2024年4月12日发(作者：么韫玉)

实验5.6 用惠斯通电桥测量电阻

1. 实验目的

(1) 了解惠斯通电桥的结构，掌握惠斯通电桥的工作原理；

(2) 掌握用滑线式惠斯通电桥测量电阻；

(3) 掌握使用箱式直流单臂电桥测量电阻。

2. 实验仪器

滑线式惠斯通电桥，QJ24型箱式直流单臂电桥，直流稳压电源，滑线变阻器(0～100Ω

或0～200Ω)，ZX21型旋转式电阻箱，待测电阻三个，检流计。

3. 实验原理

电阻是电路的基本元件之一，电阻的测量是基本的电学测量。用伏安法测量电阻，虽然

原理简单，但有系统误差。在需要精确测量阻值时，必须用惠斯通电桥，惠斯通电桥适宜于

测量中值电阻(1～10

6

Ω)。

惠斯通电桥的原理如图5.6-l所示。标准电

阻R

0

、R

1

、R

2

和待测电阻R

X

连成四边形，每一

条边称为电桥的一个臂。在对角A和C之间接

电源E，在对角B和D之间接检流计G。因此电

桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。当开关

K

E

和K

G

接通后，各条支路中均有电流通过，检

流计支路起了沟通ABC和ADC两条支路的作

用，好象一座“桥”一样，故称为“电桥”。适

当调节R

0

、R

1

和R

2

的大小，可以使桥上没有电

流通过，即通过检流计的电流I

G

= 0，这时，B、

D两点的电势相等。电桥的这种状态称为平衡状

态。这时A、B之间的电势差等于A、D之间的

电势差，B、C之间的电势差等于D、C之间的电势差。设ABC支路和ADC支路中的电流

分别为I

1

和I

2

，由欧姆定律得

I

1

R

X

= I

2

R

1

I

1

R

0

= I

2

R

2

两式相除，得

图5.6-l 惠斯通电桥原理图

R

X

R



1

(1)

R

0

R

2

(1)式称为电桥的平衡条件。由(1)式得

R

X



R

1

R

0

(2)

R

2

即待测电阻R

X

等于R

1

/ R

2

与R

0

的乘积。通常将R

1

/ R

2

称为比率臂，将R

0

称为比较臂。

4. 仪器简介

教学用惠斯通电桥一般有两种型式：滑线式和箱式。

43

(1) 滑线式惠斯通电桥

滑线式惠斯通电桥的构造如图5.6-2所示。A、B、C是装有接线柱的厚铜片(其电阻可

忽略)，它们相当于图5.5.6-1中的A、B、C三点。A、C之间有一根长度L＝100.00cm的电

阻丝，装有接线柱的滑键相当于图5.5.6-1中的“D”点。滑键可以沿电阻丝左右滑动，它

上面有两个弹性铜片。按下掀钮，铜片就与电阻丝接触，接触点将电阻丝分为左右两段，

AD段(设长度为L

1

)的电阻R

1

相当于图5.5.6-1中的R

1

，BD段(设长度为L

2

)的电阻R

2

相当于

图5.5.6-1中的R

2

。在A、B之间接待测电阻R

X

，B、C之间接电阻箱R

0

，B、D之间接检

流计G。A、C之间接电源E，电源上串联的滑线变阻器R

E

对电路起保护、调节作用。

图5.6-2 滑线式惠斯通电桥

当滑动滑键，使检流计通过的电流为0，即电桥处于平衡状态时，待测电阻

R

X



R

1

R

0

R

2

设电阻丝的电阻率为

ρ

，横截面积为S，则

R

1





L

1

L

R

2





2

SS

因此，

R

X1



L

1

R

0

(3)

L

2

L

1

的长度可以从电阻丝下面所附的米尺上读出，L

2

= L – L

1

，R

0

可以从电阻箱上读出，根

据(3)式即可求出待测电阻R

X1

。

为了消除由于电阻丝不均匀所产生的误差，在上述测量之后，我们把R

X

和R

0

的位置对

调，重新使电桥处于平衡状态，测得电阻丝AD的长度为L

1

’

，DC的长度为L

2

’

= L – L

1

’

由

电桥的平衡条件得

R

X2

L

'

2

'



'

R

0

(4)

L

1

我们取两次测量的平均值，作为待测电阻的阻值。

最后讨论滑键在什么位置时，测量结果的相对误差最小。

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2024年4月12日发(作者：么韫玉)

