电阻伏安特型的测量

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1、北方民族大学基础物理实验中心大学物理实验指导书实验十四电阻伏安特性的测量本实验仪由直流稳压电源、可变电阻器、电流表、电压表及被测元件等五部分组成，可以独立完成对线性电阻元件、半导体二极管、钨丝灯泡等八种电学元件的伏安特性测量。电压表和电流表是采用指针式微安表头改装的，具有一定的内阻，必须合理配接电压表和电流表，才能使测量误差最小，这样可使初学者在实验方案设计中，得到锻炼。因此，本实验中有四个实验，针对每一个实验，具体给出了相应的实验要求。实验14.1线性电阻器伏安特性测量及测试电路设计一、实验目的按被测电阻大小、

2、电压表和电流表内阻大小，掌握线性电阻元件伏安特性测量的基本方法。二、实验仪器1.DH6101型电阻元件伏安特性实验仪2.100Ω锰铜线电阻器，误差≤±0.5%三、实验原理1、伏安特性在电阻器两端施加一直流电压，在电阻器内就有电流通过。根据欧姆定律，电阻器电阻值为：1－1上式中R—电阻器在两端电压为V，通过的电流为I时的电阻值，Ω；V—电阻器两端电压，V；I—电阻器内通过的电流I。欧姆定律公式1－1表述成下式：以V为自变量，I为函数，作出电压电流关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。对于线绕电阻、金属膜电阻等电阻器，

3、其电阻值比较稳定，其伏安特性曲线是一条通过原点的直线，即电阻器内通过的电流与两端施加的电压成正比，这种电阻器也称为线性电阻器。图1－1线性元件伏安特性曲线2、线性电阻的伏安特性测量电路的设计当电流表内阻为0，电压表内阻无穷大时，下述两种测试电路都不会带来附加测量误差。-9-北方民族大学基础物理实验中心大学物理实验指导书图1－2电流表外接测量电路图1－3电流表内接测量电路被测电阻。实际的电流表具有一定的内阻，记为RI；电压表也具有一定的内阻，记为RU。因为RI和RU的存在，如果简单地用公式计算电阻器电阻值，必然带来

4、附加测量误差。为了减少这种附加误差，测量电路可以粗略地按下述办法选择：A.当RU＞＞R，RI和R相差不大时，宜选用电流表外接电路，此时R为估计值；B.当R＞＞RI，RU和R相差不大时，宜选用电流表内接电路，C.当R＞＞RI，RU＞＞R时，必须先用电流表内接和外接电路作试探性测试而定。方法如下：先按电流表外接电路接好测试电路，调节直流稳压电源电压，使两表指针都指向较大的位置，保持电源电压不变，记下两表值为U1，I1；将电路改成电流表内接式测量电路，记下两表值为U2，I2。将U1，U2和I1，I2比较，如果电压值变化

5、不大，而I2较I1有显著的减少，说明R是高值电阻。此时选择电流表内接式测试电路为好；反之电流值变化不大，而U2较U1有显著的减少，说明R为低值电阻，此时选择电流表外接测试电路为好。当电压值和电流值均变化不大，此时两种测试电路均可选择（思考：什么情况下会出现如此情况？）如果要得到测量准确值，就必须按下1－2，1－3两式，予以修正。即电流表内接测量时，1－2电流表外接测量时1－3上两式中：R—被测电阻阻值，Ω；U—电压表读数值，V；I—电流表读数值，A；RI—电流表内阻值，Ω；RU—电压表内阻值，Ω。四、实验内容1、

6、线路设计：见图1－4-9-北方民族大学基础物理实验中心大学物理实验指导书2、实验内容A.电流表外接测试B.电流表内接测试C.测试电路优选方法验证D.按1－2式，1－3式修正计算结果图1－4实验电路接线图五、数据记录表1－1100Ω电阻器伏安曲线测试数据表电流表内接测试电流表外接测试U（V）I（）R直算值（Ω）R修正值（Ω）U（V）I（）R直算值（Ω）R修正值（Ω）六、实验总结1、电阻器伏安特性概述2、电流表内接外接两种测试方法，根据R=100Ω，RU=200KΩ，RI=0.725Ω和测试误差，讨论两种测试方式优劣

7、。-9-北方民族大学基础物理实验中心大学物理实验指导书实验14.2二极管伏安特性曲线的研究一、实验目的通过对2AP10、1N4007两种二极管伏安特性的测试，掌握锗二极管和硅二极管的非线性特点，从而为以后正确设计使用这些器件打好技术基础。二、实验仪器1.DH6101型电阻元件伏安特性实验仪2.2AP10、1N4007二极管三、实验原理1、伏安特性描述2AP10是典型的锗点接触普通二极管，二极的电容效应很小，主要在100MHz以下无线电设备中作检波用；1N4007为典型的硅半导体整流二极管，主要在电气设备中作低频整

8、流用。对二极管施加正向偏置电压时，则二极管中就有正向电流通过（多数载流子导电），随着正向偏置电压的增加，开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时（锗为0.2V左右，硅管为0.7V左右），电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。对上述二种器件施加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，其反向电压增加至该二极管的击穿电压时，电流