2023-04-20 15:42:19

电桥法是一种常用的测量电阻的方法，其原理是利用并联电路中阻值相等时电压相等的原理来测量待测电阻的阻值。电桥法可分为无限电桥法和有限电桥法两种，本文将着重讲解无限电桥法的原理及其测量过程。

一、无限电桥法的原理

无限电桥法是指用一个电桥，在电桥电阻、电源和待测电阻这三个量中，只改变待测电阻的值，借助电桥平衡条件的原理来测量待测电阻的值。电桥电路的平衡条件为:

$$ \frac{R_1}{R_2}=\frac{R_3}{R_4} $$

其中，$R_1$为已知电阻，$R_2$为可变电阻，$R_3$为电桥中待测电阻，$R_4$为电桥平衡时平衡电阻。

通过调节可变电阻$R_2$，使电桥平衡时电流为零，此时电桥电路中的阻值关系为：

$$ \frac{R_1}{R_2}=\frac{R_3}{R_4} $$

此时可通过平衡电阻$R_4$的阻值计算待测电阻的电阻值。即

$$ R_3=R_1 \times \frac{R_4}{R_2} $$

通过上述公式，我们就可以直接计算出待测电阻$R_3$的电阻值。

二、电桥法的测量过程

1. 建立电桥电路

在测量过程中，需要将电桥电路连通，接通稳定的电源。如下图所示：


2. 调整平衡电阻

调节可变电阻$R_2$的值，直到电桥平衡，此时电流为零。此时可记录下平衡电阻$R_4$的阻值。

3. 计算待测电阻的阻值

根据上述公式，即可通过已知电阻$R_1$和平衡电阻$R_4$的阻值计算出待测电阻$R_3$的阻值。

三、无限电桥法的优点

1. 精度高。由于电桥法的原理是利用并联电路中阻值相等时电压相等的原理，所以电桥法对电器件的内部结构不敏感，因此其精度较高。

2. 测量范围广。电桥法可以测量各种电阻的阻值，只要电桥电路可以平衡，就可以测量。

3. 测量速度较快。只需采用合适的电源和电桥电路，即可使用电桥法测量电阻，速度较快。

四、电桥法的局限性

1. 对电桥电路的平衡精度要求高。如果平衡精度不够高，会导致测量结果的误差增大。

2. 对环境的要求高。电桥法对环境的干扰比较敏感，如果环境因素不好，就会对测量结果产生影响。

3. 部分待测电阻无法使用。只有当待测电阻为无极性电阻，或者是带极性电阻的恰当方式时，才能采用电桥法进行测量。

总之，电桥法是一种用于测量电阻的常见方法，无限电桥法是其常用的一种变体。尽管电桥法具有其优点和局限性，但随着电桥电路、电源和电桥电路平衡技术的发展，电桥法仍然是一种重要的测量电阻的方法，使用得当可以得到精准和可靠的测量结果。