惠斯登电桥与电位计.doc

惠斯登电桥与电位计 惠斯登电桥 惠斯登电桥（如图1所示）是由四个电阻构成的桥路,该桥路经常被用来测量四个电阻中的一个。 图1 上图中桥臂AB和BC叫做比例桥臂，桥臂AC和BD叫做共轭桥臂。 惠斯登电桥的平衡：当图中电流计的指针偏转为零时，该电桥即为平衡，即，没有没有电流流过电流计或者说VB= VD。在平衡状态下有P/Q = R/S ，在相互的变化中电流计表针的位置不会变化。 惠斯登电桥的失衡：在电桥失衡时，当VDVB时电流将会从D流向B，此时（VA—VD）(VA—VB),即P/Q R/S。 惠斯登电桥的应用：滑线电桥，凯雷.福斯托电桥等否是以惠斯登电桥原理为基础的桥路，他们经常用于测量未知电阻。 滑线电阻电桥：（如图2示） 在滑线电阻电桥中，电阻线AC总长100厘米。改变可滑动的触头B可使电桥平衡。如电桥平衡时AB=1， BC = (100 – l) 则有： .Q/P = (100–l)/l 又有： 例1：在惠斯登电桥中P = 9欧姆， Q = 11 欧姆， R = 4 欧姆，S = 6欧姆，加入多大的电阻才能使电桥平衡？ (A) 24 欧姆 (B) 44/9 欧姆 (C) 26.4 欧姆 (D) 18.7欧姆 解：（C） 为使电桥平衡 分压器 电位器主要是用来衡量一个给定电池的电动势，并且比较电池的电动势的装置。它也可以用来测量一个给定电池的内阻。 电路图：电位器包括一个长为L（大约6——10米）电阻线AB，该电阻线由镍铜热电偶合金和已知电压e和内阻的电池组成叫做供电电池或驱动电动势。连接两部分基础电路。另一电池（其电动势待测量）的一端连接主电路的一端该电池的另一端通过一个电流计G与电阻丝相连。这就形成了二次回路。其他详情如下： J ——滑动触头 K——键 r —— 电位器线的具体电阻 R —— 电位器电阻 Rh ——调节流过AB线电流的可变电阻 电位器线的具体电阻 r必须高，但是其温度系数必须低。 主电路和次级电路所有的高电势点（端点）必须连接在A点，所有的低电势点必须连接在B点或滑动触头上。 已知的电势差的值必须大于未知的待测的电势差的值。 电势梯度必须保持恒定。因为主电路中电流必须保持恒定，而且滑动触头不能与所连接的线滑动。 电位器的电阻线的直径必须处处一致。 电势梯度（x）：每单位长度的电阻线的电势差（或电压降）叫做电势梯度x 电势梯度即： 所以 （i）电势梯度直接取决于： （a）每单位长度电位线的电阻（R/ L） （b）电位线的半径 （c）电位线材料的具体电阻 （d）流过电位线的电流 （ii）电势梯度直接取决于： （a）主电路电池的电动势（即e） （b）主电路中变阻器的阻值（即Rh） 工作原理： 假设滑动触头J在电阻线上，且A与J间的电势差V=x1 在这段长度l上两个电势差保持： V取决去电势e E取决于位置电池 如果V E，电流将会从电流计的一个方向流入 如果V E，电流将会从电流计的相反的方向流入 如果V = E，那么久没有电流流过电流计，这种状态称作零偏转位置，此时长度l称作平衡长度。 在平衡状态E = xl 或 电位计的标准化： 确定电势梯度的步骤在实验上称作分压器的标准化 在标准电动势为E0时， 长度为l0 由： 电位计的灵敏度： 如果一个电位计能精确的测量一个很小的电势差，那么我们说该电位计是灵敏的。 电位计的灵敏度是靠它的电势梯度来评估的。灵敏度与电势梯度成反比。 为了提高电位计的灵敏度。 主电路中的抵抗将要减少。 电位计电阻线的长度将要减少，这样的话长度会测量的更加准确。 电压表和电位计的区别：