使用米尺橋測量給定導線的電阻並測定其材料的電阻率實驗

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引言

為了確定材料的電阻率，米尺橋被廣泛用於不同材料的測量。不同的材料需要被用於成功地進行實驗，同時需要採取一些預防措施來避免任何不必要的誤差。在本教程中，重點介紹了利用米尺橋測定材料的電阻率。此外，本研究旨在透過應用米尺橋來確定任何給定材料的電阻率。

關於米尺橋

米尺橋或滑線電橋是一種基於惠斯通電橋原理工作的裝置。在大多數情況下，使用惠斯通電橋原理測量導線的電阻，成功的實驗證明了米尺橋應用的有效性。米尺橋包含一根長1米的電阻絲，它透過改變橫截面積來延伸區域。在該儀器中，所用電阻絲的端點連線到一個電池上，該電池也透過一個鍵（Coolgyan，2022）夾緊。此外，“R”表示跨越間隙的未知電阻聯結器。

圖1：米尺橋示意圖

使用的材料

列出成功構建實驗並利用米尺橋所需的材料清單。為了理解連線所用電阻絲的電阻率值，還需要其他幾種材料。此外，電流計或電路對於實驗來說極其有用。此外，需要使用電池消除器、電阻箱和滑動觸頭作為導體。實驗的應用應使用砂紙和其他用於測量目的的材料（Parate，Chandel & Shekhar，2020）。諸如螺旋測微器、電阻絲、米尺和三角板之類的材料對於測量目的極其有用。為了使實驗成功，必須使用上述提供的材料才能獲得適當的結果。

理論

圖2：惠斯通電橋原理

米尺橋是一種有用的使用者裝置，可用於透過均勻橫截面區域進行實驗。惠斯通電橋原理的應用對於建立實驗和測量給定材料（在本例中，材料稱為電阻絲）的電阻率值至關重要；學生可能會由於關注該想法的複雜性而遇到具有挑戰性的概念。但是，如果提供額外的決心和指導，則可以輕鬆地在較短的時間內理解此願景（Li 等人，2019）。學生應該掌握基本概念，這將使他們能夠更好地理解惠斯通電橋理論，以便透過實驗測量給定材料的電阻率。

根據上述理論，“L”是電阻絲的長度，“R”是電阻絲的半徑，用於理論中完成實驗。

步驟

圖3：電流計

在準備好所需的材料後，學生應注意與惠斯通電橋理論相關的因素。需要使用給定材料（電阻絲）實驗電阻絲的電阻率的學生，需要使用上述提供的理論和原理應用電路圖以獲得最佳結果（Salenko *等*，2021）。需要確定間隙以連線點並形成一個迴圈，這將有助於在後續步驟中移動。

電阻箱需要組合在 A 和 B 點之間的左側孔徑中。此外，其他連線需要與電路圖中相同的方式進行說明。在繼續下一步之前，需要確保電阻箱包含 2 歐姆的電阻。學生需要確保從電阻箱中取出的 12 個值需要使滑動觸頭靠近電阻絲的中心，並且避免任何型別的偏轉。在下一步中，學生需要拉伸電阻絲以使用米尺來測量其距離（Parate，Chandel & Shekhar，2020）。當可以使用螺旋測微器測量電阻絲直徑時，它變得有用，可以在四個方向上進行測量以保持幅度垂直。在最後階段，記錄觀察結果將產生實驗結果。

觀察結果

給定電阻絲的長度估計為 L = ………… cm

電阻箱中的電阻，R（歐姆）	AB 長度	BA 長度	未知電阻
‘0.5’	‘58.3’	‘41.3’	‘0.35’
‘0.7’	‘60.7’	‘39.3’	‘0.45’
‘1’	‘61.9’	‘38.1’	‘0.61’
‘1.5’	‘61.1’	‘38.9’	‘0.95’

表 1：未知電阻 (X) 表格

結論

在本教程中，重點介紹了給定材料（電阻絲）的電阻率。在本教程中，考慮了對電阻率的理解。關於上述功能的理解是使用基於惠斯通電橋正確表示所遵循的有用技術的等效知識的收集。根據該原理，米尺橋的有效性可以幫助研究人員使用電流計找到材料的實際電阻率。

常見問題

Q1. 在測量電阻率時需要採取哪些預防措施？

答：導線之間的連線需要整潔乾淨，以避免在計算過程中電阻率損失。導線不應成環狀使用，並且插頭需要連線到電阻箱。

Q2. 米尺橋有什麼用？

答：該裝置可用於根據特定理論確定導體的未知電阻率。

Q3. 本教程中使用的正確公式是什麼？

答：根據惠斯通電橋原理，理論在以下部分中提到 X/R = l/ (100-l)，並且未知電阻可以估計為 X = R x l/(100-l)。