摘要:指出了在自搭式惠斯通电桥实验中,检流计内阻是电桥灵敏度一个重要影响因素。首先从理论上推导出了电桥灵敏度与检流计内阻关系式,然后在实验中取检流计内阻不同值进行了分析,结果表明:检流计内阻Rg远远大于其他桥臂电阻时,电桥灵敏度很低,Rg在0~5000Ω范围中,随着Rg减小,电桥灵敏度会增加明显。
关键词:惠斯通电桥;灵敏度;检流计内阻
中***分类号:O441.1文献标识码:A文章编号:16749944(2014)10023502
1引言
惠斯通电桥采用比较法测量未知电阻,具有操作简便、测量精度高的特点,广泛地应用于科学测量技术诸多领域[1]。高等学校大学物理实验中惠斯通电桥实验多采用自搭式。学生实验时除完成基本测量外,还会探究电桥灵敏度与电源电动势、桥臂电阻[2~4]、桥臂比例之间的关系。其实,为保护检流计,在“桥”上会和检流计串联一保护电阻,它对电桥灵敏度的影响学生们往往不会深入探究。本文中将保护电阻和检流计内阻合称为检流计内阻,从理论推导和数值分析两方面探究检流计内阻对电桥灵敏度的影响。
4结论
(1)实验结果表明,Rg取大于5000Ω的较大阻值时,电桥灵敏度普遍很低,检流计内阻对实验影响较大,主要原因是电桥不平衡时通过检流计的电流非常小,不利于检测。
(2)Rg取小于5000Ω的阻值时,当桥臂比例相同,检流计的内阻Rg越小,S电桥灵敏度 越高。Rg取值主要有串联的保护电阻决定,保护电阻一般先取最大值,随着逐渐趋衡,Rg应当减小到0。
(3)Rg 取小于5000Ω的阻值时,随着Rg的减小,各桥臂比例下,电桥灵敏度均逐渐增大,且桥臂1∶1条件下增大最明显。
采用自搭式惠斯通电桥测量电阻,为保护检流计,实验初保护电阻Rg需要设置较大的阻值,经过分析检流计内阻Rg应随着实验电桥趋于平衡逐渐减小,取Rg值越小,对电桥灵敏度提高越有利。
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