惠斯通电桥

惠斯登桥（英语：Wh来自eatstone bridge360百科，又称惠斯同电桥、惠斯通电桥）是在1833年由Samuel Hunter Christi以还e发明，1843年由查理斯·惠斯登改及稳粉额实总严威进及推广的一种测量客静如音工具。它用来精确测量未知电阻器的电阻值，其买没严守守率剧抓头原理和原始的电位计相近。有一个不知电阻值的电阻，和已知电阻的可变电阻器、电阻和电阻。在一个电路内，将和串联，和串联，再将这两个串联的电路并联，在和之间的电线中点跟在和之间的电线中点接驳上一条要哪电线，在这条电线上放置车室液二唱治苏站过检流计。当时，将没有电流通过中间的电线。由于是否有电流经过是十分敏感的，惠斯登桥可以获取颇精确的测量。

• 中文名 惠斯通电桥
• 拼音 huì sī tōng diàn qiáo
• 注音 ㄏㄨㄟˋ ㄙ ㄊㄨㄙ ㄉㄧㄢˋ ㄑㄧㄠˊ

基本介绍

　　平衡时，检流计所在支路电流为零，来自则有，（1）流过R1和R3的电情成素调斤本甚流相同（记作I1），流过令容在价今沉谁速件R2和R4的电流相同（记作I2）。（2）B，D两点电高值势相等，即UB=UD。因而有 I1R1=I2R2；三个阻值已知360百科，便可求得第四个电阻。测量时，选择适当的电阻作为R1和R2，用一个可变电阻犯奏刻身识械得防半德作为R3，令被测电阻充当R4，调节R3使电桥平衡，而且可利用高灵敏度的检流计来测零，故用电桥测电阻比用欧姆表精确。电桥不平衡时，G的观训我绿派执种电流IG与R1，R2，R3，R4有关。利用这一关系也可根据IG及刻重指第局体多城指三个臂的电阻值求得第四个臂的阻值，因此不平衡电桥原则上也可测量电阻。取德在不平衡电桥中，G应从“检流计’改称为“电流计”，其作用而不是检查有无电流而是测量电杆球优机属每斗菜械官流的大小。可见，不平衡电桥和平衡电桥的测量原理有原则上的区别。利用电桥还可测量一些非电学量。

惠斯通电桥

名字由来

　　惠斯通电桥不是惠斯通发明的

　　在测量电阻及其它电学实验入续承错时，经常会用到一种叫惠斯通电桥的电路，很多人认为这种电桥是惠斯通发明的，其影斤缺游国款条将技引外实，这是一个误会，这种电桥茶是由英国发明家克里斯蒂在1833年发明的，但是由于惠斯通第一个用它来测量电阻，所以人们习惯上就把这种电桥称作了惠斯通电桥。

试验相关

　　用惠斯通电桥测电阻

实验目的

　　来自1．熟悉用惠斯通电桥测电阻的原理。

　　2．掌握QJ19型箱式惠斯通电桥和AC15型直流复射式检流计的使用方法。

实验器材

　　QJ19型电桥、AC15型直流复射式检流计、稳压电源、电阻箱、导线若干。

实验原理

　　惠斯通电桥是一种测量电阻的精密仪器，如图所示，为其测量原理图。

惠斯通电桥原理图

　　四个电阻连成四边形，称为电桥的四个臂。四边形的一个对角线连有检流计，称为“桥”；四边形的另一对角线接上360百科直流电源。 R1、R2、两就践武空识销独树年们R0、Rx为四个桥臂上的电阻，Rx为待测电阻，G为检流计，E为直流电源，K为开关。各支路电流如图中箭头金所示。

　　电源接通时，电桥线路中各支路均有电流通过。当BD两点电势不等时，桥路中的电流Ig果≠0，检流计的指针发生偏转丰顺适径如另；当BD两点之间的电势相等时，桥路中的电流Ig=0，检流计指针别酸妈愿紧系指零（检流计的零点在刻度盘的中间），这时我们称电桥平衡状价态。因此电桥处于平衡状态时有：

　　 Ig=0                                       UAB=UAD                UBC=UDC

　　 Ix=I0   I1=I2             编从话反式           Ix×Rx=I1×R1             I2×R特装2=I0×R0

　　于是可得：Rx/R0=R1/R2  即 Rx×R2=R0×R1

　　此式说明，电桥平衡时，电桥相对臂电阻的乘积相等。这就是电桥的平衡条件。

　　如果R1、R2和R0都是已知的，那么可算出待测电阻Rx：Rx=(R1/R2山众再营评英唱语)R0。

　　测量精度主要受检流汁G和R1、R2及R0的精度的影响。

仪器描述

　　1．QJ19型单双臂两用电桥

　　QJ19型电桥是一种精密的电工仪器。当用作单臂电桥时，可测量10－2~166Ω的电阻；当作双臂电桥时，可测量10-5~10-2Ω的电阻（在本实验中只作单臂电桥帝发费似天使用）。

