用卡瑞-福斯特电桥测量电阻的实验原理
作者:未知来源:《高中物理学生实验》时间:2006-5-2 15:54:31阅读:
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通常的滑线电桥当滑线较长时使用起来就不方便。卡瑞-福斯特的滑线电桥如图30/5所示,则适用于滑线长的情况。
其中,R1是未知电阻,R2是已知电阻,R3和R4相等。设测量某未知电阻时电桥的平衡点离X端为x1(m),滑线总长度很长,不妨设它为100m,则平衡时有
(1)
(1)式中,L和L′是接触电阻的相应量的修正值,单位为m;r为每米滑线的电阻。
交换R1和R2后,设获得的平衡点距X端为x2,有
(2)
式(1)和(2)可以分别表示为
两式相减后得到
R1=R2+r(x2-x1)(3)
关于(3)式,下列三点很重要:
(i)未用到R3和R4的值,也不必知道它们;
(ii)未用到接触电阻的修正量,因此,在实验中不必测量它们;
(iii)首先必须测定滑线的每米电阻值。只要已知R1和R2,就可以用(3)式测得r。通常,用一只1.00Ω的标准电阻作R1,并用铜质短路片使R2事实上可认为等于零。这时,当把1 .00Ω电阻接在间隙A处时,平衡点离开X端为xm;当把1.00Ω电阻接在间隙D时(短路片则由D移至A),平衡点离X端x′m,则按(3)式有
1=0+(x′-x)。
那么,
r=1/(x′-x)
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