惠斯通電橋是一種電路，用于通過平衡電橋電路的兩條腿來測(cè)量未知電阻，其中一條腿包括未知組件。該電路的主要優(yōu)點(diǎn)是它能夠提供極其精確的測(cè)量（與簡(jiǎn)單的分壓器相比）。它的操作類似于原來的電位器。

惠斯通電橋電路主要由兩個(gè)已知電阻、一個(gè)可變電阻、一個(gè)未知電阻（其值待計(jì)算）和一個(gè)檢流計(jì)（檢測(cè)和測(cè)量電路中的少量電流）組成。代替電阻器和檢流計(jì)，我使用了從舊裝飾燈條中獲得的小燈泡。所有燈泡的電阻都相同。或者，您可以使用手電筒燈泡。

第1步：惠斯通電橋原理

惠斯通電橋的工作原理是零偏轉(zhuǎn)，即它們的電阻比相等，沒有電流流過電路。在正常情況下，電橋處于電流流經(jīng)檢流計(jì)的不平衡狀態(tài)。當(dāng)沒有電流流過檢流計(jì)時(shí)，據(jù)說電橋處于平衡狀態(tài)。這種情況可以通過調(diào)節(jié)已知電阻和可變電阻來實(shí)現(xiàn)。

在圖中，Rx是要測(cè)量的固定但未知的電阻。R1、R2、R3為已知阻值電阻，R2阻值可調(diào)。調(diào)整電阻R2直到電橋“平衡”并且沒有電流流過檢流計(jì)Vg。此時(shí)，兩個(gè)中點(diǎn)（B和D）之間的電位差將為零。因此，已知支路中兩個(gè)電阻的比率（R2/R1）等于未知支路中兩個(gè)電阻的比率（Rx/R3）。如果電橋不平衡，則電流方向指示R2是否過高或過低。

用檢流計(jì)檢測(cè)零電流可以達(dá)到極高的精度。因此，如果已知R1、R2和R3具有高精度，則可以高精度測(cè)量Rx。Rx中非常小的變化會(huì)破壞平衡并且很容易被檢測(cè)到。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)原理，我用4個(gè)燈泡代替了電阻。還要在電流計(jì)的位置添加1個(gè)燈泡。

第2步：所需材料：

紙板

A4白紙

塑料盒（尺寸=16cmX8cmX3.5cm）

膠水

裝飾燈帶的五個(gè)燈泡

雙排母頭連接器*5

開/關(guān)

一節(jié)9V電池

電線

Thermocol表

螺絲

工具：

剪刀

剝線鉗

游標(biāo)卡尺數(shù)字

烙鐵

螺絲刀

紙板切割機(jī)

膠帶

打印機(jī)

萬用表

第3步：電路組裝（第1部分）

在白紙上打印惠斯通電橋的電路圖（PDF點(diǎn)擊此處下載）。剪下電路圖（尺寸=16cmX8cm）。

還要剪一塊與電路圖相同大小的紙板。借助膠水將電路圖粘貼在紙板上。在紙板的背面粘貼Thermocol板并切割多余的材料。

第4步：電路組裝（第2部分）

現(xiàn)在借助游標(biāo)卡尺測(cè)量母頭連接器的尺寸。根據(jù)接頭連接器的尺寸，切割電阻器符號(hào)上的空腔以及電路圖上顯示的ON/OFF開關(guān)。

將接頭連接器插入每個(gè)空腔。將接頭連接器和開關(guān)放入空腔中，并在膠水的幫助下粘貼它們。對(duì)于電池，根據(jù)電池的大小切割一個(gè)輪廓?，F(xiàn)在根據(jù)給定的電路圖焊接插頭連接器、開關(guān)和電池線的電線。

第5步：電路組裝（第3部分）

為了支撐電池，在電池座輪廓底部粘貼一塊紙板。將整個(gè)電路組件放入塑料盒中（尺寸=16.2cmX8.2cmX3.5cm），您可以在盒內(nèi)添加標(biāo)簽和使用說明。將燈泡插入接頭連接器，記住電池的正極和負(fù)極?，F(xiàn)在，將電池放入電路中。

第6步：平衡惠斯通電橋

打開電路。四個(gè)燈泡都在發(fā)光，電流計(jì)處的燈泡不發(fā)光，因?yàn)闆]有電流流過。這意味著惠斯通電橋是平衡的。假設(shè)電阻比相等，它滿足方程。

第7步：不平衡惠斯通電橋

如果我們將燈泡從R3位置移開，我們可以看到電流開始流過燈泡（非常暗的光線），而不是電流計(jì)。并且R2和R4位置的燈泡發(fā)出微弱的光（電流值低）。如果我們從R2位置移除另一個(gè)燈泡，我們可以看到剩余燈泡中的少量電流。

這表明惠斯通電橋是不平衡的并且不遵循等式，因?yàn)殡娮璞炔幌嗟取?/p>