1、南昌學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱：低申（阻檢測(cè)大學(xué)：一專業(yè)班級(jí)：_中學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：_實(shí)驗(yàn)地點(diǎn):_座位號(hào):實(shí)驗(yàn)時(shí)間：、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅?.把握用單臂電橋測(cè)低值阻值的原理。2學(xué)會(huì)用單臂電橋測(cè)低值內(nèi)阻的方式。3.了解測(cè)低值內(nèi)阻時(shí)接線內(nèi)阻和接觸內(nèi)阻的影響及其防止的方式。、實(shí)驗(yàn)儀器：四端內(nèi)阻，待測(cè)內(nèi)阻棒(銅、鋁、鐵)，直流電源，電壓表，電流表，內(nèi)阻箱等。三、實(shí)驗(yàn)原理和技巧：用雙臂電橋檢測(cè)內(nèi)阻時(shí)，其所測(cè)內(nèi)阻值通?？梢赃_(dá)到四位有效數(shù)字，最高電阻可測(cè)到106Q，最低電阻為1Q。當(dāng)被測(cè)內(nèi)阻的電阻高于1Q時(shí)(稱為低值內(nèi)阻)雙臂電橋檢測(cè)到的內(nèi)阻的有效數(shù)字將減少電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告單，另外其檢測(cè)偏差也明顯減小上去
2、，究其緣由是由于被測(cè)電阻接入檢測(cè)線路中，聯(lián)接用的導(dǎo)線本身具有內(nèi)阻(稱為接線內(nèi)阻)，被測(cè)內(nèi)阻與導(dǎo)線的接頭處亦有附加電阻(稱為接觸內(nèi)阻)。接線內(nèi)阻和接觸內(nèi)阻的電阻約為10-210-5Q。接觸內(nèi)阻其實(shí)可以用清潔接觸點(diǎn)等舉措使之減少，但終究不可能完全消除。當(dāng)被測(cè)內(nèi)阻僅為10-310-6Q時(shí)，其接線內(nèi)阻及接觸內(nèi)阻值都已超過或大大超過被測(cè)內(nèi)阻的電阻，這樣都會(huì)導(dǎo)致很大偏差，甚至完全沒法得岀檢測(cè)結(jié)果。所以，用雙臂電橋來檢測(cè)低值內(nèi)阻是不可能精確的，必須在檢測(cè)線路上采取舉措，防止接線內(nèi)阻和接觸內(nèi)阻對(duì)低值內(nèi)阻檢測(cè)的影響。精確測(cè)定低值內(nèi)阻的關(guān)鍵，在于去除接線內(nèi)阻和接觸內(nèi)阻的影響。下邊我們考察接線
3、電阻和接觸內(nèi)阻是如何對(duì)低值內(nèi)阻檢測(cè)結(jié)果形成影響的。諸如用安培表和毫伏表按歐姆定理R=V/I檢測(cè)內(nèi)阻R,設(shè)R在1Q以下，按通常接線方式用如圖1(a)所示的電路。由圖1(a)可見，假如把接線內(nèi)阻和接觸內(nèi)阻考慮在內(nèi)，并構(gòu)想把它們用普通導(dǎo)體內(nèi)阻的符號(hào)表示，其等效電路如圖1(b)所示。其中1、2分別是聯(lián)接安培表及變阻器用的兩根導(dǎo)線與被測(cè)內(nèi)阻兩端接頭處的接觸內(nèi)阻及導(dǎo)線本身的接線內(nèi)阻，3、4是毫伏表和安培表、滑線變阻器接頭處的接觸內(nèi)阻和接線內(nèi)阻。通過安培表的電壓I在接頭處分為11、12兩支，I1流經(jīng)安培表和R間的接觸內(nèi)阻再流入R，I2流經(jīng)安培表和毫伏表接頭處的接觸內(nèi)阻再流入毫伏表。為此，1、2應(yīng)算