　　图 6－2 QJ19型电桥面板及接线图

　　图6－2为QJ19型电桥的面板。K1~K4依次为“粗调”、“细调”、“短路”、“电源”这四个按钮。测量时，应先按厚代程下K4并锁住，再按下K1按钮进行粗调，当检流计指针指到“0”时，松开K1；最后，善冲方当离华业按下K2进行细调，直到检流计指针指到“0”为止。当检流计中电流较大或晃动较大时，应按下短路按钮K3。R1、R2为比例臂，R为读数臂，相当于可变电阻臂，R1、R2的大小可根据待测电阻RX的估计值由表6—1设定。端钮1~10为接线钮，在本实验中，1、2接检流计；高饭真原条简管础信3、4直接相联；5、6接待测电阻；7、8空着；9、10接电源。这样连接后的线路如图6－2所示科缺迫硫肉升红小宁。

　　2．AC15型直流复射式检流计　　

　　AC15型直流复射式检流计又称光点检流计，其结构属于电磁式。我们知道，光线射到平面镜上后，如果镜面转过一微小的角度 ，则反射光线扫过的角度将是 。在线圈上附有一个小平面镜，当微小的电流通过线圈坚级杆齐绍长油时，在磁力矩的作用下线圈就会转过一个很小的角度，这时一束灯光射到小平面镜上，利用平面镜的反射，就可以较明显地读出反射光线转过的角度，从而测出微小电流强度。置肥费因此，光点检流计的灵敏度很高。

　　图6－3为AC15型直流复射式检流计面板。J1为标盘（或刻度盘），J5为“零点调节”旋钮，测量前须用此调零。J2为分流器旋钮，检流计不停地移动时胡周普，J2应置于“短路”，使光标尽快停止。测量时J还2应从最低灵敏度“×0.01”开始，逐步调到“×1”档。J4为输入端钮，J3为电流选择开关。AC15型检流计可用交流220V 或直流6V两种电源供电，本实验只用交流220V。

　　图6－3 AC15型直流复射式检流计

实验步骤

　　1．仔细观察各仪器面板，了解各旋钮、按钮的作用，对照图6－2，熟悉整个测量电路。

　　2．检查电桥，按钮K1~K4应全部松开。检查检流计，后面板上电源插头应插在交流220V处，前面板J3应置于交流220V处。

　　3．按图6－2所示接好线路，接通稳压电源。

　　4．接通检流计电源，J1调到“直接”处，调J5使光点尽量靠近零点，然后调J1，使光点正好落在零点，此时J1、J5不可再动。

　　5．根据Rx的估计值，从表6－1上选择R1、R2及电源电压。再根据Rx的估计值由公式Rx =（R1 / R2 ）R推算出R值。

　　6．调节R1、R2、R及电源为上面所得的各数值，按下并锁住K4。

　　7．检流计的J2调到“×0.01”档，按下K1（若检流计光点偏转不太大，可把K1锁住，若光点左右偏转较大，可按下K3）。调节R（应从大到小调节，即先调×100，再调×10），使光点最接近零点，松开K1。

　　8．依次把J2调到“×0.1”档和“×1”档，重复步骤7。

　　9．按下K2，调节R，使检流计的光点尽量接近零点。

　　10．松开K2、K4，J2调到“短路”，读出数值，并填入表6－2中。

　　11．改变Rx，重复步骤5~10，将各数值填入表6－2中。

　　12．拆除电路，按要求整理好仪器。

　　表6－1 比例臂及电源电压对照表

　　Rx /Ω

　　比例臂电阻 /Ω

　　电源电压 / V

　　R1

　　R2

　　102~103

　　102

　　102

　　3

　　103~104

　　103

　　102

　　6

　　104~105

　　104

　　102

　　10

　　105~106

　　104

　　10

　　20

数据记录及处理

　　表6－2 待测电阻Rx 与R1 、 R2 及电源电压表

　　估计值 /Ω

　　R1 /Ω

　　R2 /Ω

　　电源电压 /V

　　R /Ω

　　测量值 /Ω

　　×102

　　×103

　　×104

　　×105

注意事项

　　调节时应先粗调，再进行细调，次序不能颠倒。

思考题

　　1．稳压电源和检流计接入电桥时为什么不考虑正负极性？

　　2．调节R时，为什么应从大到小调节？

　　3．为什么对不同大小的待测电阻需选取不同的电源电压和相应的比例臂电阻？