笔记:惠斯通电桥

时间:2024-03-14 16:52:11

惠斯通电桥

在测量电阻及其它电学实验时,经常会用到一种叫惠斯通4102电桥的电路,很多人认为这种1653电桥是惠斯通发明的,其实,这是一个误会,这种电桥是由英国发明家克里斯蒂在1833年发明的,但是由于惠斯通第一个用它来测量电阻,所以人们习惯上就把这种电桥称作了惠斯通电桥

惠斯通电桥是一种可以精确测量电阻的仪器。下图所示是一个通用的惠斯通电桥。电阻R1,R2,R3,Rx叫做电桥的四个臂,G为检流计,用以检查它所在的支路有无电流。当G无电流通过时,称电桥达到平衡。平衡时,四个臂的阻值满足一个简单的关系R3R2= R1Rx,利用这一关系就可测量电阻RX。
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惠斯通电桥电阻测量原理

R1、 R2、 R3为已知电阻,Rx为待测电阻。
E 为电源电压
I1为流过R1的电流
I2为流过R2的电流
I3为流过R3的电流
Ix为流过Rx的电流
当电桥达到平衡时,检流计中没有电流流过,说明C、D两点为等电位点。
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在电桥平衡的前提下可以得出:
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C 与 D为等电位点则有:
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由以上4式可得
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电桥平衡时UO=0V
电桥不平衡时UO=E*(R2/(R1+R2)) - E*(RX/(R3+RX))

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仿真:
电桥平衡时:UO= 5*(R2/(RX+R2)) - 5*(R4/(R3+R4))=5*(2/3)-5*(4/6)=0V 仿真结果符合理论计算值
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电桥不平衡时:UO= 5*(R2/(RX+R2)) - 5*(R4/(R3+R4))=5*(2/3)-5*(3/5)=1/3V =0.333333V 仿真结果符合理论计算值
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