大學生物理論文雙臂電橋測金屬電阻率判斷金屬材料

1、雙臂電橋測金屬電阻率判斷金屬材料 學校：青島科技大學 學院：化學院 班級：化學131 姓名：朱志恒 學號：內(nèi)容：雙臂電橋測金屬電阻率判斷金屬材料論文摘要：本文在了解雙臂電橋結(jié)構(gòu)、掌握其原理的基礎上，用雙臂電橋測量未知金屬的電阻率，進而結(jié)合金屬電阻率表找出未知金屬。關鍵詞：雙臂電橋、未知金屬、電阻率引言：直流雙臂電橋是采用凱爾文線路寬量程的攜帶式精密型直流電橋。對金屬棒、板料、電纜、導線等，金屬導體的電阻值的測定?！緦嶒災康摹?、初步了解雙臂電橋的結(jié)構(gòu)，并會正確使用 2、在掌握雙臂電橋工作原理的基礎上，用雙臂電橋測量金屬電阻率 3、了解設計性試驗的工作方法，培養(yǎng)獨立工作能力【實驗儀器】QJ42型

2、雙臂電橋、SR-I型四端低阻測試夾具、未知金屬棒【實驗原理】1、 雙臂電橋測量低電阻測量低電阻（小于1W），關鍵是消除接觸電阻和導線電阻對測量的影響。利用四端接法可以很好地做到這點。根據(jù)四端接法的原理，可以發(fā)展成雙臂電橋，線路圖和等效電路如圖所示。我們考察接線電阻和接觸電阻是怎樣對低值電阻測量結(jié)果產(chǎn)生影響的。例如用安培表和毫伏表按歐姆定律RVI測量電阻Rx，電路圖如圖 1 所示，考慮到電流表、毫伏表與測量電阻的接觸電阻后，等效電路圖如圖 2 所示。由于毫伏表內(nèi)阻Rg遠大于接觸電阻Ri3和Ri4,因此他們對于毫伏表的測量影響可忽略不計，此時按照歐姆定律RVI得到的電阻是（Rx+ Ri1+ Ri2

3、）。當待測電阻Rx小于1W時，就不能忽略接觸電阻Ri1和Ri2對測量的影響了。因此，為了消除接觸電阻對于測量結(jié)果的影響，需要將接線方式改成下圖 3方式，將低電阻Rx以四端接法方式連接，等效電路如圖 4 。此時毫伏表上測得電眼為Rx的電壓降，由Rx = V/I即可準測計算出Rx。接于電流測量回路中成為電流頭的兩端(A、D)，與接于電壓測量回路中稱電壓接頭的兩端(B、C)是各自分開的，許多低電阻的標準電阻都做成四端鈕方式。根據(jù)這個結(jié)論，就發(fā)展成雙臂電橋，線路圖和等效電路圖 5和圖 6所示。 標準電阻Rn電流頭接觸電阻為Rin1、R in2，待測電阻Rx的電流頭接觸電阻為Rix1、R ix2，都連接

4、到雙臂電橋測量回路的電路回路內(nèi)。標準電阻電壓頭接觸電阻為Rn1、R n2，待測電阻Rx電壓頭接觸電阻為Rx1、Rx2，連接到雙臂電橋電壓測量回路中，因為它們與較大電阻R1、R 2、R3、R相串連，故其影響可忽略。由圖 5 和圖 6 ，當電橋平衡時，通過檢流計G的電流IG = 0, C和D兩點電位相等，根據(jù)基爾霍夫定律，可得方程組（1）2、 導體的電阻率一段導體的電阻與該導體材料的物理性質(zhì)和他的幾何形狀有關。實驗指出，導體的電阻與其長度L成正比，與其橫截面積A成反比，即 R=式中，比例系數(shù)成為導體的電阻率。它的大小表示導體電阻的性質(zhì)，可按式 =R A/L=R d2/4l求出。式中，d為圓形導體的

5、直徑。實驗儀器：QJ42型箱式直流雙臂電橋、金屬棒制作成的四端電阻、導線、直尺、千分尺、熱水槽、溫度計、熱水等?！緦嶒灢襟E】1、 先將金屬棒套入四端低阻夾具固定柱和滑動柱內(nèi)，兵擰緊固定柱上的緊擰螺絲然后用導線將測試夾具上C1和C2，P1和P2接線端鈕與電橋相對應的度按鈕鏈接（C1,C2為電流端，P1，P2為電壓端），然后將滑動柱滑動之測量所要求的位置固定，開始測量。2、 接通QJ42的交流電源，B1指向通，旋轉(zhuǎn)調(diào)零鈕，把檢流計指針調(diào)到0.調(diào)靈敏度鈕，使檢流計靈敏度開始測量時在最低位置。將被率開關旋到適當位置上（X10-2或X10-2）,按下按鈕B和G(接通內(nèi)測電路)，調(diào)節(jié)讀數(shù)盤，使檢流計指針重新回到0位，再提高靈敏度，重新調(diào)節(jié)讀書盤，使檢流計指0，則被測電阻的電阻值Rx=倍率讀數(shù)值X劃線讀數(shù)盤示值。按表測量不同的位置的阻值（測量中，同時按下按鈕B和G，時間盡量要短，避免通電時間過長損壞表頭）。3、 用游標卡尺或千分尺測出金屬棒不同位置的直徑，重復十次取平均值。填入表中。4、 由式算出值，計算的相對誤差E，和絕對誤差=Er。5、 參考金屬電阻率表找出未知金屬元素?！緮?shù)據(jù)處理】1、 數(shù)據(jù)記錄表格 表一 實驗數(shù)