实验5.6 用惠斯通电桥测量电阻

1. 实验目的

(1) 了解惠斯通电桥的结构，掌握惠斯通电桥的工作原理；

(2) 掌握用滑线式惠斯通电桥测量电阻；

(3) 掌握使用箱式直流单臂电桥测量电阻。

2. 实验仪器

滑线式惠斯通电桥，QJ24型箱式直流单臂电桥，直流稳压电源，滑线变阻器(0～100Ω

或0～200Ω)，ZX21型旋转式电阻箱，待测电阻三个，检流计。

3. 实验原理

电阻是电路的基本元件之一，电阻的测量是基本的电学测量。用伏安法测量电阻，虽然

原理简单，但有系统误差。在需要精确测量阻值时，必须用惠斯通电桥，惠斯通电桥适宜于

测量中值电阻(1～10

6

Ω)。

惠斯通电桥的原理如图5.6-l所示。标准电

阻R

0

、R

1

、R

2

和待测电阻R

X

连成四边形，每一

条边称为电桥的一个臂。在对角A和C之间接

电源E，在对角B和D之间接检流计G。因此电

桥由4个臂、电源和检流计三部分组成。当开关

K

E

和K

G

接通后，各条支路中均有电流通过，检

流计支路起了沟通ABC和ADC两条支路的作

用，好象一座“桥”一样，故称为“电桥”。适

当调节R

0

、R

1

和R

2

的大小，可以使桥上没有电

流通过，即通过检流计的电流I

G

= 0，这时，B、

D两点的电势相等。电桥的这种状态称为平衡状

态。这时A、B之间的电势差等于A、D之间的

电势差，B、C之间的电势差等于D、C之间的电势差。设ABC支路和ADC支路中的电流

分别为I

1

和I

2

，由欧姆定律得

I

1

R

X

= I

2

R

1

I

1

R

0

= I

2

R

2

两式相除，得

图5.6-l 惠斯通电桥原理图

R

X

R



1

(1)

R

0

R

2

(1)式称为电桥的平衡条件。由(1)式得

R

X



R

1

R

0

(2)

R

2

即待测电阻R

X

等于R

1

/ R

2

与R

0

的乘积。通常将R

1

/ R

2

称为比率臂，将R

0

称为比较臂。

4. 仪器简介

教学用惠斯通电桥一般有两种型式：滑线式和箱式。

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(1) 滑线式惠斯通电桥

滑线式惠斯通电桥的构造如图5.6-2所示。A、B、C是装有接线柱的厚铜片(其电阻可

忽略)，它们相当于图5.5.6-1中的A、B、C三点。A、C之间有一根长度L＝100.00cm的电

阻丝，装有接线柱的滑键相当于图5.5.6-1中的“D”点。滑键可以沿电阻丝左右滑动，它

上面有两个弹性铜片。按下掀钮，铜片就与电阻丝接触，接触点将电阻丝分为左右两段，

AD段(设长度为L

1

)的电阻R

1

相当于图5.5.6-1中的R

1

，BD段(设长度为L

2

)的电阻R

2

相当于

图5.5.6-1中的R

2

。在A、B之间接待测电阻R

X

，B、C之间接电阻箱R

0

，B、D之间接检

流计G。A、C之间接电源E，电源上串联的滑线变阻器R

E

对电路起保护、调节作用。

图5.6-2 滑线式惠斯通电桥

当滑动滑键，使检流计通过的电流为0，即电桥处于平衡状态时，待测电阻

R

X



R

1

R

0

R

2

设电阻丝的电阻率为

ρ

，横截面积为S，则

R

1





L

1

L

R

2





2

SS

因此，

R

X1



L

1

R

0

(3)

L

2

L

1

的长度可以从电阻丝下面所附的米尺上读出，L

2

= L – L

1

，R

0

可以从电阻箱上读出，根

据(3)式即可求出待测电阻R

X1

。

为了消除由于电阻丝不均匀所产生的误差，在上述测量之后，我们把R

X

和R

0

的位置对

调，重新使电桥处于平衡状态，测得电阻丝AD的长度为L

1

’

，DC的长度为L

2

’

= L – L

1

’

由

电桥的平衡条件得

R

X2

L

'

2

'



'

R

0

(4)

L

1

我们取两次测量的平均值，作为待测电阻的阻值。

最后讨论滑键在什么位置时，测量结果的相对误差最小。

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