大学物理实验重点——交直流电桥

直流电桥

        惠斯通电桥

平衡条件： 

        非平衡电桥

         为了测量的准确性，在测量的起始点，电桥必须调至平衡（），称为预调平衡。这样可使输出只与某一臂电阻变化有关。

        平衡时

        若 R1、 R2 、 R3 固定， R4 为待测电阻，并且其阻值随某非电量 x（如温度、压力等） 变化而变化，即 。若预调平衡后 x 发生变化，导致 R4 随之变为 ，此 时因电桥不平衡而产生的电压输出为：

        考虑到已经预调平衡，化为：

        若电阻变化较小时，即满足时，公式（7）分母中的 项可略去， 此时各种电桥的输出电压公式为： （注意：上式中的 R 和其 R'均为预调平衡后的电阻）

        电阻变化很大时，直接由精确公式得：

交流电桥 

         交流电桥的组成与直流电桥相似，如果把直流电桥桥臂上的元件改为电抗元件，并将直 流电源和直流平衡示零器改为交流电源和交流平衡示零器（谐振式检流计、耳机、交流毫伏 表、示波器等）就可组成交流电桥。

        交流电桥的平衡条件

        等价于： 

        交流电桥各臂阻抗应有合理的配置，才能平衡。对于纯电容， 压滞后于电流，φ=-π/2；对于纯电感，电压超前于电流，φ=π/2；对于纯电阻，电压与电流 同相位，φ=0。故可利用电容、电感和电阻 φ 的正负，再根据交流电桥在平衡时必须满足的相位关系来配置四个桥臂的元件。

        例如当电桥的相邻臂为纯电阻时，则另两臂必须同为电容性或同为电感性或同为纯电阻阻抗，才可能平衡。同理，当电桥的对边臂均为纯电 阻时，则另一对边臂的一臂若为电容性阻抗时，另一臂必须为电感性阻抗，这样电桥才能平衡。

实际电容的测量

损耗因子 

实际电感的测量