4、作與R串聯(lián)丁3、4應(yīng)算作與毫伏表串聯(lián)。因?yàn)?、2的內(nèi)阻與R具有相同的數(shù)目級(jí)，甚至有的比R大幾個(gè)數(shù)目級(jí)，故毫伏表指示的電位差不代表R兩端的電位差。也就是說，假如借助毫伏表和安培表此時(shí)所指示的值來估算阻值的話，不會(huì)給岀確切的結(jié)果。為了解決上述問題，試把聯(lián)接形式改為如圖2(a)所示的樣式。同樣用電壓流經(jīng)路線的剖析方式可知，即使接觸內(nèi)阻門、r2、r3和r4一直存在，但因?yàn)槠渌幬恢貌煌瑯?gòu)成的等效電路改變?yōu)閳D2（b）。因?yàn)楹练淼碾娮栊∮趓3、r4、R,故毫伏表和安培表的示數(shù)能確切地反映內(nèi)阻R上的電位差和通過的電壓。借助歐姆定理可以算岀R的正確值。由此可見，檢測(cè)內(nèi)阻時(shí)，將通電壓的接頭（電壓接頭
5、）a、d和檢測(cè)電位差的接頭（電流接頭）b、c分開，而且把電流接頭置于上面，可以防止接觸內(nèi)阻和接線內(nèi)阻對(duì)檢測(cè)低值內(nèi)阻的影響。這推論用到惠斯通電橋的情況假如仍用雙臂電橋測(cè)低值內(nèi)阻Rx，則比較臂Rb也應(yīng)是低值內(nèi)阻，這樣就能在大道電壓減小時(shí)，因而使Rx的電位差可以跟Ri上的電位差相等。設(shè)Ri和R2都是10Q以上的內(nèi)阻，則與之有關(guān)的接觸內(nèi)阻和接線內(nèi)阻的影響可以忽視不計(jì)。清除影響的只是跟Rx、Rb有關(guān)的接觸內(nèi)阻和接線內(nèi)阻。我們可以這樣構(gòu)想，如圖3所示。應(yīng)用前面的推論在Rx的A點(diǎn)處分別接電壓接頭Ai和電流接頭A2；在Rb的D點(diǎn)處分別接電壓接頭Di和電流接頭D2。貝UA點(diǎn)對(duì)Rx和D點(diǎn)對(duì)Rb的影響
6、都已清除。關(guān)于C點(diǎn)緊鄰的接線內(nèi)阻和接觸內(nèi)阻同Ri、R2、Rg相比可以略去不計(jì)。但Bi、B3的接觸內(nèi)阻和其間的接線內(nèi)阻對(duì)Rx、Rb的影響還未能清除。為了清除那些內(nèi)阻的影響，我們把檢流計(jì)同低值內(nèi)阻的接頭也接成電流接頭B2、B4。為了使B2、B4的接觸內(nèi)阻等不受影響，也象Ri、R2大道一樣，分別接上內(nèi)阻R3、R4例如ioQ,則這兩大道的接觸內(nèi)阻等同R3、R4相比較可略去。這樣就在單電橋基礎(chǔ)上降低兩個(gè)內(nèi)阻R3、R4,因而構(gòu)成一個(gè)單臂電橋。并且Bi、B3的接觸內(nèi)阻和Bi、B3間的接線內(nèi)阻無處歸并，仍有可能影響檢測(cè)結(jié)果。下邊我們來證明電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告單，在一定條件下，r的存在并不影響檢測(cè)結(jié)果。Ri、R2、在
7、使用電橋時(shí)，調(diào)節(jié)阻值是通過Ri、R2的電壓均為I1，而通過按照歐姆定理可得到以下三多項(xiàng)式R3、R4和Rb的值，使檢流計(jì)中沒有電壓通過(lg=o),則F、C兩點(diǎn)電位相等。于R3、R4的電壓均為12，通過Rx、Rb的電壓為13,而通過r的電壓為13-12。I3Rx+I2R3=11Ril2R4+l3Rb=l1R2I2(R3+R4)=(I3-I2)r把里面三式聯(lián)解，并消掉|1、I2I3可得甘=評(píng)+肝5+N莎-詞式(1)就是兩臂電橋的平衡條件，可見影響，可以設(shè)法使第二項(xiàng)為零。一般把右臂電橋做而一直保持成比列。即(1)r對(duì)檢測(cè)結(jié)果是有影響的。為了使
8、被測(cè)內(nèi)阻Rx的值以便估算及清除成一種特殊的結(jié)構(gòu)，致使在調(diào)整平衡時(shí)Ri、R2、R3和r對(duì)檢測(cè)結(jié)果的R4同時(shí)改變，劇在此情況下，不管r多大，第二項(xiàng)總為零。于是平衡條件簡(jiǎn)化為Ri=袞=(3)(4)r根本不岀現(xiàn)今平衡條件中，因而r正由于這樣它可以拿來檢測(cè)低值內(nèi)阻。從里面的推論看岀，兩臂電橋的平衡條件和雙臂電橋的平衡條件方式上一致，而內(nèi)阻的大小并不影響檢測(cè)結(jié)果，這是兩臂電橋的特性。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟：1.根據(jù)上圖的原理聯(lián)接好實(shí)驗(yàn)裝置圖。其中用四端內(nèi)阻來測(cè)電阻。2.分別將劃片至于不同厚度的阻值棒之上，測(cè)6組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。記錄下寬度、電壓表和電壓表的示數(shù)。3.換不同的內(nèi)阻棒（銅、鋁、鐵）分別測(cè)出6
