微专题四:伏安法实验
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伏安法测电阻实验报告一、实验目的:1.学会设计用伏安法测电阻的实验电路。
2.掌握各种电阻原件伏安特性曲线的测量方法。
3.学会用作图法处理实验数据。
二、实验原理:1.线性元件和非线性原件当一电阻元件两端加上不同的直流电压U时,元件内则有相应的电流I流过,以电流I为纵坐标,电压U为横坐标,做出I−U关系曲线,这便是该电阻元件的伏安特性曲线。
通常情况下,导电金属丝,碳膜电阻,金属膜电阻等,其伏安特性曲线是一条过原点的直线,如图(1)所示。
这类元件称为线性元件,其阻值是一个不随I,U变化的常量。
对于像晶体二极管,热敏电阻等元件,他们的伏安特性曲线不是一条直线,这类元件称为非线性元件,其阻值不是一个常量。
图(1)2.测量电路的选取利用伏安法测电阻常采用如下图所示的两种类型测量电路。
由图可以得出,测量电路的选取在于电源的选取,变阻器R的选取和电表的选取以及连接方式等几方面。
(1)电源的选取实验时常用的直流电源有三种:直流稳压电源,直流稳流电源和固定电压源(如干电池等)。
实验时电源的选取应使所选电源的额定电压和额定电流同负载的额定电压和额定电流相同或稍大较为理想,余量过大浪费电能,会使调节变粗,若使用不慎也易损坏电表。
(2)变阻器的选取与连接方式变阻器的用途是控制电路中的电压和电流,使其达到某一指定的数值,或使其在一定范围内连续变化。
为此,实验中常用变阻器组成分压电路和限流电路,如上图所示。
分压电路是通过变阻器R的滑动端的移动来改变R X两端的电压;限流电路是通过改变变阻器R的阻值来改变电路中电流的。
实验中如能选用合适的直流稳压电源或是稳流电源,一般可不采用变阻器控制电路。
如选用固定电压电源,则需用变阻器来调节R X两端的电压和通过它的电流。
变阻器的连接方式按如下考虑:如所选电源的额定电流大于负载R X的两倍以上,宜选用分压电路。
该电路调节的范围宽且可以调为零值。
实验中希望改变R时,负载R X两端的电压变化要尽量均匀,否则调节困难,给实验带来不便。
伏安测电阻的实验报告伏安测电阻的实验报告一、引言电阻是电路中常见的元件之一,用于限制电流的流动。
伏安法是一种常用的测量电阻的方法,通过测量电阻两端的电压和通过电阻的电流来计算电阻值。
本实验旨在通过伏安法测量不同电阻的电阻值,并探讨实验结果的准确性和误差来源。
二、实验装置和步骤实验装置包括电源、电阻箱、电流表、电压表和导线等。
实验步骤如下:1. 将电源接通并设置适当的电压值。
2. 将电流表和电阻箱连接成串联电路,电流表的量程应大于预期电流值。
3. 将电压表连接在电阻两端,确保电压表的量程适应预期电压值。
4. 依次调节电阻箱的阻值,记录电流表和电压表的读数。
5. 重复步骤4,使用不同的电阻值进行测量。
三、实验结果分析根据实验数据,我们可以得到电阻和电流、电压之间的关系。
根据欧姆定律,电阻等于电压与电流的比值。
通过绘制电阻与电流、电压的关系图,可以观察到线性关系。
这验证了欧姆定律的有效性。
然而,在实际测量中,我们发现实验结果与理论值存在一定的差异。
这可能是由于实验中的误差导致的。
误差来源主要包括仪器误差、电线电阻和接触电阻等。
仪器误差是由于仪器本身的精度和灵敏度限制而引起的。
电线电阻是由于导线本身的电阻而导致的误差。
接触电阻是由于连接器件之间的接触不良而引起的。
为了减小误差,我们可以采取一些措施。
首先,选择精度较高的仪器进行测量。
其次,使用较粗的导线以减小电线电阻的影响。
最后,确保连接器件之间的接触良好,以减小接触电阻的影响。
四、实验应用和意义伏安法是一种常用的测量电阻的方法,广泛应用于电路设计、故障排除和电阻器校准等领域。
通过准确测量电阻值,我们可以评估电路的性能和稳定性,为电路设计和优化提供依据。
此外,伏安法还可以用于测量其他元件的电阻值,如电感、电容等。
通过测量不同元件的电阻值,我们可以进一步研究电路的特性和响应。
总结:本实验通过伏安法测量不同电阻的电阻值,并分析了实验结果的准确性和误差来源。
实验结果验证了欧姆定律的有效性,并探讨了减小误差的方法。
伏 安 法 测 电 阻一、伏安法测电阻1、 原理:R=U/I 电流表测通过电阻的电流;电压表测电阻两端的电压2、 两种测量方法: 外接法:(1) 电路如图所示:(2) 电阻两端的电压准确;但伏特表与被测电阻并联后有分流作用,测出的电流值偏大,求出的电阻值要比真实值小。
