双臂电桥为什么能测量小电阻 双臂电桥原理及小电阻测量

双臂电桥为什么能测量小电阻

在电学实验中，测量电阻是比较常见的一种实验。测量小电阻通常采用双臂电桥。那么，双臂电桥为什么能测量小电阻呢？本文将对此进行详细阐述。

1、电桥原理

电桥是利用两个电阻比较器（电阻比较器是由稳流电源、电阻丝、游标电位计和电表等组成的测量电阻用的仪器）在相等电压作用下所测出的两阻值的比率来测出待测量阻值的一种常用方法。

我们知道，电阻是阻碍电流通过的物理量，通常用欧姆表示。当两个电阻相等，相等电压交错施加，则通过被测电阻中电流为零，表示两阻相等。如果被测电阻的阻值加大，则为了使电流为零，另一个电阻要相应减小，反之亦然。在这种实验中，通过比较两个电阻值的比例关系来确定被测电阻的电阻值。这就是电桥原理。

2、双臂电桥的组成

双臂电桥是电桥的一种，由两个电阻比较器分别在相反方向和相等电压作用下所测出的两阻值的比率来测出待测量阻值的方法。

由图可见，双臂电桥由稳流电源$E$, 两个等分电位器$AB$和$CD$和两个阻值测量仪表组成。将被测电阻$R_{x}$接在中点$B$和$C$相连处。当两端电压相等（即$U_{D}=U_{B}$）时，通过被测电阻的电流为零。那么，将比例两侧的两个电位器调节到相等的电位，则此时两端电压相等。而当比例侧两个电阻此时相等时，则表示被测电阻电阻值为比例侧两个电阻之间的比值。

3、双臂电桥测量小电阻的原理

在测量小电阻的时候，我们需要在电桥中秤出一个很小的电阻$R_{x}$，因此$R_{x}$的电阻值要尽量小。最初，为了提高灵敏度，可以将的待测电阻接成一个小电阻框，在进行测量。

需要注意的是，双臂电桥测量电阻时，取决于R、$R_{x}$、$R_{1}$和$R_{2}$的阻值比例。双臂电桥能够测量小电阻的原因是，$R_{1}$和$R_{2}$的比值很大，这就保证了比例侧两个电阻的阻值比例趋近于$1:1$，即$R_{1}\approx R_{2}$。这时，被测量较小的电阻$R_{x}$可以通过与$R_{1}$和$R_{2}$之间构成的并联等效电路取得一个比较大的阻值，然后进行测量。而且，通过改变比例侧的电阻值，可以使通过待测电阻电流变为最小，这也有助于提高测量的准确性。

4、总结

综上所述，双臂电桥能够测量小电阻，是因为双臂电桥的测量原理及组成特点。它利用两个电阻比较器在相等电压作用下所测出的两阻值的比率来测出待测量阻值。在测量小电阻时，通过比例侧的两个电位器的调节，可以将通过带测电阻的电流变为最小，从而提高测量的精度和准确性。