9、組數(shù)據(jù)4.對(duì)所測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行剖析。5.估算出阻值率6.進(jìn)行偏差剖析H、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理：銅帶實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格銅帶F7fmmraJtnV帀P嚴(yán)1700.19580.0712.56儀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儀10-62.556X10-37.64!x810-求得銅帶實(shí)驗(yàn)所得平均內(nèi)阻率為I1I囪臨=7.266xWllnl實(shí)驗(yàn)不確定度為%=0.436:所以實(shí)驗(yàn)銅材的阻值率為P嗣=(7.2660,436)x10Bflm鋁棒實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格鋁棒1700.19410.0312.56X10-61.546*10-2.773工10-.19440.0712.56X10-63.601岡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求得鋁棒實(shí)驗(yàn)所得平均內(nèi)阻率為=3.316-實(shí)驗(yàn)不確定度為n2(iZ%i1=0.090811n1所以實(shí)驗(yàn)鋁棒的阻值率為P禍=(33160,0908)X108!lm木棒實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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求得木棒實(shí)驗(yàn)所得平均內(nèi)阻率為p=1.624xw站實(shí)驗(yàn)不確定度為n2(i)i1=0.0592n1所以實(shí)驗(yàn)?zāi)景舻碾?span style="display:none">olq物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
13、阻率為珂：=(1.624士00592)X107Um六、誤差剖析：本實(shí)驗(yàn)的偏差有如下幾點(diǎn)：（1）實(shí)驗(yàn)中，四端內(nèi)阻螺母無法旋緊造成偏差等。（2）讀數(shù)、記錄金屬棒的不同寬度的偏差等。（3）試驗(yàn)記錄中，因?yàn)殡娏鞑环€(wěn)，引致數(shù)據(jù)仍然在變化。（4）金屬棒的橫截面半徑并不是檢測(cè)出的數(shù)據(jù)。造成可能偏大或偏?。?）實(shí)驗(yàn)儀器的精準(zhǔn)度不高，有的同樣方法測(cè)得的數(shù)據(jù)不一樣。（6）木棒部份銹蝕，致使電路內(nèi)阻造成過大或則斷路。七、思考題：1.使用四段內(nèi)阻解決了哪些問題？可以精確檢測(cè)低內(nèi)阻，清除接線內(nèi)阻和接觸內(nèi)阻對(duì)檢測(cè)低值內(nèi)阻的影響2.為何右臂電橋才能大大降低接線內(nèi)阻和接觸內(nèi)阻對(duì)檢測(cè)的影響？右臂電橋平衡時(shí)，經(jīng)過推到可以曉得在因?yàn)樗亩蝺?nèi)阻未全能清除的接線內(nèi)阻和接觸內(nèi)阻的影響可以忽視。八、原始數(shù)據(jù)：