x Vx V xR R R R R R +=测(3) 实验中只能尽量减小误差。
也就是通过电流表的电流尽可能的通过电阻,也就要求电阻本身的电阻较小。
所以外接法适应于测阻值较小的电阻。
适用条件:x V R R 〉〉内接法:(4) 电路如图所示:(5) 通过电阻的电流准确;但电流表有分压作用,测出电阻两端的电压偏大,求出的电阻值要比真实值大。
(6) 电阻两端的电压准确;但伏特表与被测电阻并联后有分流作用,测出的电流值偏大,求出的电阻值要比真实值小。
x A x R R R R +=测(7) 实验中只能尽量减小误差。
也就是电压表两端的电压尽可能为电阻两端的电压,也就要求电阻本身的电阻较大。
所以内接法适应于测阻值较大的电阻。
适用条件:A x R R 〉〉注意事项:1、 x V R R 〉〉用“外接法”2、 A x R R 〉〉用“内接法”3、 实际中,VA x 、R 、R R 相比,其大小并不,用“比值法”选择“内接法”或“外接法”外接法 Vx V x R R R R R +=测 11+=+=Vx xV V xR R R R R R R 测0→Vx R R 误差越小内接法:A x R R R +=测 xA xRR RR +=1测0→xA R R 误差越小总结:V A x R R R > 外接法 V A x R R R < 内接法练习:1、 如图所示,伏安法测电阻时,为提高测量的精度,可在连接电路时,将电压表的一端预留出来,使P 分别跟a 、b 两点接触一下,同时注意观察电流表、电压表的示数,则下面的决定正确的是(BC ) A 、两次比较若电流表的示数变化显著,则P 应接在aB 、两次比较若电流表的示数变化显著,则P 应接在bC 、两次比较若电压表的示数变化显著,则P 应接在aD 、两次比较若电压表的示数变化显著,则P 应接在b2、 下列关于“伏安法测电阻”的说法中,正确的是(A )A 、伏安法测电阻要根据待测电阻的情况来选择用内接法还是外接法,这样可减小误差B 、对于同一电阻,用内接法和外接法的测量结果是相同的C 、内接法测电阻的误差较大,因为其存在电流表的分压D 、外接法测电阻的误差较大,因为其存在电压表的分流滑动变阻器的两种接法3、 限流接法 (1) 电路如图所示(2) 负载Rx 的电压范围~E RR ER x x +电流范围xmx R E ~R R E +(3) 限流接法比分流接法节省电能(4) 采用限流法的情况:滑动变阻器的电阻比待测电阻大,可以保证不超过电压表或电流表的量程。
伏安法测电阻的实验报告一、实验目的1、掌握伏安法测电阻的原理和方法。
2、学会使用电压表、电流表等电学仪器测量电阻。
3、加深对欧姆定律的理解,提高实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律,即$R =\frac{U}{I}$,其中$R$表示电阻,$U$表示电阻两端的电压,$I$表示通过电阻的电流。
通过测量电阻两端的电压$U$和通过电阻的电流$I$,就可以计算出电阻的值。
在实验中,通常有两种测量电路:电流表内接法和电流表外接法。
电流表内接法:将电流表与待测电阻串联,电压表测量电流表和待测电阻两端的总电压。
此时,测量的电压值大于待测电阻两端的实际电压,测量的电阻值大于实际电阻值,测量值为$R =\frac{U}{I} = R_x + R_A$,其中$R_x$为待测电阻,$R_A$为电流表内阻。
电流表外接法:将电压表与待测电阻并联,电流表测量通过电压表和待测电阻的总电流。
此时,测量的电流值大于通过待测电阻的实际电流,测量的电阻值小于实际电阻值,测量值为$R =\frac{U}{I} =\frac{R_x R_V}{R_x + R_V}$,其中$R_V$为电压表内阻。
为了减小测量误差,应根据待测电阻的大小选择合适的测量电路。
当$R_x \gt \sqrt{R_A R_V}$时,采用电流表内接法;当$R_x \lt\sqrt{R_A R_V}$时,采用电流表外接法。
三、实验器材1、直流电源(输出电压可调)2、电压表(量程 0 3V,内阻约为3kΩ)3、电流表(量程 0 06A,内阻约为05Ω)4、待测电阻(约5Ω)5、滑动变阻器(最大阻值20Ω)6、开关7、导线若干四、实验步骤1、按照实验电路图连接电路。
(1)选择电流表外接法,将电源、开关、滑动变阻器、待测电阻、电流表、电压表依次用导线连接起来,注意正负极的连接和量程的选择。
(2)滑动变阻器采用限流接法,滑片移到阻值最大的一端。