【清华】实验3.1电学元件伏安特性的测量实验报告
伏安特性实验报告
伏安特性实验报告
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
伏安特性实验报告
伏安特性实验报告
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
元件伏安特性测试实验报告
元件伏安特性测试实验报告
元件伏安特性测试实验报告
摘要:
本实验旨在通过测试不同元件的伏安特性曲线,分析元件的电流-电压关系。实验中使用了不同类型的元件,包括二极管、电阻和电容。通过测试,我们得出
了不同元件的伏安特性曲线,并对其特性进行了分析和讨论。
1. 引言
元件的伏安特性是描述元件电流和电压之间关系的重要参数。通过测试元件的
伏安特性曲线,可以了解元件的电流传导能力、电压稳定性以及工作范围等信息。本实验中,我们测试了二极管、电阻和电容的伏安特性,并对其进行了分
析和讨论。
2. 实验方法
2.1 实验仪器与材料
本实验使用的仪器包括数字万用表、直流电源和元件测试台。材料包括二极管、电阻和电容等。
2.2 实验步骤
(1)将二极管连接到元件测试台上,设置直流电源的电压为0V,逐渐增加电
压并记录相应的电流值,得到二极管的伏安特性曲线。
(2)将电阻连接到元件测试台上,通过改变直流电源的电压,记录电流值,并绘制电阻的伏安特性曲线。
(3)将电容连接到元件测试台上,通过改变直流电源的电压,记录电流值,并绘制电容的伏安特性曲线。
3. 实验结果与分析
3.1 二极管的伏安特性曲线
通过实验测试,我们得到了二极管的伏安特性曲线。在正向偏置情况下,二极
管呈现出导通状态,电流随着电压的增加而迅速增加;而在反向偏置情况下,
二极管处于截止状态,电流基本为零。通过分析曲线,我们可以得出二极管的
导通电压和反向击穿电压等重要参数。
3.2 电阻的伏安特性曲线
电阻的伏安特性曲线是一条直线,表明电阻的电流和电压成正比。通过实验测试,我们可以得到电阻的电阻值,并验证欧姆定律。此外,通过观察曲线的斜率,还可以了解电阻的阻值大小。
电学元件的伏安特性研究实验报告
电学元件的伏安特性研究实验报告
电学元件的伏安特性研究实验报告
引言:
电学元件是电路中最基本的组成部分,了解其伏安特性对于电路设计和分析至关重要。本实验旨在通过测量不同电学元件的伏安特性曲线,研究其特性和性能。
实验目的:
1. 理解电学元件的伏安特性曲线及其含义。
2. 掌握测量电学元件伏安特性曲线的方法和技巧。
3. 分析不同电学元件的特性,比较其性能差异。
实验原理:
伏安特性曲线描述了电学元件在不同电压和电流下的关系。实验中,我们将通过改变电压并测量对应的电流,来绘制伏安特性曲线。
实验步骤:
1. 准备实验所需的电学元件,包括电阻、电容和二极管等。
2. 搭建电路,将待测元件连接到电源和电流表上。
3. 逐步改变电源电压,同时记录对应的电流值。
4. 根据测量数据绘制伏安特性曲线。
实验结果与分析:
1. 电阻的伏安特性曲线呈线性关系,即电阻值为常数。这符合欧姆定律,即电阻的电流和电压成正比。
2. 电容的伏安特性曲线呈现出充电和放电两个阶段。在充电阶段,电容电流逐
渐增大,直到电容充满。在放电阶段,电容电流逐渐减小,直到电容放电完全。
3. 二极管的伏安特性曲线呈现出非线性关系。当正向电压施加在二极管上时,
电流迅速增加;而当反向电压施加时,电流几乎为零。这说明二极管具有单向
导电性。
实验总结:
通过本实验,我们对电学元件的伏安特性有了更深入的了解。不同的电学元件
具有不同的特性和功能,在电路设计中起到不同的作用。掌握伏安特性的测量
方法和分析技巧,对于电路设计和故障排除具有重要意义。
实验中可能存在的误差:
1. 电源电压的波动可能会对测量结果产生一定的影响。
