电路基础实验报告 伏安特性.docVIP

实验题目:元件伏安特性的测定 一、实验目的 1、学会用万用表进行电阻、电流、电压的测量； 2、学习和验证电阻的串并联电路； 3、初步学习含有线性元件的电流、电压的计算。 二、实验仪器 万用表（2只）、直流稳压电源（1台）、电阻2个（ 读出的值是10kΩ），电阻固定器1个，导线若干，螺丝笔1支。 三、实验原理 电压、电流是反映电路工作状态的两个最基本的参数。一个元件上的电压U和通过它的电流I之间的关系曲线（一般I作横轴，U作纵轴）称为这个元件的伏安特性曲线。 对于线性电阻元件R，因为它符合欧姆定律，即(或)，我们知道它是一条通过原点，斜率为的直线。如图1-1。 图1-1 线性电阻伏安特性曲线 因此把电阻电路称为线性电路。对于由多个电阻组成的电路，它们可简单划分为并联电路、串联电路 ，其总电阻的计算公式分别为和。 四、实验内容 1、电阻的测量 （1）测单个电阻，如图（a），把1个电阻固定在电阻固定器上，然后打开万用表开关，经估读电阻阻值后10kΩ，把档位调到电阻量程为20kΩ处，然后用万用表两红黑两个表笔接触电阻两端，读出数据为9.78，将数据记录到表1-1。 (2) 测串联电阻，如图（b）, 把2个电阻串联固定在电阻固定器上，经估读电阻阻值后20kΩ，把档位调到电阻量程为20kΩ处，然后用万用表两红黑两个表笔接触电阻两端，读出数据为19.61，将数据记录到表1-1。 （3）测并联电阻，如图（c）, 把2个电阻并联联固定在电阻固定器上，经估读电阻阻值后5kΩ，把档位调到电阻量程为20kΩ处，然后用万用表两红黑两个表笔接触电阻两端，读出数据为4.91，将数据记录到表1-1。 　 表1-1 电阻测量数据 电阻类别 项目 单个电阻 串联电阻 并联电阻 电阻计算值（按标称值计算）/Ω 10k±1 20k±1 5k±1 电阻测量值/kΩ 9.78 19.61 4.91 相对误差/kΩ 0.220 0.390 0.090 2、线性电阻元件的伏安特性测试 测试电路如图1-3所示， （1）串联电阻电路伏安特性测试 A: 按测试电路 图1-3 连接好各仪器，将图(b) 接到图1-3的待测电路部分。两个万用表，一个调到电流档位使其变成电流表，量程选2mA,表笔接到待测电路两边，另一个把档位调到电压档位，使其变成伏特表，选量程为20V。打开稳压电源电压开关，逐渐升高稳压电源电压， 使电流分别为0.2mA，0.4 mA, 0.6 mA, 0.8 mA, 1.0 mA。分别对应的电压读数为4.13V, 7.90V, 11.79V, 15.75V, 19.80V伏特表的读数记录到表1-2中。 图1-3 电阻元件伏安特性测试电路 （2）并联电阻电路伏安特性测试 A: 按测试电路 图1-3 连接好各仪器，将图(c) 接到图1-3的待测电路部分。两个万用表，一个调到电流档位使其变成电流表，量程选2mA,表笔接到待测电路两边，另一个把档位调到电压档位，使其变成伏特表，选量程为20V。打开稳压电源电压开关，逐渐升高稳压电源电压，读取电 流表、伏特表的读数记录到表1-2中 。 表1-２ 电阻元件伏安特性原始测试数据 电阻 串联 电路 Ｕ/V 4.13 7.90 11.79 15.75 19.80 Ｉ/mA 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 电阻 并联 电路 Ｕ/V 1.01 2.04 2.96 4.03 4.95 Ｉ/mA 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 数据处理 1.电阻的相对误差： （1）单个电阻：10.0-9.78=0.220kΩ （2）串联电阻：20.0-19.61=0.39kΩ （3）并联电阻：5.00-4.91=0.09kΩ 2.电阻元件伏安特性测试数据处理： （1）串联电阻电路：电流分别为0.2,0.4,0.6,0.8,1.0时对应的电阻 R=4.13/0.2*10^-3=20.1kΩ R=7.90/0.4*10^-3=19.8kΩ R=11.8/0.6*10^-3=19.7kΩ R=15.8/0.8*10^-3=19.8kΩ R=19.8/1.0*10^-3=19.8kΩ （2）并联电阻电路：电流分别为0.2,0.4,0.6,0.8,1.0时对应的电阻 R=1.01/0.2*10^-3=5.0