电桥法比伏安法测电阻时有哪些优点?

_loloff_ 2023-07-12 09:09

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  _M30_

  2023-07-12 09:35

  一、 从原理上看，它更精确。

  1、 避开了电源随时间变化造成的误差。一个严谨的科学实验一般是要重复操作获得多个测量值，看有无异然后求均值的。

  这就要在一个段时间内完成。而我们常用的化学电源如干电池、铅酸蓄电池等，其实际电压值是会随时间变化的。这就造成了误差。而电桥法测量范围避开了电源，是一大优点。

  2、 避开电流表分压、电压表分流、过多导线分压等问题。若要精确测出电流表、电压表的分值情况是不现实的。

  二、 达到相同效果仪器更便宜、易选。

  测量精准，需要原理正确并且仪器达到精度要求。伏安法若要考虑电流表分压、电压表分流，就有很大的计算量，需用一个小CPU，这就增加了很高的费用。而电桥中R1和R2因是相除的，只要用相近精确度地电阻器，就能减小相对误差。

  三、 更便于精确计算。

  若电流表外接法，R=U*Rv/(I*Rv-U)。其中Rv还需测算。而电桥法Rx=R2*R3/R1，简便多了。若使R1=R2，则Rx=R3，可直接测取。

  电桥的概念：

  用比较法测量各种量（如电阻、电容、电感等）的仪器。最简单的是由四个支路组成的电路。各支路称为电桥的“臂”。

  电路中有一电阻为未知（r2），一对角线中接入直流电源u，另一对角线接入检流计g。可以通过调节各已知电阻的值使g中无电流通过，则电桥平衡，未知电阻r2=r1·r4/r3。

  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。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。

  由于三个阻值已知，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。

  应用：

  用电压表并联来测量电阻两端的电压，用电流表串联来测量电阻通过的电流强度。但由于电表的内阻往往对测量结果有影响，所以这种方法常带来明显的系统误差。

  接在外面，测得的是电压表和电阻并联的电流，而电压值是准确的，根据欧姆定律并联时的电流分配与电阻成反比，这种接法适合于测量阻值较小的电阻；接在里面，电流表准确，但电压表测量得到的是电流表和电阻共同的电压，根据欧姆定律，串联时的电压分配与电阻成正比，这种接法适合于测量阻值较大的电阻。

  以上内容参考：百度百科-伏安法

  电桥的概念：用比较法测量各种量（如电阻、电容、电感等）的仪器。最简单的是由四个支路组成的电路。各支路称为电桥的“臂”。如图电路中有一电阻为未知（R2），一对角线中接入直流电源U，另一对角线接入检流计G。可以通过调节各已知电阻的值使G中无电流通过，则电桥平衡，未知电阻R2=R1·R4/R3。平衡时，检流计所在支路电流为零，则有，（1）流过R1和R3的电流相同（记作I1），流过R2和R4的电流相同（记作I2）。（2）B，D两点电位相等，即UB=UD。因而有 I1R1=I2R2；三个阻值已知，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的电流IG与R1，R2，R3，R4有关。利用这一关系也可根据IG及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。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（又称单臂电桥）是一种可以精确测量电阻的仪器。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。由于三个阻值已知，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。
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