1、南昌学院化学实验报告课程名称：学院化学实验实验名称：低申（阻检测大学：一专业班级：_中学生姓名：学号：_实验地点:_座位号:实验时间：、实验目的和要求：1.把握用单臂电桥测低值阻值的原理。2学会用单臂电桥测低值内阻的方式。3.了解测低值内阻时接线内阻和接触内阻的影响及其防止的方式。、实验仪器：四端内阻，待测内阻棒(铜、铝、铁)，直流电源，电压表，电流表，内阻箱等。三、实验原理和技巧：用双臂电桥检测内阻时，其所测内阻值通常可以达到四位有效数字，最高电阻可测到106Q，最低电阻为1Q。当被测内阻的电阻高于1Q时(称为低值内阻)双臂电桥检测到的内阻的有效数字将减少电阻的测量实验报告单，另外其检测偏差也明显减小上去
2、，究其缘由是由于被测电阻接入检测线路中，联接用的导线本身具有内阻(称为接线内阻)，被测内阻与导线的接头处亦有附加电阻(称为接触内阻)。接线内阻和接触内阻的电阻约为10-210-5Q。接触内阻其实可以用清洁接触点等举措使之减少，但终究不可能完全消除。当被测内阻仅为10-310-6Q时，其接线内阻及接触内阻值都已超过或大大超过被测内阻的电阻，这样都会导致很大偏差，甚至完全没法得岀检测结果。所以，用双臂电桥来检测低值内阻是不可能精确的，必须在检测线路上采取举措，防止接线内阻和接触内阻对低值内阻检测的影响。精确测定低值内阻的关键，在于去除接线内阻和接触内阻的影响。下边我们考察接线
3、电阻和接触内阻是如何对低值内阻检测结果形成影响的。诸如用安培表和毫伏表按欧姆定理R=V/I检测内阻R,设R在1Q以下，按通常接线方式用如图1(a)所示的电路。由图1(a)可见，假如把接线内阻和接触内阻考虑在内，并构想把它们用普通导体内阻的符号表示，其等效电路如图1(b)所示。其中1、2分别是联接安培表及变阻器用的两根导线与被测内阻两端接头处的接触内阻及导线本身的接线内阻，3、4是毫伏表和安培表、滑线变阻器接头处的接触内阻和接线内阻。通过安培表的电压I在接头处分为11、12两支，I1流经安培表和R间的接触内阻再流入R，I2流经安培表和毫伏表接头处的接触内阻再流入毫伏表。为此，1、2应算
4、作与R串联丁3、4应算作与毫伏表串联。因为1、2的内阻与R具有相同的数目级，甚至有的比R大几个数目级，故毫伏表指示的电位差不代表R两端的电位差。也就是说，假如借助毫伏表和安培表此时所指示的值来估算阻值的话，不会给岀确切的结果。为了解决上述问题，试把联接形式改为如图2(a)所示的样式。同样用电压流经路线的剖析方式可知，即使接触内阻门、r2、r3和r4一直存在，但因为其所处位置不同，构成的等效电路改变为图2（b）。因为毫伏表的电阻小于r3、r4、R,故毫伏表和安培表的示数能确切地反映内阻R上的电位差和通过的电压。借助欧姆定理可以算岀R的正确值。由此可见，检测内阻时，将通电压的接头（电压接头
5、）a、d和检测电位差的接头（电流接头）b、c分开，而且把电流接头置于上面，可以防止接触内阻和接线内阻对检测低值内阻的影响。这推论用到惠斯通电桥的情况假如仍用双臂电桥测低值内阻Rx，则比较臂Rb也应是低值内阻，这样就能在大道电压减小时，因而使Rx的电位差可以跟Ri上的电位差相等。设Ri和R2都是10Q以上的内阻，则与之有关的接触内阻和接线内阻的影响可以忽视不计。清除影响的只是跟Rx、Rb有关的接触内阻和接线内阻。我们可以这样构想，如图3所示。应用前面的推论在Rx的A点处分别接电压接头Ai和电流接头A2；在Rb的D点处分别接电压接头Di和电流接头D2。贝UA点对Rx和D点对Rb的影响
6、都已清除。关于C点紧邻的接线内阻和接触内阻同Ri、R2、Rg相比可以略去不计。但Bi、B3的接触内阻和其间的接线内阻对Rx、Rb的影响还未能清除。为了清除那些内阻的影响，我们把检流计同低值内阻的接头也接成电流接头B2、B4。为了使B2、B4的接触内阻等不受影响，也象Ri、R2大道一样，分别接上内阻R3、R4例如ioQ,则这两大道的接触内阻等同R3、R4相比较可略去。这样就在单电桥基础上降低两个内阻R3、R4,因而构成一个单臂电桥。并且Bi、B3的接触内阻和Bi、B3间的接线内阻无处归并，仍有可能影响检测结果。下边我们来证明电阻的测量实验报告单，在一定条件下，r的存在并不影响检测结果。Ri、R2、在
