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南昌大学物理实验报告 课程名称： 大学物理实验 实验名称： 交流电桥 学院： 第四临床医学院 专业班级： 临床1509班 学生姓名： 高楠 学号： 6300615437 实验地点： 基础实验大楼203 座位号： 13 实验时间： 第十周星期六下午16点开始 实验目的： 了解交流桥路的特点和调节平衡的方法。 使用交流电桥测量电容及其损耗。 使用交流电桥测量电感及其品质因数。 实验原理： 交流电桥是测量各种交流阻抗的基本仪器，如电容的电容量，电感的电感量等。此外还可利用交流电桥平衡条件与频率的相关性来测量与电容、电感有关的其他物理量，如互感、磁性材料的磁导率、电容的介质损耗、介电常数和电源频率等，其测量准确度和灵敏度都很高，在电磁测量中应用极为广泛。 常用的交流电桥电路有：电感电桥、麦克斯韦（Maxwell）电桥、海氏（Hay’s）电桥、电容电桥。交流电桥因测量任务的不同而有各种不同的形式，但只要掌握了它的基本原理和测量方法，对于各种形式的交流电桥都比较容易掌握。 交流电桥的平衡条件：当电桥平衡时 ??， ? 此时有 ??， ? 将两式相除得： ??， 这就是电桥平衡的条件，即： ?　 实验仪器： 无感电阻箱三个（其中一个固定置放1000，0.1级），标准电感一个（0.1H，0.1级），标准电容一个（0.1，0.2级），信号发生器一台，交流毫伏表一台，待测电感（0.12H）,待测电容(约0.1),LCR数字电桥 四、实验内容和步骤： 1.交流电桥测量电容 根据前面实验原理的介绍，分别测量两个Cx电容，试用合适的桥路测量电容及其损耗电阻，并计算损耗。实验时，指零仪的灵敏度应先调到较低位置，待基本平衡时再调高灵敏度，重新调节桥路，直至最终平衡。 2.交流电桥测量电感 根据前面实验原理的介绍分别测量两个Lx电感，试用合适的桥路测量电感及其损耗电阻，并计算电感的Q值。 五、实验数据与处理： 测电容 Ra/ Cn/ Rn/ Rb/ 1000 1 13 1100 100 0.1 3 1320 10 0.01 5 2100 根据以上数据以及公式可计算出，,同理算得，,,。，=14.3Ω,, 并分别计算电容的损耗， 得出D1=1061.32， D2=56.53， D3=156.94 。 次数 1 2 3 Cx/ 11.8182 0.2273 0.0238 Rx/ 14.3 39.6 1050 / 4.0231 测电感 Ra/ Ln/ Rn/ Rb/ 1 1 10 526.2 10 0.1 5 701.3 100 0.01 7 10024.1 根据以上数据以及公式可计算出下表数据 次数 1 2 3 Lx/ 0.53×10-6 0.71×10-6 0.52×10-6 Rx/ 525.8 1403.0 1424.6 0.59×10-6 思考题： 交流电桥的桥臂是否可以任意选择不同性质的阻抗元件组成？应如何选择？ 答：不可以。不同性质的阻抗性质的桥臂组成电路很容易产生不必要的误差，不同性质的阻抗元件组成的桥臂会出现负载时自身损耗不同，导致电桥稳定性下降。一般是根据相邻两臂接入的阻抗类型选择相同性质的阻抗，若被测量对象是电容，则相邻桥臂则应该是电容。 为什么在交流电桥中至少需要选择两个可调参量？怎样调节才能使电桥趋于平衡？ 答：交流电桥平衡既需要阻抗（大小）成比例，有需要满足相角条件，因而交流电桥各臂的参量中要至少有两个是可调的参数。固定一个参数条另一个到最接近平衡，再调另一个依次反复至平衡。第二个问题可以从交流电桥的平衡条件出发，只要能使电桥平衡即可。 交流电桥对使用的电源有何要求？选择不同的交流电源对测量结果有无影响？ 答：只有海氏电桥的平衡与频率有关，为避免谐波频率对测量精度的影响，电源波形必须是正弦波；其余电桥与频率无关，电源为任何频率或非正弦的情况，电桥都能平衡 ；实际情况中，由于电桥内部各元件之间的相互影响，交流电桥的测量频率对测量精度仍有一定的影响。 附上原始数据