电桥的概念:用比较法测量各种量(如电阻、电容、电感等)的仪器。的是由四个支路组成的电路。各支路称为电桥的“臂"。如图电路中有一电阻为未知(R2),一对角线中接入直流电源U,另一对角线接入检流计G。可以通过调节各已知电阻的值使G中无电流通过,则电桥平衡,未知电阻R2=R1·R4/R3。
由电阻、电容、电感等元件组成的四边形测量电路叫电桥。人们常把四条边称为桥臂。作为测量电路,在四边形的一条对角线两端接上电源,另一条对角线两端接指零仪器。调节桥臂上某些元件的参数值,使指零仪器的两端电压为零,此时电桥达到平衡。利用电桥平衡方程Z1Z3=Z2Z4,即可根据桥臂中已知元件的数值求得被测元件的参量 (如电阻、电感和电容)。
常用的电桥有下列几种:
惠斯通电桥
主要用于测量电阻器Rx的电阻值,电桥平衡方程为 ,利用已知的R1、R2、R33个电阻值,通过计算即可Rx的阻值;
麦克斯韦电桥
用于测量电感器的电感量和电阻值,LxRx分别表示待测电感器的电感和电阻。电桥平衡方程为Lx=R1R4C3,Rx=R1R4/R3,由已知的 R2,R3,R4,C3,便可计算出结果Lx和Rx。
文氏电桥
主要用于测量电容器的电容量及电阻值,待测电容器的电阻、电容由Rx,Cx表示。电桥平衡方程为 Cx=C3R2/R1,Rx=R1R3/R2,由已知的 R2,R3,R1,C3便可计算出结果Cx和Rx。电桥作为一种基本的测量工具,应用广泛,测量的度主要取决于指零仪器的度。
原理简介
如图
假设四个电阻固定,当s闭合时,若
各式电桥
各式电桥
:“R3*R2=R1*R4",即对角的电阻乘积相等,则此时Uad等于0,就是ad间没有电压。利用这个原理,当等式两边四个量中的一个为未知量的时候,如果调节其余三个电阻的值能使得等式成立,那么用公式就可以未知量。但是实际上只要等式两边各有一个可以调节的可变电阻,那么另外两个电阻有一个是定值,则余下的另外一个必然可以。用这个原理可以做成电阻测量箱。而这个原理用的就是“电桥"的概念,或者说“平衡电桥"的概念。
什么是电流:是指电荷的定向。电源的电动势形成了电压,继而产生了电场力,在电场力的作用下,处于电场内的电荷发生定向,形成了电流。电流的大小称为电流强度(简称电流,符号为I),是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量,每秒通过1库仑的电量称为1「安培」(A)。安培是单位制中所有电性的基本单位。 除了A,常用的单位有毫安(mA)、微安(μA) 。
水在在水管中沿着一定方向流动,水管中就有了水流,电荷在电路中沿着一定方向,电路中就有了电流,电荷的定向形成电流。
实验照图4-6那样,把小灯泡与干电池连接起来,合上开关,小灯泡就发光(图甲);打开开关,小灯泡就熄灭了(图乙)。
小灯泡发光,表示有电流通过小灯泡的灯。丝。这个电流是由于电池是由于电池提供的,像干电池这样能够提供电流的装置,叫做电源。干电池是电源,实验室里用的蓄电化也是电源(图4-7)。电源有两个极,一个正极,一个负极。电源的作用是在电源内部不断地使正极正电荷,以对外供电。起电是用的,使正负电荷分开的。干电池和蓄电池是用化学的,使正负电荷分开的,从能量转化的观点来看,电源是把其他形式的能量转化为电能的装置,干电池、蓄电池对外供电时,电池内部发生化学变化,化学能转化为电能。
大量用电时的电源,是发电站里的发电机。发电机通过电线把电送给工厂、农村以及千家万户。发电机发出的时候,机械能转化为电能,它的原理,我们将在第十二章学习。
电流的方向水流向,那就是水的流动力向。电流的方向又是怎样的呢?
电行有两种,电路中有电流时,发生定向的电行可能是压电荷,也可能是负电荷,还可能是正负电荷同时向相反方向发生定向。在19世纪初,物理学家刚刚开始研究电流时,并不清楚在不同的情况下究竟是什么电荷在,当时就把正电荷的方向规定为电流的方向,这规定一直沿用至今。
按照这个规定,在电源外部,电流的方向是从电源的正极向负极(图4-8)。