实验2“电阻的伏安特性曲线”数据处理示范
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测伏安特性实验报告实验目的1. 了解伏安特性的基本概念2. 学习使用伏安表进行电压电流测量3. 掌握绘制伏安特性曲线的方法实验器材1. 直流电源2. 可调电阻箱3. 伏安表4. 电线实验原理伏安特性曲线描述了电阻器或其他电子器件的电压与电流之间的关系。
在伏安特性曲线中,横轴表示电流,纵轴表示电压。
通过绘制伏安特性曲线,可以了解电阻器或电子器件的性能特点,包括线性范围、最大工作电压、最大工作电流等。
实验步骤1. 按照电路图连接实验器材,将直流电源与伏安表通过可调电阻箱连接。
2. 将可调电阻箱的电阻设为最大值,打开直流电源,调节电压使其达到所需电压范围。
3. 逐步减小可调电阻箱的电阻值,记录电压与电流的数值。
4. 根据记录的数值,绘制伏安特性曲线。
实验结果根据实验步骤记录的数据,绘制了如下的伏安特性曲线。
1.测量时,可调稳压电源的输出电压由0 V缓慢逐渐增加,应时刻注意电压表和电流表的读数,切勿超过规定值。
2.稳压电源输出端切勿碰线短路。
3.测量中,随时注意电流表读数,及时更换电流表量程,勿使仪表超量程。
【预习题】1. 下图分别为纯电阻、白炽灯泡、普通二极管、稳压二极管的伏安特性曲线,请根据伏安特性曲线分析各种电阻有什么特点?答:纯电阻:纯电阻的伏安特性是一条直线,电压与电流成线性关系,电阻数值恒定,为线性电阻。
白炽灯泡:白炽灯泡的伏安特性是关于原点对称的曲线,其斜率由小变大,说明其电阻值由小变到大,白炽灯泡为非线性电阻。
普通二极管:二极管加反向电压时,流过二极管的电流很小,几乎为0,说明电阻非常大,趋于断路;当二极管加正向电压时,刚开始电流变化较小,但电压大于一定值时,电流会随电压的缓慢升高而急剧增大,说明电阻急剧变小,二极管为非线性电阻。
稳压二极管:稳压二极管的正向特性与普通二极管的正向特性相似。
加反向电压时,在某范围内的电压,电流较小;一旦超出一定电压,电流就会突然增加,而稳压二极管上的电压几乎恒定不变。
说明电阻刚开始非常大,随着电压增大,一旦达到一定值时,电阻急剧减小,稳压管为非线性电阻。
2. 电流表内接方式和电流表外接方式分别适用于什么情况?答:电流表内接方式适用于待测电阻值远大于电流表的内阻。
电流表外接方式适用于待测电阻值远小于伏特表的内阻。
【实验目的】1.学习由测量电压、电流求电阻值的方法(伏安法)。
2.通过对二极管伏安特性的测量,了解非线性电学元件的导电特性。
3.学习减少伏安法中系统误差的方法。
【实验仪器】【实验内容与步骤】1.测定线性电阻的伏安特性(1)确定采用外接(内接、外接)法测伏安特性,并按图接线。
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。
竭诚为您提供优质文档/双击可除伏安特性曲线的测量实验报告篇一:电路元件伏安特性的测量(实验报告答案)实验一电路元件伏安特性的测量一、实验目的1.学习测量电阻元件伏安特性的方法;2.掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法;3.掌握直流稳压电源和直流电压表、直流电流表的使用方法。
二、实验原理在任何时刻,线性电阻元件两端的电压与电流的关系,符合欧姆定律。
任何一个二端电阻元件的特性可用该元件上的端电压u与通过该元件的电流I之间的函数关系式I=f(u)来表示,即用I-u平面上的一条曲线来表征,这条曲线称为电阻元件的伏安特性曲线。
根据伏安特性的不同,电阻元件分为两大类:线性电阻和非线性电阻。
线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线,如图1-1(a)所示。
该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R决定,其阻值R为常数,与元件两端的电压u和通过该元件的电流I无关;非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线,其阻值R不是常数,即在不同的电压作用下,电阻值是不同的。
常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等,它们的伏安特性曲线如图1-1(b)、(c)、(d)所示。
在图1-1中,u>0的部分为正向特性,u<0的部分为反向特性。
