实验指导

1.自组直流电桥实验

(1)主窗口介绍

成功进入实验场景窗体,实验场景的主窗体如下图组所示:

直流电桥(散装版)

在实验场景主窗体的右上角有“工具箱”和“帮助”两个菜单项。工具箱提供实验中可能用到的工具;点击帮助菜单项,弹出帮助文档。

在场景的下方,从左到右,依次是“实验仪器栏”、“实验提示栏“和”实验内容栏“。实验仪器栏里放置着实验用到的仪器,点击拖动,可以把相应的仪器拖到实验场景中去,供实验使用。实验提示栏,即时提示实验信息或相关的操作信息。实验内容栏,是相关实验名称的列表,点击实验名称可以重新开始实验和进行实验的切换。

实验大场景主要由一张桌子组成,本实验中,实验仪器都放在桌子上面。在实验场景中,可以在一定范围内拖动指定仪器。把鼠标放在仪器上面,按下Delete键,可以删除指定仪器到仪器栏。双击场景中的仪器可以进入仪器的调节窗体。

注(实验刚开始时,实验仪器就被初始化到实验桌上。直流电桥(散装版)的实验仪器较多,所以它实验仪器不允许拖动和删除。)

(2)连线

当鼠标移动到实验仪器接线柱的上方,拖动鼠标,便会产生“导线”,当鼠标移动到另一个接线柱的时候,松开鼠标,两个接线柱之间便产生一条导线,连线成功;如果松开鼠标的时候,鼠标不是在某个接线柱上,画出的导线将会被自动销毁,此次连线失败。根据实验电路图正确连线,连线操作完成,如下图所示:

(3)检流计调零

线路连接完毕后,断开电源开关,打开检流计调节界面,按下检流计的电计按钮,旋转检流计的档位旋钮至直接当(白点所在位置),旋转调零旋钮,并观察检流计的指针,当检流计的指针指向零点,调零成功。如下图所示:

(4)根据实验内容调节电路

1)滑线变阻器调节。实验刚开始时,电桥一般处于不平衡状态,为了防止过大的电流通过检流计,应将与检流计串联的滑线变阻器的阻值调到最大,随着电桥逐渐平衡,再逐渐减小滑线变阻器的阻值,以提高检测的灵敏度。

2)根据直流电桥电路图连接好电路,然后在数据表格中点击“连线”模块下的“确定状态”按钮,保存连线状态。

3)测量未知电阻,电路连接好以后,选取合适的比例臂,调节电桥平衡,在数据表格的相应位置,记录下电阻箱R1、R2、R3(即R0处)的电阻值。然后互换电路中的电阻箱R1、R2,并保持它们的电阻值不变,调节R3使电桥平衡,并在列表的相应位置记下R3的值(即R0'处),根据互换法测电阻公式,计算出未知电阻Rx。测量三次,最后计算出电阻待测电阻的平均值,填入数据表格的相应位置。

4)测量电桥灵敏度。根据待测电阻值,调节并设定电阻箱R1、R2、电压源、和滑线变阻器的值,在这个环境下测量电桥灵敏度,设定以后在数据表格中点击“测量并计算出电桥的灵敏度”模块下的“确定状态”按钮,保存状态。

5)确定测量灵敏度的环境以后,调节电阻箱R3使电桥平衡,记下电桥平衡时电阻箱R3的值(即下面列表中的R0),然后在小范围内改变电阻箱R3的电阻值,记下电阻箱相对平衡位置改变的值,即△R0,和检流计指针相对平衡位置偏转的格数,即△n0,测量三次,记录实验数据,根据计算电桥灵敏度公式计算出电桥灵敏度的平均值,填入数据表格的相应位置。

6)直流电桥灵敏度研究。确定测量灵敏度的环境以后,依次把电压表的电压打到0.5V、1.0V、1.5V、2.0V、2.5V、3.0V,分别在这些电压下调节电阻箱R3使电桥平衡,记下电桥平衡时电阻箱R3的值,然后在小范围内改变电阻箱R3的电阻值,记下电阻箱相对平衡位置改变的值,即△R0,和检流计指针相对平衡位置偏转的格数,即△n0,记录测量数据,并根据测量数据计算出相应电桥环境下的电桥灵敏度。

7)记录数据程序提供记录数据表格,在做实验的过程中,可以把测量数据和计算数据填到数据表格中去。点击场景右上角的记录数据按钮,可弹出记录数据窗体,如下图所示:

把测量和计算出来的数据,填入相应的位置,实验结束。

2.箱式直流电桥实验

(1)主窗口介绍

成功进入实验场景窗体,实验场景的主窗体如下图组所示

在实验场景主窗体的右上角有“工具箱”和“帮助”两个菜单项。工具箱提供实验中可能用到的工具;点击帮助菜单项,弹出帮助文档。

在场景的下方,从左到右,依次是“实验仪器栏”、“实验提示栏“和”实验内容栏“。实验仪器栏里放置着实验用到的仪器,点击拖动,可以把相应的仪器拖到实验场景中去,供实验使用。实验提示栏,即时提示实验信息或相关的操作信息。实验内容栏,是相关实验名称的列表,点击实验名称可以重新开始实验和进行实验的切换。

实验大场景主要由一张桌子组成,本实验中,实验仪器都放在桌子上面。在实验场景中,可以在一定范围内拖动指定仪器。把鼠标放在仪器上面,按下Delete键,可以删除指定仪器到仪器栏。双击场景中的仪器可以进入仪器的调节窗体。

(2)连线

当鼠标移动到实验仪器接线柱的上方,拖动鼠标,便会产生“导线”,当鼠标移动到另一个接线柱的时候,松开鼠标,两个接线柱之间便产生一条导线,连线成功;如果松开鼠标的时候,鼠标不是在某个接线柱上,画出的导线将会被自动销毁,此次连线失败。根据实验电路图正确连线,连线操作完成,如下图所示:

(3)检流计调零

线路连接完毕后,断开电源开关,打开检流计调节界面,按下检流计的电计按钮,旋转电桥箱检流计部分的调零旋钮,并观察检流计的指针,当检流计的指针指向零点,调零成功。如下图所示:

(4)根据实验内容调节电路

1)根据直流电桥电路图链接好电路,然后在数据表格中点击“连线”模块下的“确定状态”按钮,保存连线状态。

2)用箱式电桥测量几个未知电阻。

i.按下电源按钮,一边调节比例臂和电阻臂,一边左击电计按钮,看检流计指针的偏转情况,如果检流计指针缓慢的在一个很小范围内偏转,则右击电计按钮,然后微调电阻臂,观察检流计指针偏转情况,直至电桥平衡。记下此时的电桥臂、比例臂的值,并计算出待测电阻的电阻值,填入表格中。

ii.重复步骤(i),测量三次,把数据填入表格,最后计算出待测电阻的平均值。

3)测量选定比例臂下的电桥灵敏度。

i.选定好比例臂以后,点击“确定状态按钮”。

ii.调节电阻臂,使电桥平衡,记录下电桥平衡时电阻臂的电阻值,然后改变电阻 臂的值,记下改变的电阻值和改变电阻值后检流计的偏转格数,然后利用检流计灵敏度计算公式,计算出电桥的灵敏度,并把计算结果填入表格。

iii.重复步骤(ii),测量三次,把数据填入表格,最后计算出当前比例臂下电桥灵敏度的平均值。

4)记录数据

程序提供记录数据表格,在做实验的过程中,可以把测量数据和计算数据填到数据表格中去。点击场景右上角的记录数据按钮,可弹出记录数据窗体,如下图所示:

把测量和计算出来的数据,填入相应的位置,实验结束。