惠斯通电桥实验

实验指导

惠斯通电桥是测量未知电阻的精确方法。通过调节已知电阻，直到桥路平衡（检流计无电流），此时可以利用平衡条件$$\frac{R_1}{R_2} = \frac{R_3}{R_x}$$计算未知电阻。

惠斯通电桥的工作原理：当电源接通时，电流通过两条并联支路（R₁-R₂和R₃-Rₓ）分流。检流计连接在两个分压点之间，测量两点电位差。当两点电位相等时，检流计无电流通过，电桥处于"平衡状态"。

电桥平衡条件：R₁·Rₓ = R₂·R₃，即$$\frac{R_1}{R_2} = \frac{R_3}{R_x}$$，此时可求得未知电阻$$R_x = R_3 \cdot \frac{R_2}{R_1}$$。

操作步骤：

1. 首先设置R₁、R₂为适当比例（如1:1、1:10或10:1），此比例应尽量接近R₃与未知电阻Rₓ的估计比值
2. 调节R₃的值，观察检流计读数变化，当检流计示数接近零时，表明电桥接近平衡
3. 微调R₃直至检流计读数为零，记录此时的R₃值
4. 利用平衡条件计算未知电阻Rₓ
5. 可尝试改变R₁/R₂比值重复实验，验证测量结果的一致性

电桥平衡法的优点是测量精度高，不受电源电压波动影响，适用于高精度测量。在本模拟器中，您可以调节所有电阻值，观察电桥平衡状态，也可使用"计算Rₓ平衡值"按钮自动设置平衡所需的Rₓ值。