电学元件的伏安特性实验报告v1.doc

电学元件的伏安特性实验报告v1
实 验 报 告
预****报告
【实验目的】
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准确度等级见书66页。
100mA量程，，应读到小数点后1位，(mA)
3V量程，，应读到小数点后2位，(V)
【仪器用具】
直流稳压电源，电流表，电压表，滑线变阻器，小白炽灯泡，接线板，电阻，导线等。 从书中学****使用以上仪器的基础知识。
【实验原理】
给一个电学元件通直流电，测出元件两端的电压和通过它的电流，通常以
电压为横坐标、电流为纵坐标画出元件的电流和电压关系曲线，称做该元件的伏安特性曲线。这种研究元件特性的方法叫做伏安法。
用伏安法测量电阻时，线路有两种接法，即电流表内接和电流表外接。电
流表内接，测得电阻RX’永远大于真值RX，适于测量大电阻。电流表外接时测
得的电阻值永远小于真值，适于测量小电阻。不同的线路会引入不同的线路误差，在实验中要根据被测电阻的大小适当地选择测量线路，减少线路误差，以求提高测量准确度。
二极管是常用的非线性元件，欧姆定律虽然不适用，电阻不再为常量，而
是与元件上的电压或电流有关的变量。钨丝灯泡也是非线性元件，加在灯泡上电压与通过灯丝的电流之间的关系为
常数。
n，其中K、n是与该灯泡有关的
实验数据
实验1
电流表内接:
实验4 小灯泡 电流表内接
实验5
二极管 正向偏压 电流表外接
二极管 反向偏压 电流表内接
实验报告
电学元件的伏安特性
伏安法既可以测量线性元件的阻值，又可以测量非线性元件的伏安特性，具有测量范围宽、适应性广等优点，因此被广泛使用。
【实验目的】
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给一个电学元件通直流电，测出元件两端的电压和通过它的电流，通常以电压为横坐标、电流为纵坐标画出元件的电流和电压关系曲线，称做该元件的伏安特性曲线。这种研究元件特性的方法叫做伏安法。

伏安法测电阻既不如欧姆表测电阻方便，也不如电桥法准确，但其独具优点，即测量范围宽:它可以测量小到-31010Ω以下大到10Ω以上的电阻。由于电表
()
若用RX’表示V比I的值，则RX’和被测电阻值
RX的关系可由下式导出
线路误差的绝对误差为
相对误差为
E ()
于是可得出如下结论:
由于而引进的误差么，说明电流表内接，测得电阻RX’永
远大于真值RX，这是一种由于测量方法不完善而引进的系统误差，若准确地知道RA
值，可以对测量结果进行修正，即。
由()式看出，当时X)，则，此时的线路误
差在某些情况下可以忽略不计，所以图5-3线路适于测量大电阻。
(2)电流表外接
如图5-4所示，电流表外接时，电压表测出的电压就是电阻两端的电压VX，而电流表测出的电流I却是流过电
阻和电压表的电流之和，因此，由VX和I算出的电阻值RX’是被测电阻值RX和电压表 () 此时线路误差的绝对误差为
()
线路误差的相对误差为
外 ()
于是又可得出二点结论:
由于而引进的线路误差为，负号表明电流表外接时测得的电阻值永远小于真值。若
RV准确已知，则可对测量结果进行修正，修正后的测量值为
RX () 当时，，此时的线路误差
-4线路适于测 在某些清况下可以不计。所以图5
量小电阻。
由上面的分析可知，不同的线路会引入不同的线路误差，在实验中要根据被测电阻的大小适当地选择测量线路，减少线路误差，以求提高测量准确度。如果两种方法的相对误差都比较小，可以忽略不计，则两种接法都可以选用。若相对误差不可忽略，则在给定仪器的情况下应采用相对误差较小的接法。由()、()式，并考虑一般电表均有。，可得
时，|E外内|，采用内接法; RARV时，|E外内|，采用外接法。
因此选择的原则取决于被测电阻值和电流表及电压表内阻的大小。在线路误差可以忽略的情形下，测量的准确度主要由仪表的误差决定。

对于非线性元件，欧姆定律虽然不适用，但我们
仍可定义其电阻为
I
(5.