(a)线性电阻(b)白炽灯丝绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法,电阻元件在不同的端电压u作用下,测量出相应的电流I,然后逐点绘制出伏安特性曲线I=f(u),根据伏安特性曲线便可计算出电阻元件的阻值。
三、实验设备与器件1.直流稳压电源1台2.直流电压表1块3.直流电流表1块4.万用表1块5.白炽灯泡1只6.二极管1只7.稳压二极管1只8.电阻元件2只四、实验内容1.测定线性电阻的伏安特性按图1-2接线。
调节直流稳压电源的输出电压u,从0伏开始缓慢地增加(不得超过10V),在表1-1中记下相应的电压表和电流表的读数。
2将图1-2中的1kΩ线性电阻R换成一只12V,0.1A的灯泡,重复1的步骤,在表1-2中记下相应的电压表和电流表的读数。
伏安特性曲线的测量实验报告篇一:电路元件伏安特性的测量实验一电路元件伏安特性的测量一、实验目的1.学习测量电阻元件伏安特性的方法;2.掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法;3.掌握直流稳压电源和直流电压表、直流电流表的使用方法。
二、实验原理在任何时刻,线性电阻元件两端的电压与电流的关系,符合欧姆定律。
任何一个二端电阻元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系式I=f来表示,即用I-U 平面上的一条曲线来表征,这条曲线称为电阻元件的伏安特性曲线。
根据伏安特性的不同,电阻元件分为两大类:线性电阻和非线性电阻。
线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线,如图1-1(a)所示。
该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R决定,其阻值R为常数,与元件两端的电压U和通过该元件的电流I无关;非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线,其阻值R不是常数,即在不同的电压作用下,电阻值是不同的。
常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等,它们的伏安特性曲线如图1-1(b)、(c)、(d)所示。
在图1-1中,U >0的部分为正向特性,U<0的部分为反向特性。
线性电阻白炽灯丝绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法,电阻元件在不同的端电压U作用下,测量出相应的电流I,然后逐点绘制出伏安特性曲线I=f,根据伏安特性曲线便可计算出电阻元件的阻值。
三、实验设备与器件1.直流稳压电源1 台2.直流电压表1 块3.直流电流表1 块4.万用表 1 块5.白炽灯泡 1 只6. 二极管1 只7.稳压二极管1 只8.电阻元件 2 只四、实验内容1.测定线性电阻的伏安特性按图1-2接线。
调节直流稳压电源的输出电压U,从0伏开始缓慢地增加(不得超过10V),在表1-1中记下相应的电压表和电流表的读数。
2将图1-2中的1kΩ线性电阻R换成一只12V,的灯泡,重复1的步骤,在表1-2中记下相应的电压表和电流表的读数。
电子元件的伏安特性的测定当一个电子元件两端加上电压,元件内有电流通过时,电压与电流之间便有着一定的关系.通过此元件的电流随外加电压的变化关系曲线,称为伏安持性曲线.从伏安特性曲线所遵循的规律,即可得知该元件的导电特性.若元件的伏安特性曲线呈直线,称为线性电阻;若呈曲线,称为非线性电阻。
非线性电阻的伏安特性所反映出来的规律总是与一定的物理过程相联系的。
利用非线性元件的特性可以研制各种新型的传感器、换能器,这些器件在温度、压力、光强等物理量的检测和自动控制方面都有广泛的应用。
对非线性电阻伏安特性的研究,有助于加深对有关的物理过程、物理规律及其应用的理解和认识。
【实验目的】1. 了解线性电阻、非线性电阻的伏安特性;2.掌握用伏安法测电阻时电流表内接、外接的条件;3.掌握电表量程的选择及读数。
【实验原理】1.伏安特性曲线常用的线绕电阻、炭膜电阻和金属电阻等,它们都具有以下的共同特性:即加在电阻两端的电压U与通过它的电流I成正比(忽略电流热效应对阻值的影响)。
元件的伏安特性曲线呈直线,如图2.5-1所示。
具有这种特性的电阻元件称为线性电阻元件。
对于热敏电阻、晶体二极管等,这类元件的特点是:加在元件两端的电压U与通过它的电流I的比值不是一个定值,元件的伏安特性曲线呈曲线,如图2.5-2所示。
这类电阻元件称为非线性电阻元件。
它的电阻定义为R=dU/dI,由曲线的斜率求得。