电学元件的伏安特性测量实验报告
电学元件的伏安特性测量实验报告
电学元件的伏安特性测量实验报告
引言:
电学元件的伏安特性是电子工程领域中一个重要的实验内容。通过测量电流与
电压之间的关系,可以了解元件的性能和特点。本实验报告将介绍伏安特性测
量实验的目的、原理、实验过程和结果分析。
一、实验目的
本实验的主要目的是通过测量电阻、二极管和电容的伏安特性曲线,掌握这些
电学元件的基本特性,并加深对电路中电流和电压之间关系的理解。
二、实验原理
1. 电阻的伏安特性测量
电阻是一个线性元件,其伏安特性曲线为一条直线,斜率为电阻值。实验中,
通过改变电阻上的电压,测量通过电阻的电流,然后根据欧姆定律计算电阻值。
2. 二极管的伏安特性测量
二极管是一个非线性元件,其伏安特性曲线为一条指数曲线。实验中,通过改
变二极管的电压,测量通过二极管的电流。由于二极管的正向电压与正向电流
之间存在指数关系,因此需要在实验中选择适当的电压范围,以保证测量数据
的准确性。
3. 电容的伏安特性测量
电容是一个存储电荷的元件,其伏安特性曲线为一条斜率逐渐变小的曲线。实
验中,通过改变电容器两端的电压,测量电容器充电和放电的电流。根据电容
器的充放电过程,可以得到电容器的伏安特性曲线。
三、实验过程
1. 电阻的伏安特性测量
a. 搭建电路:将电阻与电压源和电流表连接,保证电路的稳定性。
b. 调节电压源的电压,并记录电流表的读数。
c. 重复步骤b,改变电压源的电压,测量不同电压下的电流值。
d. 根据欧姆定律,计算电阻的值。
2. 二极管的伏安特性测量
a. 搭建电路:将二极管与电压源和电流表连接,保证电路的稳定性。
测伏安特性实验报告
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。
![伏安特性曲线](
通过观察伏安特性曲线,可以得到以下结论:
1. 电阻器的电流与电压呈线性关系。
2. 当电阻器电压超过一定范围时,电流的变化几乎不可感知。
3. 电阻器具有一定的最大工作电压和最大工作电流。
实验分析
根据实验结果可以发现,伏安特性曲线能够直观地反映电阻器的性能特点。在伏安特性曲线中,线性范围表示了电阻器的稳定性和精度,而最大工作电压和最大工作电流则代表了电阻器的安全工作范围。通过实验,我们可以选择适合实际应用的电阻器,以保证电路的正常工作。
实验总结
通过本次实验,我们了解了伏安特性的基本概念,并学会了使用伏安表进行电压电流测量。我们还通过绘制伏安特性曲线,了解了电阻器的性能特点。实验过程中,我们注意到了电阻器的线性范围、最大工作电压和最大工作电流的重要性,这些都是选择合适电阻器的关键因素。我们应该在实际应用中综合考虑这些因素,以确保电路的正常工作和安全性。
伏安特性实验报告
伏安特性实验报告
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
电学元件伏安特性的测量实验报告
电学元件伏安特性的测量实验报告
一、实验目的
1、了解电学元件伏安特性的概念和意义。
2、掌握测量电学元件伏安特性的基本方法。
3、学会使用实验仪器,如电压表、电流表、滑动变阻器等。
4、通过实验数据绘制伏安特性曲线,分析电学元件的性质。
二、实验原理
1、伏安特性
电学元件的伏安特性是指其两端电压与通过它的电流之间的关系。对于线性元件,如电阻,其伏安特性曲线是一条直线;对于非线性元件,如二极管,其伏安特性曲线是非线性的。
2、测量方法
本实验采用限流电路和分压电路两种接法来测量电学元件的伏安特性。在限流电路中,通过改变滑动变阻器接入电路的阻值来改变电路中的电流,从而测量元件两端的电压和电流;在分压电路中,通过改变滑动变阻器滑片的位置来改变元件两端的电压,进而测量相应的电流。
