四個電阻R1、R2、R3、Rx連成四邊形，稱為電橋的四個臂。四邊形的一個對角線連有檢流計，稱為“橋”；四邊形的另一對角線接上電源，稱為電橋的“電源對角線”。E為線路中供電電源，學生實驗用雙路直流穩壓電源，電壓可在0-30V之間調節。R保護為較大的可變電阻，在電橋不平衡時取最大電阻作限流作用以保護檢流計；當電橋接近平衡時取最小值以提高檢流計的靈敏度。限流電阻用於限制電流的大小，主要目的在於保護檢流計和改變電橋靈敏度。
基本介紹
- 中文名：電橋平衡
- 外文名：Bridge balance
- 學科：電子技術
- 領域：工程技術
原理,實驗方法,注意事項,平衡電橋測電阻,
原理
電源接通時，電橋線路中各支路均有電流通過。當C、D兩點之間的電位不相等時，橋路中的電流 ，檢流計的指針發生偏轉；當C、D兩點之間的電位相等時，橋路中的電流 ，檢流計指針指零（檢流計的零點在刻度盤的中間），這時我們稱電橋處於平衡狀態。因此電橋處於平衡狀態時有：
實驗圖示此式說明，電橋平衡時，電橋相對臂電阻的乘積相等。這就是電橋的平衡條件。
根據電橋的平衡條件，若已知其中三個臂的電阻，就可以計算出另一個橋臂電阻。
實驗方法
【目的和要求】
通過實驗研究直線電橋──惠斯通電橋的平衡條件，並學習它的使用方法。
【儀器和器材】
【實驗方法】
1、將直線電橋的電阻絲AB（附在標尺上）、電阻箱R1、R2，檢流計G，滑動變阻器R0，電源E和開關S接成如圖4．16－2所示電路。D為電阻絲上滑動頭，並帶有按鍵開關，將D按下時，橋的支路才接通。電阻絲AB粗細均勻，故其阻值與長度成正比。
電路接好後應進行全面檢查，特別要檢查電阻箱R1、R2的接觸是否良好，觸頭處電路是否暢通。檢查後把R0的阻值調至最大。
2、調整電阻箱R1和R2的阻值，使R1/R2=1.5。合上開關S，將滑動頭D移至AB的中央。瞬時按下滑動頭D的按鍵開關，觀察檢流計指針偏轉的大小及方向，然後將D向某方向移動幾厘米，再按下按鍵開關，此時檢流計指針如偏轉減小，則繼續沿這方向移動D，直至檢流計中的電流為零，這時滑動頭D所在位置就是電橋平衡的位置。如果D向該方向移動後，在按下按鍵開關時檢流計的指針偏轉增大，說明平衡位置不在這邊，應向反方向移動D。
為了準確找到平衡位置，可減小R0的阻值，提高電橋AB間的電壓，以提高其靈敏度。緩慢移動D的位置，並反覆“接通”和“斷開”按鍵開關，若檢流計指針確實不偏轉，就可以認為電橋達到平衡了。
量出AD和DB的長度L3和L4，連同R1和R2的值一同記入下表中。
實驗次數 | R1（歐） | R2（歐） | R1/R2 | L3（厘米） | L4（厘米） | L3/L4 |
1 | ||||||
2 | ||||||
3 |
3、改變電阻R1和R2的值，使R1：R2=2和R1：R2=0．5，按步驟2的要求重做實驗，並將結果填入表中。
4、根據上表的記錄，可得出直線電橋平衡時，R1、R2、R3（L3）、R4（L4）之間應滿足關係：
R1：R2=R3：R4
或R1：R2=L3：L4
注意事項
1、J2364型直線電橋的比例臂是長為500毫米（阻值為3.2歐）的錳銅絲，其允許通過的電流為0.5安，故電橋A、B兩端的電壓不能超過1.5伏，否則電阻絲會發熱變形，損壞儀器。為此，應先計算R0的阻值最小為多少才能使通過電阻絲的電流不超過0.5安，如變阻器電阻偏小，可再串聯一個定值電阻作限流用。
2、連線R1和R2的四根導線的橫截面積要足夠大，長度要儘可能短些，接線端保持良好，以儘量減少附加電阻和測試誤差。
3、檢流計G允許通過的電流的最大值很小（J0409型為300微安），應加保護電阻。
4、不要讓電流長時間通過G特別是電橋未達到平衡時。將D的按鍵開關按下去時不要用力過大，也不要按住在電阻絲上滑動，以免磨損電阻絲。電阻絲如表面氧化或生鏽，可在電阻絲下墊兩層厚紙，再用細砂紙摩擦電阻絲，將其表面擦淨。墊紙的作用是防止刻度尺表面損壞。
平衡電橋測電阻
電橋法測量是重要測試技術之一，不但用於電工測試技術，而且在非電量測量中也廣泛採用，如電阻、電流、電感、電容、頻率、壓力、溫度等。由於它的靈敏度、精確度相對較高，又有結構簡單、使用方便等特點，在現代自動化控制，儀器儀表中許多都利用電橋這些特點進行設計、調試、控制。
測電阻有多種方法，如伏安法，歐姆表法等，它們多數都不同程度地受到電錶精度和接入誤差的影響。使用電橋法測電阻是一種比較法，上述影響比較小，只要標準電阻很精確，檢流計足夠靈敏，那么被測電阻的結果就有較高的準確度。但電橋法測電阻也受到一定限制。如對高電阻（106）測量就不適用，必須選擇其它測量方法。如衝擊電流計法、兆歐表法、伏安法等。
