D两点电位不相等

2019-05-04 11:57栏目:财经

  惠斯通电桥(又称单臂电桥)是一种可以精确测量电阻的仪器。右图所示是一个通用的惠斯通电桥。电阻R1,R2,R3,R4叫做电桥的四个臂,G为检流计,用以检查它所在的支路有无电流。当G无电流通过时,称电桥达到平衡。平衡时,四个臂的阻值满足一个简单的关系,利用这一关系就可测量电阻。

  图1是惠斯通电桥的原理图。四个电阻R0、R1、R2、Rx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电源,称为电桥的“电源对角线”。E为线路中供电电源,学生实验用双路直流稳压电源,电压可在0-30V之间调节。R保护为较大的可变电阻,在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以保护检流计;当电桥接衡时取最小值以提高检流计的灵敏度。限流电阻用于限制电流的大小,主要目的在于保护检流计和改变电桥灵敏度。

  电源接通时,电桥线路中各支路均有电流通过。当C、D两点之间的电位不相等时,桥路中的电流0gI,检流计的指针发生偏转;当C、D两点之间的电位相等时,桥路中的电流0=gI,检流计指针指零(检流计的零点在刻度盘的中间),这时我们称电桥处于平衡状态。因此电桥处于平衡状态时有:

  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。 根据电桥的平衡条件,若已知其中三个臂的电阻,就可以计算出另一个桥臂电阻,因此,电桥测电阻的计算式为

  电阻R1、R2为电桥的比率臂,xR为待测臂,R0为比较臂,R0作为比较的标准,实验室常用电阻箱。由(1)式可以看出,待测电阻xR由比率值K和标准电阻0R决定,比值K可以作成10n,这是成品电桥常用的方法。

  检流计在测量过程中起判断桥路有无电流的作用,只要检流计有足够的灵敏度来反映桥路电流的变化则电阻的测量结果与检流计的精度无关,由于标准电阻可以制作得比较精密,所以利用电桥的平衡原理测电阻的准确度可以很高,大大优于伏安法测电阻,这也是电桥应用广泛的重要原因。

  R1,R2是已知标准电阻;Rs是可变标准电阻;Rx是被测电阻B,D间接检流计。接通电路后,检流计一般不示零,说明B,D两点电位不相等,通过调节Rs,使检流计中无电流通过(IK=0),此时电达到平衡。