交流电桥是测量各种交流阻抗的基本仪器，它不仅用于测量电阻，电容，电感等交流元件，还可利用交流电桥平衡条件与频率的相关性来测量与电感、电容有关的其它物理量，如互感、磁性材料的磁导率、电容的介质损耗、介电常数和电源频率等,在测量与控制中有着十分广泛的用途。 本实验通过几种常用的交流电桥电路来测量电感、电容等参数，学习和掌握交流电桥的平衡原理及调节交流电桥平衡方法，掌握利用交流电桥测量电容和电感的方法。
一、 预备问题
1为什么在交流电桥中至少需要两个可调参数？根据什么原则选择这两个参数？两个可调参数确定后，应如何调节才能使电桥趋于平衡？
2麦克斯韦电桥中，和组成的臂为什么采取并联形式？若改为串联形式电桥哪方面性能将受影响？电桥是否还能达到平衡？
二、 引言
交流电桥的组成与直流电桥相似，如果把直流电桥的四个桥臂改为电抗元件，让其中至少一个电抗元件可调，将直流电源和检流计改为交流电源和交流平衡指示器（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。
1. 交流电桥的平衡条件
交流电桥的原理电路如图1所示，，，，分别为四个桥臂的复阻抗， G为交流平衡指示器，调节各臂阻抗使电桥达到平衡，即BD两点在任意一瞬间电势都相等，此时有：
（1）
将式中阻抗用形式表示，“”和“”分别为复阻抗的“模”和“幅角”。（1）式可以表示成：
吊葫芦 （2）
这相当于下列两条件同时成立
这就是交流电桥的平衡条件。由此可见，交流电桥平衡时，除了阻抗大小满足比例关系式（3）外，还必须满足相角条件（4）式，这是交流电桥与直流电桥在平衡调节中的主要差别。显然交流电桥的平衡调节要复杂得多。
根据测量的具体要求，同时考虑电桥平衡的调节，应合理的配置各臂阻抗。由交流电的知识可知：对于纯电容，电压滞后于电流，；对于纯电感，电压超前于电流，；对于纯电阻，电压与电流同相位，。利用电容、电感和电阻的正负，再根据交流电桥在平衡时必须满足的相位关系,，可以得到在配制交流电桥时，四个桥臂的元件搭配所必须遵守的原则为：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。
2． 实际电容的测量
电容器中实际填充的电介质不是理想的介质，在电路中要损耗一部分能量，故将之看作是一个纯电容和损耗电阻的串联或并联。由于损耗存在，当以正弦交流电通过它时，电容器两端的电压与通过的电流之间的相位差就不再是，而是，如图2，称为电容器的损耗角，它随损耗电阻的增大而变大，意味电容器离纯电容的特性也越远。因此，是衡量电容器质量优劣的重要参数。为了方便，用损耗角的正切来表示，称为损耗（或损耗因子）：
（5）
三联件
我们可采用如图3的维恩电桥进行测量，该电桥适合损耗小的电容。和为纯电阻，为标准电容器。为了与相平衡，又串联了电阻，各臂阻抗为：
（6）
由电桥的平衡条件（3）式可得：
（7）
（8）
反复调节，的数值，直到电桥示零器达到最小。一般要精确测量电容的大小，所以，使，。尽量提高，，的精度，不作过多要求。
3． 实际电感的测量
电感是由导线按一定方式绕制而成的线圈，除了具有电感外，还具有一定的电阻。可以把实际的电感器等效为一个纯电感和一个损耗电阻的串联组合。如图4所示，于是感抗可以表示为：
（9）
越小，线圈越接近纯电感。为了衡量电感线圈质量的优劣，用品质因数来定量描述：
（10）
我们采用一种测量电感最常用的麦克斯韦电桥进行测量如图5所示，此电桥只适合测量低值的线圈。图中，，为纯电阻，为标准电容，各臂的阻抗为：
（11）
电桥平衡时则有：
盲点侦测系统 （12）
被测线圈的品质因数值为：
（13）
其中，，为独立变量，反复调节可以可以使电桥很快达到平衡。
4．交流电桥的平衡调节
由于交流电桥的平衡必须同时满足幅、相平衡两个条件，因此，即使在最简单的桥路中至少有两个桥臂参数是可调的，只有当这两个参数同时达到平衡值，指示器才能达到平衡位置。可见，交流电桥平衡的调节比直流电桥复杂的多。在实际调节交流电桥时，可按下面两点去做：
（1） 事先设法知道待测元件的大约数值，根据平衡公式选定电桥各臂的起始值，务使电桥开始不至于远离平衡条件。
（2） 先固定其中一个参数，调节另一个。在这样的调节过程中，每次我们只能使通过指示器的电流达到最小值，然后将第一个参量固定在此数值再来调节另一个参量而使指示器的电流达到新的最小值。这样反复调节这两个参量，逐次逼近平衡。
例如测量电容时，由于一般电容器的较小，所以先取。重点调节、和，尽可能接近式（7）的要求，使指示器流过的电流最小，再进一步调节，使流过指示器的电流更小，如此反复调节，使电桥逐步逼近平衡，直到流过指示器的电流无法再小为止。
三、 仪器设备
功率信号发生器、晶体管毫伏表、十进式电容箱、用交流电阻箱、待测电容、待测电感及电阻、导线及开关。
四、 实验程序
采用用功率信号发生器提供频率为1、电压为4V的正弦交流电压作为交流电桥的电源，用晶体管毫伏表作为电桥平衡指示器。标准电容用十进式电容箱，它的损耗电阻在低频下接近于零。用交流电阻箱作为可调电阻R0。待测电容、待测电感及电阻放在元件箱上。
实验有测量内容如下：
1. 测量电容
按图3所示电路连接线路，选择合适的、，测量待测电容及损耗电阻，并计算损耗因子。
2. kendeji测量电感
按图5所示电路连接线路，选择合适的、测量待测电感及损耗电阻，并计算电感线圈的品质因数值。
注意事项
1. 调节电阻和时，应经常注意阻值不能过小，以免烧毁电阻箱或电源。
2. 刚开始时，电桥离平衡较远时，晶体管毫伏表应取量程较大的档，接近平衡时量程档随之减小。
五、数据和结果分析；
六、拓展问题
七、参考文献
1 杨述斌.普通物理实验(二.电磁学部分).北京.高等教育出版社.2000.
鸟笼灯
2 杨俊才.大学物理实验教程.国防科技大学出版社.2000.
3 谢行恕.大学物理实验（第二册）.中国科学技术大学出版社.1999.
4 吕斯骅.基础物理实验.北京大学出版社.2002.
5 阻塞密度刘隆鉴.大学物理实验.成都科技大学出版社.1997.
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