开尔文电桥测金属电阻率实验报告（开尔文电桥实验分析）

开尔文电桥实验分析

引言：

电路的组成要素之一是电阻，多数情况下都能很好地满足电路的要求。但是在一些精密仪器、测量电路等场合，要求电阻尽可能地小并且尽可能稳定。在这些场合，需要加入一个关键的参数-电阻率。电阻率是物质内由于材料结构和原子构型造成的电阻而表现的指标，直接和电洁度、材料纯度、晶粒尺寸等因素有关。为了电阻测试的准确性，我们于掌握实用理论基础的基础上，进行开尔文电桥测量金属电阻率实验。

正文：

1.开尔文电桥的原理

常规的电桥电路无法忽略线路连接电阻对测量结果的影响。开尔文电桥放弃了传统的比较方式，并且通过在测量电阻测试时定义相位相等的条件，最终获取需要测量的电阻值，是一个高精度测量电阻的设计。它是由四个电阻器组成，每个电阻器都可以通过最小单位进行调试操作，确保测量时的优越性。此外，用独立的电路减少了线路连接电阻造成的干扰，因此实现了对标准电阻和需要测量的电阻的高精度测量。

2.实验步骤和结果分析

实验器材为电源、电流表、伏安表以及开尔文电桥等仪器。首先进行标准电阻的校准，将标准电阻接入开尔文电桥电路进行测量，因此我们已知了标准电阻的值。然后再接入需要测试的电阻，在开尔文电桥工作时对工作电流进行控制。通过测量它反向电势和工作电流之间的相位差，可以得出相当于那么大电流下的电势差值。根据欧姆定律，计算出电阻值。

移除需要测试的电阻，再次测量标准电阻，如果它与之前的结果不同，则需要再次进行标准电阻进行测量，并插入一定数值的补偿电阻值，并且再次进行计算（计算公式为复阻抗=复电阻+复感抗-复容抗）。通过测量求得的标准电阻和补偿电阻，我们就可以校准电路的电阻值并进行实际测量了。

3.结论

通过对开尔文电桥进行实验分析，我们能够发现其测量测量电阻的方法和常规的电桥电路大不相同。开尔文电桥采用的是正反唯一的电路，通过有效使用与不同电位点相等的条件来过滤掉线路内部的连接电阻对电路测量的影响。通过准确掌握这个技术参数，可以确保我们在实际应用中能够稳定地获得我们想要的结果，从而保证仪器、测量电路的精度和可靠性。

本次实验成功地测量了目标金属的电阻率，说明所选取的元件在电性方面具备较优性能，实验表明我们在实际应用中需要更多地掌握其工作机制，最大限度地发挥器件的优越性能，从而提高测试的准确性和可靠性。研究还表明，开尔文电桥作为一种神奇的电阻计，它的重要性在电路设计中是不可替代的。