晶体二极管是典型的非线性元件,通常用符号其正向电阻只有几欧姆到几百欧姆,而反向电阻却在几千欧姆以上。
如图2.5-2中所示,当二极管加正向电压时,管子呈低阻状态,在OA段,外加电压不足以克服P-N结内电场对多数载流子的扩散所造成的阻力,正向电流较小,二极管的电阻较大。
在AB段,外加电压超过阈值电压(锗管约为0.3V,硅管约为0.7V)后,内电场大大削弱,二极管的电阻变得很小(约几十欧姆),电流迅速上升,二极管呈导通状态。
相反,若二极管加上反向电压时,当电压较小时,反向电流很小,在曲线OC段,管子呈高阻状态(截止)。
一、实验目的1. 理解并掌握伏安特性曲线的概念及其测量方法。
2. 通过实验验证欧姆定律,掌握线性电阻元件和非线性电阻元件的伏安特性。
3. 熟悉使用直流稳压电源、直流电压表、直流电流表等实验仪器。
二、实验原理伏安特性曲线是指在一定条件下,电阻元件两端的电压U与通过电阻元件的电流I 之间的关系曲线。
根据伏安特性的不同,电阻元件可分为线性电阻和非线性电阻。
1. 线性电阻元件的伏安特性:线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线,其斜率只由电阻元件的电阻值R决定。
根据欧姆定律,电阻元件两端的电压U与通过电阻元件的电流I之间存在线性关系,即U = IR。
2. 非线性电阻元件的伏安特性:非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条通过坐标原点的直线,其阻值R不是常数,即在不同的电压作用下,电阻值是不同的。
常见的非线性电阻元件有白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等。
三、实验仪器与设备1. 直流稳压电源2. 直流电压表3. 直流电流表4. 线性电阻元件5. 非线性电阻元件6. 导线7. 电路板8. 实验记录本四、实验步骤1. 连接实验电路:将线性电阻元件和非线性电阻元件分别接入电路,连接直流稳压电源、直流电压表、直流电流表。
2. 设置电压值:调整直流稳压电源的输出电压,使其在预定范围内变化。
3. 测量电流与电压:记录不同电压值下,通过电阻元件的电流值。
4. 绘制伏安特性曲线:以电压U为横坐标,电流I为纵坐标,绘制线性电阻元件和非线性电阻元件的伏安特性曲线。
5. 分析与讨论:分析伏安特性曲线,验证欧姆定律,比较线性电阻元件和非线性电阻元件的伏安特性。
五、实验结果与分析1. 线性电阻元件的伏安特性曲线:根据实验数据,绘制线性电阻元件的伏安特性曲线。
曲线通过坐标原点,斜率等于电阻元件的电阻值。
验证了欧姆定律。
2. 非线性电阻元件的伏安特性曲线:根据实验数据,绘制非线性电阻元件的伏安特性曲线。
曲线不是通过坐标原点的直线,阻值随电压变化而变化。
实验二 电气元件的伏安特性曲线
一、 仪器条件记录
【 电表的∆= 量程×级别% 】
二、 测量记录
(1)接法:电压表内接【因实验已知电压表的内阻R V 】
(2)修正关系式:I I V R R V
=- ;而I I R R R R V V ≈∴>>Ω=,, 107
【 注意:I 的单位换算 】
三、 根据测量关系式V R
I R ⋅=1
计算电阻两端的电压与电流的最佳直线的截距和斜率
1.根据V-I 实验图线, 电阻两端的电压与电流呈线性关系(见图1)
2.用计算机进行最小二乘法线性回归计算得: (y 表示R I ;x 表示V ;R
b 1
=;) (1) 计算机显示记录:
a = -4.545454E-03 a U =9.203508E-03(程序中a 的A 类不确定度作为a U )
b = 1.008909 b U =1.555677E-03
(2) 计算结果表示:
a = -0.0045±0.0092 mA
b = 1.0089±0.0016 mA/V
= (1.0089±0.0016)×103
- A/V
%16.0%1000089.10016
.0%100=⨯=⨯=
b
U E b b
【这里注意两点:① 计算机中10的多少次方是用E 的多少来表示的,但计算结果表示中不能用E 来书写;
② 计算结果表示应表示出相应的单位。
a 的单位与y 的单位相同;而斜率b
dy
dx
=
,所以b 的单位必是输入计算机时y 所用单位和x 所用单位的比。
最后,如有必要,再将所用单位转换成法定计量单位。
】
【从上述结果可以看出:a U a ± 中包含0,从另一个侧面说明实验没有显著的系统误差存在。
】
图1(图线中R I V 和具有很好的线性关系)
四、电阻R 计算和结果表示
R 的计算式:)991.18(10
0089.1113Ω=⨯==
-b R。