除接觸電阻對於測量結果的影響,需要將接線方式改成下圖方式,將低電阻Rx以四端接法方式連接
由圖和圖,當電橋平衡時,通過檢流計G的電流IG = 0, C和D兩點電位相等,根據基爾霍夫定律,可得方程組(1)
(1)
解方程組得
(2)
通過聯動轉換開關,同時調節R1、R 2、R3、R,使得 成立,則(2)式中第二項為零,待測電阻Rx和標准電阻Rn的接觸電阻Rin1、R ix2均包括在低電阻導線Ri內,則有
(3)
實際上即使用了聯動轉換開關,也很難完全做到 。為了減小(2)式中第二項的影響,使用盡量粗的導線以減小電阻Ri的阻值(Ri<0.001),使(2)式第二項盡量小,與第一項比較可以忽略,以滿足(3)式。
實驗儀器:
本實驗所使用儀器有QJ型雙臂電橋(級)、JWY型直流穩壓電源 (5A15V)、電流表(5A)、RP電阻、雙刀雙擲換向開關、0.001標准電阻(0.01級)、超低電阻(小於0.001連接線、低電阻測試架(待測銅、鋁棒各一根)、直流復射式檢流計(C15/4或6型)、千分尺、導線等。
實驗數據處理:
1、 基本常數數據:△L=2mm,R(n)=0.001Ω,R1=1000Ω。
2、 30cm銅棒的數據記錄:
+ - + - + - 平均
R值(Ω) 1220 1221 1180 1210 1220 1224 1212.5
3、40cm銅棒數據記錄:
+ - + - + - 平均
R值(Ω) 1615 1624 1615 1623 1617 1622 1620
4、40cm鋁棒數據記錄:
+ - + - + - 平均
R值(Ω) 748 758 749 758 748 758 753
5、直徑的測量:D(mm)
1 2 3 4 5 6 平均
銅棒 4.970 4.972 4.977 4.978 4.975 4.981 4.9755
鋁棒 4.988 4.990 4.992 4.992 4.990 4.985 4.9895
6、計算電阻率ρ:
根據公式得出電阻率為:ρ=(ρ1+ρ2)/2=7.87*10(-8) Ω*m
不確定度分析:
只對40cm的銅棒數據做不確定度分析。
1、 D:Ua= 0.00165,Ub=0.001/√3=0.000577,U(D)=0.0017mm
2、 L:U(L)=2mm
3、 R:U(R)=2Ω
由誤差分析公式知道:△ρ/ρ=△D/D+△L/L+△R/R=0.0083,
△ ρ=7*10(-10)
ρ=(787±7)*10(-10) Ω*m
思考題:
1、 如果將標准電阻和待測電阻電流頭和電壓頭互換,等效電路有何變化,有什麼不好?
如果將他們的兩個接頭互相交換,等效電路圖中的的兩個電阻就要更換位置。這樣做不好的地方在於加大了待測電阻那邊的附加電阻,使得測量結果不正確。
2、 在測量時,如果被測低電阻的電壓頭接線電阻較大(例如被測電阻遠離電橋,所用引線過細過長等),對測量准確度有無影響?
沒有影響,因為四接頭接法的奇妙之處就在於它不會因為夾頭電阻的影響而是的測量結果不準確,就算接頭電阻過大也不會影響。
B. 多用表測電阻的實驗報告
實驗目的:用多用電表測電阻的阻值 實驗器材:多用電表 待測電阻
實驗步驟:1.觀察多用電表的指針是否只在零電流處,若沒有,調機械調零旋鈕進行調零;
2.估測待測電阻的阻值,選取合適的倍率。
3.把紅黑表筆短接,調節歐姆調零旋鈕,調指針至電阻為0的位置;
4.把紅黑表筆接到電阻兩端,讀出示數,乘以倍率即可得待測電阻阻值。
注意事項:1。待測電阻一定要從電路中斷開;2.若指針偏角過大,要換小倍率;
偏角過大就換小倍率。換過倍率後要先調零再測量。