電橋法是一種常用的測量電阻的方法,其原理是利用并聯(lián)電路中阻值相等時電壓相等的原理來測量待測電阻的阻值。電橋法可分為無限電橋法和有限電橋法兩種,本文將著重講解無限電橋法的原理及其測量過程。
一、無限電橋法的原理
無限電橋法是指用一個電橋,在電橋電阻、電源和待測電阻這三個量中,只改變待測電阻的值,借助電橋平衡條件的原理來測量待測電阻的值。電橋電路的平衡條件為:
$$ \frac{r_1}{r_2}=\frac{r_3}{r_4} $$
其中,$r_1$為已知電阻,$r_2$為可變電阻,$r_3$為電橋中待測電阻,$r_4$為電橋平衡時平衡電阻。
通過調(diào)節(jié)可變電阻$r_2$,使電橋平衡時電流為零,此時電橋電路中的阻值關(guān)系為:
$$ \frac{r_1}{r_2}=\frac{r_3}{r_4} $$
此時可通過平衡電阻$r_4$的阻值計算待測電阻的電阻值。即
$$ r_3=r_1 \times \frac{r_4}{r_2} $$
通過上述公式,我們就可以直接計算出待測電阻$r_3$的電阻值。
二、電橋法的測量過程
1. 建立電橋電路
在測量過程中,需要將電橋電路連通,接通穩(wěn)定的電源。如下圖所示:

2. 調(diào)整平衡電阻
調(diào)節(jié)可變電阻$r_2$的值,直到電橋平衡,此時電流為零。此時可記錄下平衡電阻$r_4$的阻值。
3. 計算待測電阻的阻值
根據(jù)上述公式,即可通過已知電阻$r_1$和平衡電阻$r_4$的阻值計算出待測電阻$r_3$的阻值。
三、無限電橋法的優(yōu)點
1. 精度高。由于電橋法的原理是利用并聯(lián)電路中阻值相等時電壓相等的原理,所以電橋法對電器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不敏感,因此其精度較高。
2. 測量范圍廣。電橋法可以測量各種電阻的阻值,只要電橋電路可以平衡,就可以測量。
3. 測量速度較快。只需采用合適的電源和電橋電路,即可使用電橋法測量電阻,速度較快。
四、電橋法的局限性
1. 對電橋電路的平衡精度要求高。如果平衡精度不夠高,會導(dǎo)致測量結(jié)果的誤差增大。
2. 對環(huán)境的要求高。電橋法對環(huán)境的干擾比較敏感,如果環(huán)境因素不好,就會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。
3. 部分待測電阻無法使用。只有當待測電阻為無極性電阻,或者是帶極性電阻的恰當方式時,才能采用電橋法進行測量。
總之,電橋法是一種用于測量電阻的常見方法,無限電橋法是其常用的一種變體。盡管電橋法具有其優(yōu)點和局限性,但隨著電橋電路、電源和電橋電路平衡技術(shù)的發(fā)展,電橋法仍然是一種重要的測量電阻的方法,使用得當可以得到精準和可靠的測量結(jié)果。