7、使用电桥时，调节阻值是通过Ri、R2的电压均为I1，而通过按照欧姆定理可得到以下三多项式R3、R4和Rb的值，使检流计中没有电压通过(lg=o),则F、C两点电位相等。于R3、R4的电压均为12，通过Rx、Rb的电压为13,而通过r的电压为13-12。I3Rx+I2R3=11Ril2R4+l3Rb=l1R2I2(R3+R4)=(I3-I2)r把里面三式联解，并消掉|1、I2I3可得甘=評+肝5+N莎-詞式(1)就是两臂电桥的平衡条件，可见影响，可以设法使第二项为零。一般把右臂电桥做而一直保持成比列。即(1)r对检测结果是有影响的。为了使
8、被测内阻Rx的值以便估算及清除成一种特殊的结构，致使在调整平衡时Ri、R2、R3和r对检测结果的R4同时改变，剧在此情况下，不管r多大，第二项总为零。于是平衡条件简化为Ri=衮=(3)(4)r根本不岀现今平衡条件中，因而r正由于这样它可以拿来检测低值内阻。从里面的推论看岀，两臂电桥的平衡条件和双臂电桥的平衡条件方式上一致，而内阻的大小并不影响检测结果，这是两臂电桥的特性。四、实验内容和步骤：1.根据上图的原理联接好实验装置图。其中用四端内阻来测电阻。2.分别将划片至于不同厚度的阻值棒之上，测6组实验数据。记录下宽度、电压表和电压表的示数。3.换不同的内阻棒（铜、铝、铁）分别测出6
9、组数据4.对所测的数据进行剖析。5.估算出阻值率6.进行偏差剖析H、实验数据与处理：铜带实验数据表格铜带F7fmmraJtnV帀P严1700.19580.0712.56仪10-63.575X10-46.415X810-21400.19570.1612.56伙10-68.176*10-47.33*810-32100.19560.2412.56乂10-61.227X10-37.339X810-42800.19550.3212.56x10-61.637*10-37.342*810-53500.19560.4112.56x10-62.096X10-37.52?
10、*810-64200.19560.5012.56仪10-62.556X10-37.64!x810-求得铜带实验所得平均内阻率为I1I囱临=7.266xWllnl实验不确定度为%=0.436:所以实验铜材的阻值率为P嗣=(7.2660,436)x10Bflm铝棒实验数据表格铝棒1700.19410.0312.56X10-61.546*10-2.773工10-.19440.0712.56X10-63.601冈10-3.230就10-.19410.1112.56X10-65.667刈10-3.390工10-
11、.19450.1512.56X10-67.712刻10-3.459X10-.19450.1912.56X10-69.769刈10-3.506X10-.19450.2312.56X10-61.186刈10-3.536X10-38求得铝棒实验所得平均内阻率为=3.316-实验不确定度为n2(iZ%i1=0.090811n1所以实验铝棒的阻值率为P禍=(33160,0908)X108!lm木棒实验数据表格木棒”J7zu.fmV珥f1RS/P=1700.18990.1612.56x10-60.843x1031.512只10
12、-.18990.3412.56x10-61.790x1031.606x10-.18990.5212.56X10-62.738女1031.638K10-.18990.712.56X10-63.686x1031.654英10-.18990.8812.56X10-64.634艮1031.663k10-.18991.0612.56X10-65.582*1031.669只10-7求得木棒实验所得平均内阻率为p=1.624xw站实验不确定度为n2(i)i1=0.0592n1所以实验木棒的电
13、阻率为珂：=(1.624士00592)X107Um六、误差剖析：本实验的偏差有如下几点：（1）实验中，四端内阻螺母无法旋紧造成偏差等。（2）读数、记录金属棒的不同宽度的偏差等。（3）试验记录中，因为电流不稳，引致数据仍然在变化。（4）金属棒的横截面半径并不是检测出的数据。造成可能偏大或偏小（5）实验仪器的精准度不高，有的同样方法测得的数据不一样。（6）木棒部份锈蚀，致使电路内阻造成过大或则断路。七、思考题：1.使用四段内阻解决了哪些问题？可以精确检测低内阻，清除接线内阻和接触内阻对检测低值内阻的影响2.为何右臂电桥才能大大降低接线内阻和接触内阻对检测的影响？右臂电桥平衡时，经过推到可以晓得在因为四段内阻未全能清除的接线内阻和接触内阻的影响可以忽视。八、原始数据：