电学元件伏安特性的测量实验归纳总结报告.pdf

《电学元件伏安特性的测量实验归纳总结报告.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、3.1电学元件伏安特性的测量生医5朱仁骏2005013032组号：122006年11月15日一、实验目的：(1)了解分压电路的调节特性；(2)掌握测量伏安特性的基本方法、线路特点及伏安法测电阻的误差估算；(3)学习按回路接线的方法；(4)初步了解戴维南定理的内容；二、实验原理(1)分压电路及其调节特性如右图所示，将变阻器?的两个固定端?和?接到直流电?源?上，而将滑动端和任一固??????定端作为分压的两个输出端?接至负载??。图中?端电位最低，?端电位较高，???随滑动端?的位臵改变而改变。其值可用电压表测量。这就是变阻器的分压器接法。分压器的安全位臵

2、是将?滑至?端，此时分压为零。如果电压表内阻大到可以忽略它对电路的影响，根据欧姆定律，很容易得到分压???为[1]????????=????+????−???从上式可见，因为电阻???可以从零变到?，所以分压?的调节范围是从零到?。分压?与负载电阻??有关，但在理想???情况下，即??≫?时，?=?，分压?与阻值???成正比。?当??不是比?大很多时，?分压与滑动端位臵之间的理想情况1/1输关系是如右图的曲线，出1/3电压?1/7????/?越小，曲线越弯曲，?=1/20??端位移?这就是说当滑动端从?端开始移动，在很大一段范围内分压增加很慢，接近?端时

3、分压急剧增大，这样调节起来不太方便。因此作为分压电路的变阻器通常要根据外接负载的大小来选用。必要时还要考虑电压表内阻对分压的影响。(2)电学元件的伏安特性通过元件的电流与其端电压之间的关系称作电学元件的伏安特性。以电压为横坐标，电流为纵坐标作出元件的电压－电流关系曲线，称作该元件的伏安特性曲线。如果通过元件的电流与加在元件两端的电压成正比，则称这类元件为线性元件，其伏安特性曲线为一通过原点的直线。如果通过元件的电流与加在元件两端的电压不成线性关系变化，则称这类元件为非线性元件，其伏安特性为一曲线。[2](3)实验线路的比较与选择1.电流表内接或外接用伏安

4、法测量电阻?的伏安特性的线路中，可以选择电流表内接或外接的连接方式。简化处理时直接用电压表读数?除以电流表读数?来得到被测电阻值?，即?=?/?，但这样会引进一定的系统误差。当电流表内接时，电压读数偏大，实际测量的是待测电阻和电流表内阻的串联等效电阻，偏大：??=−??(∗?)?电流表外接时，电流读数偏大，实际测量的是待测电阻和电压表内阻的并联等效电阻，偏小：1?1=−(∗?)????在需要进行上述简化处理的场合，为了减少系统误差，则需要比较lg?/??和lg??/?的大小，前者大则选电流表内接法，后者大则选电流表外接法。2.电表量程选取本实验所用电表军

5、委指针式磁电系仪表，量程和准确度一定时，电压（或电流）的不确定度按下式确定∆?=???%当采用?=?/?简化计算时，有[3]22∆?∆?∆?=+???可见要使电阻测量的准确度高，线路参数的选择应使电表读数尽可能接近满量程。3.已知电表内阻和不确定度，修正系统误差当电表内阻值（??或??）及其不确定度大小（∆??或∆??）已知时，可用式(∗?)或(∗?)更准确的计算被测电阻值?。其不确定度∆?可分别按下式计算电流表内接：22∆22∆?+∆?+????∆?????/??=×100%???1−?/?电流表外接：22∆22∆?+∆?+???/?∆???????=

6、×100%??/?1−??∆?此时，线路方案的选择应使最小，但在某些情况?∆?下，用上述两种方法求出的是相差不大的。?(4)戴维南定理一个含源二端网络可以用?1?3??2一个恒压源串联一个内阻抗所组成的等效电压源代替。恒压源[4]??为二端网络的开路电压，内阻抗??为含源二端网络中所有恒压源被短路并且所有恒流源被开路后网络两端的总电阻。本实验所用网络如右所示。根据戴维南定理，等效电动势??为二端网络开路时?2上的分压?2??=??1+?2而内阻抗??为?1与?2并联再与?3串联的等效电阻?1?2??=?3+?1+?2三、实验仪器变阻器、电阻箱、电压表、电

7、流表、待测电阻（阻值约12?Ω和约0.1?Ω各一）、半导体二极管、可调电源、四端子电阻网络四、实验步骤(1)半定量观察分压电路的调节特性选用适当阻值的变阻器?组成分压电路，以电阻箱作为外接负载??，当??/?取不同比值时，测定并观察输出电压随滑动端位移的变化情况（只作记录，不作曲线）。实验电路图同原理(1)的电路图。调节可调电源，使输出电压为3?,选择的变阻器在102Ω~103Ω量级，选取?/?分别为?10、1、0.1共三组，每组测量???/?在0~1区间均匀分布的六个数据点，记录每点电压表的读数。[5](2)测电阻对于电阻值约为12?Ω和0.1?Ω的两

8、个电阻，分别用?)电流表内接、?)电流表外接两种方法测量其阻值。实验所用电路图如