验》教案实验8电阻元件的伏安特性研究.docVIP

实验8 电阻元件的伏安特性研究 【一】实验目的 1.学习常用电磁学仪器仪表的正确使用及简单电路的连接； 2.掌握用伏安法测量电阻的基本方法及误差分析； 3.测定线性电阻和非线性电阻的伏安特性。 【二】实验仪器 直流毫安表（0～15～75～150mA）；直流微安表（0～1500μA） 直流电压表（0～3～7.5～30V） 晶体管直流稳压电源；滑线变阻器；电阻箱（99999.9?）；待测金属膜电阻；待测晶体二极管；电键、导线等。 【三】实验原理及过程简述 1. 欧姆定律，电阻的组织等于电阻两端的电压除以其电流，即 2．电路 电流表外接法（图1）： 测量的电阻实际上是Rx与RV的并联电阻，因此测量值要小于真实值，当RV趋于无穷大时，测量值等于真实值。 电流表内接法（图2） 测量的电阻实际上是Rx与RA的串连电阻，因此测量值要大于真实值，当RA趋于零时，测量值等于真实值。 为了减小上述误差，必须根据待测阻值的大小和电表内阻的不同，正确选择测量电路。当 ＞＞且＞时，选择电流表内接法。 ＜＜且＞时，选择电流表外接法。 ＞＞且＜＜时，两种接法均可。 图1 图2 3．实验步骤 1）测量小电阻的伏安特性（图1）； 2）测量大电阻的伏安特性（图2）； 3）测量晶体二极管正向伏安特性曲线（图1，把Rx换成二极管的正向连接）； 4）测量晶体二极管的反向伏安特性曲线（图2，把Rx换成二极管的反向连接）。 【四】数据记录 1）小电阻 电压（V） 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3.0 电流（mA） 0 3.0 6.0 8.9 11.8 14.4 17.2 20.1 23.8 26.4 29.8 2）大电阻 电压（V） 0 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0 21.0 24.0 27.0 30.0 电流（uA） 0 2.8 5.6 7.9 11.6 14.8 18.1 21.2 24.5 27.6 30.4 3）测量晶体二极管正向 电压（V） 0 0.2 0.3 0.6 0.7 0.75 0.80 0.85 电流（mA） 0 0.1 0.25 0.3 5.8 16.1 28.9 49.0 4）测量晶体二极管的反向 电压（V） 0 5.0 10.0 15.0 20.0 22.0 23.0 23.5 24.0 24.5 25 电流（uA） 0 .0 1.5 3.0 4.2 6.0 25.0 51.0 105.0 300.0 600.0 【五】 实验数据处理及误差计算 小电阻的伏安特性 由伏安特性曲线可知小电阻的阻值为R＝102.0Ω 误差计算： 其中、分别为电压表和电流表的最大仪器误差，1％为电流表和电压表的级别。 大电阻的伏安特性 由伏安特性曲线可知小电阻的阻值为R＝102.5kΩ 误差计算： 二极管的伏安特性 【六】 实验结果表达及误差分析 小电阻 大电阻 误差分析和讨论： 测量电阻的内接法和外接法所带来的系统误差； 电流表和电压本身存在的误差； 读数时的估计误差 3