電阻伏安特型的測量

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1、北方民族大學(xué)基礎(chǔ)物理實驗中心大學(xué)物理實驗指導(dǎo)書實驗十四電阻伏安特性的測量本實驗儀由直流穩(wěn)壓電源、可變電阻器、電流表、電壓表及被測元件等五部分組成，可以獨(dú)立完成對線性電阻元件、半導(dǎo)體二極管、鎢絲燈泡等八種電學(xué)元件的伏安特性測量。電壓表和電流表是采用指針式微安表頭改裝的，具有一定的內(nèi)阻，必須合理配接電壓表和電流表，才能使測量誤差最小，這樣可使初學(xué)者在實驗方案設(shè)計中，得到鍛煉。因此，本實驗中有四個實驗，針對每一個實驗，具體給出了相應(yīng)的實驗要求。實驗14.1線性電阻器伏安特性測量及測試電路設(shè)計一、實驗?zāi)康陌幢粶y電阻大小、

2、電壓表和電流表內(nèi)阻大小，掌握線性電阻元件伏安特性測量的基本方法。二、實驗儀器1.DH6101型電阻元件伏安特性實驗儀2.100Ω錳銅線電阻器，誤差≤±0.5%三、實驗原理1、伏安特性在電阻器兩端施加一直流電壓，在電阻器內(nèi)就有電流通過。根據(jù)歐姆定律，電阻器電阻值為：1－1上式中R—電阻器在兩端電壓為V，通過的電流為I時的電阻值，Ω；V—電阻器兩端電壓，V；I—電阻器內(nèi)通過的電流I。歐姆定律公式1－1表述成下式：以V為自變量，I為函數(shù)，作出電壓電流關(guān)系曲線，稱為該元件的伏安特性曲線。對于線繞電阻、金屬膜電阻等電阻器，

3、其電阻值比較穩(wěn)定，其伏安特性曲線是一條通過原點的直線，即電阻器內(nèi)通過的電流與兩端施加的電壓成正比，這種電阻器也稱為線性電阻器。圖1－1線性元件伏安特性曲線2、線性電阻的伏安特性測量電路的設(shè)計當(dāng)電流表內(nèi)阻為0，電壓表內(nèi)阻無窮大時，下述兩種測試電路都不會帶來附加測量誤差。-9-北方民族大學(xué)基礎(chǔ)物理實驗中心大學(xué)物理實驗指導(dǎo)書圖1－2電流表外接測量電路圖1－3電流表內(nèi)接測量電路被測電阻。實際的電流表具有一定的內(nèi)阻，記為RI；電壓表也具有一定的內(nèi)阻，記為RU。因為RI和RU的存在，如果簡單地用公式計算電阻器電阻值，必然帶來

4、附加測量誤差。為了減少這種附加誤差，測量電路可以粗略地按下述辦法選擇：A.當(dāng)RU＞＞R，RI和R相差不大時，宜選用電流表外接電路，此時R為估計值；B.當(dāng)R＞＞RI，RU和R相差不大時，宜選用電流表內(nèi)接電路，C.當(dāng)R＞＞RI，RU＞＞R時，必須先用電流表內(nèi)接和外接電路作試探性測試而定。方法如下：先按電流表外接電路接好測試電路，調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源電壓，使兩表指針都指向較大的位置，保持電源電壓不變，記下兩表值為U1，I1；將電路改成電流表內(nèi)接式測量電路，記下兩表值為U2，I2。將U1，U2和I1，I2比較，如果電壓值變化

5、不大，而I2較I1有顯著的減少，說明R是高值電阻。此時選擇電流表內(nèi)接式測試電路為好；反之電流值變化不大，而U2較U1有顯著的減少，說明R為低值電阻，此時選擇電流表外接測試電路為好。當(dāng)電壓值和電流值均變化不大，此時兩種測試電路均可選擇（思考：什么情況下會出現(xiàn)如此情況？）如果要得到測量準(zhǔn)確值，就必須按下1－2，1－3兩式，予以修正。即電流表內(nèi)接測量時，1－2電流表外接測量時1－3上兩式中：R—被測電阻阻值，Ω；U—電壓表讀數(shù)值，V；I—電流表讀數(shù)值，A；RI—電流表內(nèi)阻值，Ω；RU—電壓表內(nèi)阻值，Ω。四、實驗內(nèi)容1、

6、線路設(shè)計：見圖1－4-9-北方民族大學(xué)基礎(chǔ)物理實驗中心大學(xué)物理實驗指導(dǎo)書2、實驗內(nèi)容A.電流表外接測試B.電流表內(nèi)接測試C.測試電路優(yōu)選方法驗證D.按1－2式，1－3式修正計算結(jié)果圖1－4實驗電路接線圖五、數(shù)據(jù)記錄表1－1100Ω電阻器伏安曲線測試數(shù)據(jù)表電流表內(nèi)接測試電流表外接測試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、實驗總結(jié)1、電阻器伏安特性概述2、電流表內(nèi)接外接兩種測試方法，根據(jù)R=100Ω，RU=200KΩ，RI=0.725Ω和測試誤差，討論兩種測試方式優(yōu)劣

7、。-9-北方民族大學(xué)基礎(chǔ)物理實驗中心大學(xué)物理實驗指導(dǎo)書實驗14.2二極管伏安特性曲線的研究一、實驗?zāi)康耐ㄟ^對2AP10、1N4007兩種二極管伏安特性的測試，掌握鍺二極管和硅二極管的非線性特點，從而為以后正確設(shè)計使用這些器件打好技術(shù)基礎(chǔ)。二、實驗儀器1.DH6101型電阻元件伏安特性實驗儀2.2AP10、1N4007二極管三、實驗原理1、伏安特性描述2AP10是典型的鍺點接觸普通二極管，二極的電容效應(yīng)很小，主要在100MHz以下無線電設(shè)備中作檢波用；1N4007為典型的硅半導(dǎo)體整流二極管，主要在電氣設(shè)備中作低頻整

8、流用。對二極管施加正向偏置電壓時，則二極管中就有正向電流通過（多數(shù)載流子導(dǎo)電），隨著正向偏置電壓的增加，開始時，電流隨電壓變化很緩慢，而當(dāng)正向偏置電壓增至接近二極管導(dǎo)通電壓時（鍺為0.2V左右，硅管為0.7V左右），電流急劇增加，二極管導(dǎo)通后，電壓的少許變化，電流的變化都很大。對上述二種器件施加反向偏置電壓時，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，其反向電壓增加至該二極管的擊穿電壓時，電流