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1、交流電橋樊宏（楚雄師范學院物理與電子科學系 云南）摘要：本文從實驗出發(fā)，從實驗中了解了解交流電橋的特點、平衡條件及調(diào)節(jié)平衡的方法。關鍵詞：交流電橋 電阻 電容 電感中途分類號：O441Alternating current brdgeFan Hong ( Chuxiong Normal University Department of physics and Electronic Science Yunnan)Abstract: This article from the experiment set out, from experiment to understand the underst

2、anding of characteristics of bridge circuit of alternating current, equilibrium and balance adjustment method.Key words: alternating current bridge resistance capacitance inductanceHalfway classification number: O441一 實驗目的1. 了解交流電橋的特點、平衡條件及調(diào)節(jié)平衡的方法。2. 學會用交流電橋測量電感和電容。二 儀器用具YB4328型雙蹤示波器，YB1602函數(shù)信號發(fā)生器，Y

3、B2172晶體毫伏表，交直流兩用電阻箱，十進制電容箱，標準電感0.0001H,待測電容2只，待測電感1只等。三 實驗原理交流電橋與直流電橋相仿，電橋的基本線路都是由四個橋臂組成。直流電橋的四個橋臂是純電阻，并用直流電源供電。交流電橋的四個臂通常是由復阻抗組成，電源是交流電源。交流電橋的四個橋臂是電阻，電感和電容等的阻抗或它們的組合，如圖一中的和，它用交流電源供電（低頻信號發(fā)生器），因此電橋平衡的指示器就必須用交流儀表，如耳機，交流毫伏表，示波器等。交流電橋除用來測量電阻，電容和電感等物理量之外，還可以用來測量品質(zhì)因數(shù)Q，介質(zhì)損耗因數(shù)等其他一些物理量。圖 1交流電橋原理圖交流電橋的平衡條件也要滿

4、足 （1）橋臂阻抗是一些復數(shù)阻抗，它們可以是容抗，感抗，電阻或者是它們的組合。電橋平衡時b ,d 兩點的電位在任一瞬間都相等。即沒有電流流過零指示器，于是交流電橋的平衡條件實際上包含兩個平衡條件：一是阻抗模的平衡（輻平衡條件）；二是復阻抗幅角的平衡（相平衡條件）。只有這兩個條件同時得以滿足，交流電橋才能達到平衡（輻平衡條件） （2） （相平衡條件） （3） 由此可見，調(diào)節(jié)交流電橋使之達到平衡，必須分別使相對臂阻抗的幅值得乘積相等同時還必須使它們的幅角之和也相等，這是交流電橋與直流電橋的不同之處。2.測量電容的交流電橋由于實際電容箱的介質(zhì)并不是理想介質(zhì)，在電路中要損耗一定的能量，所以，實際電容器

5、在電路中，在低頻情況下，可看做是由一個理想電容和一損耗電阻串聯(lián)構(gòu)成。連好線路后，橋臂為一標準電容與一可調(diào)電阻串聯(lián)，在低情況下，此標準電容的損耗電阻最小，可以忽略不計，另外兩個橋臂采用無感電阻和。因為它們的制造比電感和電容要簡單，所以橋路的可調(diào)參量元件常采用純電阻性元件，為待測電容，因此當電橋平衡時，代入式（1）得 （4） (4)式兩邊的實部和虛部分別相等，求得平衡條件分別是 (5) (6) (7)根據(jù)電橋平衡時的，和的值，便可求的待測電容及其損耗電阻。3. 測量電感的交流電橋與電容相仿，實際電感也可看做是理想電感L和一損耗電阻串聯(lián)而成，連好電路，用上述同樣的方法，可推導出此橋路的平衡條件，電橋

6、平衡時： (8) (9) (10)4. 交流電橋的平衡調(diào)節(jié)由于交流電橋有兩個平衡條件需要滿足，因此在各個參量中至少要用兩個是可以調(diào)節(jié)的參量，只有當這兩個被調(diào)節(jié)的參量同時達到平衡數(shù)值，指示器指針才在零位。在實際條件交流電橋時，我們總是先固定其中一個參量，調(diào)節(jié)另一個。在這樣的調(diào)節(jié)過程中，每次我們只能使通過指示器的電流達到最小值，然后將第一個參量固定在此數(shù)值再來調(diào)節(jié)另一個參量而使指示器的電流達到最小值，這樣為了將電橋調(diào)到完全平衡，必須反復調(diào)節(jié)這兩個參量，逐次逼近平衡，這里有，四個可調(diào)量的儀器。因為介質(zhì)的理想狀態(tài)下是不到電的，相損耗是最小的，我們用理想電容和電阻串聯(lián)模型來表示時，其等效電容是很小的，所

7、以我們先將先初步調(diào)節(jié)到幾歐或零點幾歐；因為在不含電容的兩條支路中電阻式不能為零的。從圖7中的不等于零。為了可增大，也可減小，從圖7 中得中看出，先初步定下比例部分，用利用調(diào)節(jié)，最簡單的是使可先使，可使等于1000歐或幾百歐；調(diào)節(jié)使示波器上觀察到的信號最小，在調(diào)節(jié)過程中應不斷D地調(diào)高示波器的靈敏度；但調(diào)節(jié)到只要變動著，中任何一個都會使增大。此時就是電橋達到了平衡?？勺x取，從而計算出和。四實驗步驟（一）用交流電橋測量電容 1.按圖接好電路； 2.將信號源輸出頻率調(diào)到1000Hz正弦信號； 3.按圖將B.D兩點接在互感器的原邊，在互感器的副邊并聯(lián)一小電容。在將副邊電信號接入雙蹤示波器或毫伏表； 4.

8、調(diào)節(jié)電橋平衡，此時雙蹤示波器和毫伏表上電壓最小，用互感器的作用就是使交流電橋的參考點與檢測儀的參考點隔開。 5.（6）式.（7）式計算出待測量的電容.。 6.對同一電容進行多次測量。求平均值。（二）用交流電橋測量電感 1.按圖接好電橋； 2.將信號源頻率調(diào)到1000Hz正弦信號； 3.調(diào)節(jié)電橋平衡，此時兩信號電壓相等； 4.由（8）式計算出待測電感L的值。由（9）式計算出待測電感L的電阻值。（10）式計算出待測電感L的Q值五數(shù)據(jù)處理要求 1.數(shù)據(jù)以表格方式記錄； 2.計算測量結(jié)果，估計測電容的系統(tǒng)誤差。f=994Hz項目次數(shù)12011200021.091.0842.011136082201320001.91.091.0831.912129283201320001.91.091.0831.9121292841000200010.5391.0780.5336451000200010.5371.0740.533526201220001.91.091.0831.91112928f=1000Hz項目次數(shù)120001000100.20670.1032012981220001000100.20670.103201298131000200020.05210.10