试验四电阻元件伏安特性的测定.PDF

测绘线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线 【实验简介】 电阻是电学中常用的物理量。利用欧姆定律测导体电阻的方法称为“伏安法”。 为了研究材料的导电性，通常作出其伏安特性曲线，了解它的电压和电阻的关系。伏安特性 曲线是直线的元件称为“线性元件”，伏安特性曲线不是直线的元件称为“非线性元件”。这 两种元件的电阻都可以用伏安法测量。但是，由于测量时电表被引入测量电路，电表内阻必 然会影响测量结果，因而应考虑对测量结果进行必要的修正，以减小系统误差。 【实验目的】 1、了解电学实验常用仪器的规格、性能，学习它们的使用方法。 2 、学习电学实验的基本操作规程和连接电路的一般方法。 3、掌握电阻元件伏安特性的测量方法，用伏安法测电阻。 4 、了解系统误差的修正方法，学会作图法处理实验数据。 【实验仪器和用具】 名称 数量 型号 1、直流恒压源恒流源 1 台 自备 2 、数字万用表 2 台 自备 3、电阻 2 只 510Ω×1 2200Ω×1 4 、白炽灯泡 1 只 12V/3W 5、稳压二极管 1 只 2CW56 6、短接桥和连接导线 若干 SJ-009 和 SJ-301 9、九孔插件方板 1 块 SJ-010 【实验原理】 1、伏安特性曲线 实验中常用的线绕电阻、碳膜电阻和金属膜电阻等，它们都具有以下共同特性，即加在 该电阻上的电压与通过其上的电流总是成正比例的变化(忽略电流热效应对阻值的影响) 。若 以纵坐标表示电流，横坐标表示电压，电流与电压的关系就表示为一条直线如图（a ）所示。 具有这种特性的电阻元件成为“线性电阻元件”。 2 、非线性电阻 如果电阻电阻元件两端的电流、电压关系为曲线，则这类电阻元件称为“非线性电阻元 件”（如热敏电阻、二极管等）。这种元件的特点是电阻随加在它两端的电压改变而改变如图 （b ）所示。一般均用伏安特性曲线来反映非线性电阻元件的特性。 U R I 图（a ）线性电阻的伏安特性曲线 图（b ）二极管的伏安特性曲线 3、伏安法测电阻 欧姆定律告诉我们，通过一段电路的电流，与这段电路两端的电压成正比，与这段电路 U 的电阻成反比，即I 。由此可求得电阻 R U R （1-1） I 这是伏安法测电阻所根据的基本原理。 图 1 电流表内接测量电路 图2 电流表外接测量电路 （1）电流表内接法 I R 的电 如图 1 所示，电路属于电流表内接法。电流表测出的电流 就是通过待测电阻 x 流I x ，但电压表测出的电压U 应等于Rx 两端的电压Ux 与电流表内阻RA 上的电压UA 之和。 U U +U R x A A R测