三、实验仪器
1、直流电源
2、电压表(量程:0 3V,0 15V)
3、电流表(量程:0 06A,0 3A)
4、滑动变阻器(最大阻值:_____)
5、定值电阻(阻值:_____)
6、二极管
7、开关
8、导线若干
四、实验步骤
1、按照实验电路图连接好电路。
(1)限流电路:将电源、滑动变阻器、定值电阻、电学元件、电流表串联,电压表并联在电学元件两端。
(2)分压电路:将电源、滑动变阻器、电学元件、电流表串联,电压表并联在电学元件两端,滑动变阻器的一部分与电学元件并联。
2、检查电路连接无误后,闭合开关。
3、调节滑动变阻器,使电流表和电压表的示数有明显变化,并记录多组电压值和电流值。
(1)对于线性元件(如定值电阻),每隔一定的电压间隔记录一组数据。
《电学元件伏安特性的测量》实验报告附页
《电学元件伏安特性的测量》实验报告附页《电学元件伏安特性的测量》实验报告
(数据附页)
⼀、半定量观察分压电路的调节特点
⼆、⽤两种线路测电阻的对⽐研究
电流表准确度等级,量程I m=5mA,R I=±Ω
电压表准确度等级,量程U m=,R V=±Ω;
量程U m=3V,R V=±Ω
由于正向⼆极管的电阻很⼩,采⽤外接法的数据;反向电阻很⼤,采⽤内接法的数据。
四、戴维南定理的实验验证
1. 将9V 电源的输出端接到四端⽹络的输⼊端上,组成⼀个有源⼆端⽹络,
e e
修正后的结果:
取第⼆组和第七组数据计算得到: E e = R e =Ω
由作图可得: E e = R e =Ω
2.
⽤原电路和等效电路分别加在相同负载上,测量外电路的电压和电流值。
3.
理论计算。
%
6.17%
7.10.30034.2951.14917.19932.6162
12
132
12
321的相对误差为的相对误差为与实验值⽐较e e e e R E R R R R R R V
R R ER E V E R R R Ω
=++
==+=
=Ω=Ω=Ω=
4.讨论。
等效电动势的误差不是很⼤,⽽等效电阻却很⼤。原因是多⽅⾯的。但我认为最⼤的原因应该是作图本⾝。所有数据的点都集中在⼀个很⼩的区域,点很难描精确,直线的绘制也显得过于粗糙,⼈为的误差很⼤。
如果对数据进⾏拟合,可以得到I=+,于是得到E e=,R e=Ω,前者误差为%,后者误差为%,效果⽐直接读图好,因为消除了读图时⼈为的误差。
另外⼀点,仪表读数也是造成误差⼤的⼀个原因。⽐如电流表没有完全指向0,电压表不⾜⼀格的部分读得很不准等等。
【报告】伏安特性实验报告
【关键字】报告
伏安特性实验报告
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尝试法;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尝试法,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
元件伏安特性的测定实验报告
元件伏安特性的测定实验报告
元件伏安特性的测定实验报告
摘要:
本实验旨在通过测量电阻、二极管和电容的伏安特性曲线,探究元件的电流与
电压之间的关系。实验结果表明,电阻的伏安特性为线性关系,二极管的伏安
特性为非线性关系,而电容的伏安特性则呈现出充放电的特点。
引言:
伏安特性是描述电子元件电流与电压之间关系的重要参数。通过测量元件的伏
安特性曲线,可以了解元件的工作状态、性能以及应用范围。本实验将选取常
见的电阻、二极管和电容进行测量,以探究它们的伏安特性。
实验方法:
1. 实验仪器:万用表、电源、电阻箱、示波器等。
2. 实验步骤:
a. 将电阻、二极管和电容依次连接到电路中。
b. 通过电源调节电压,同时用万用表测量电流和电压。
c. 记录不同电压下的电流数值,并绘制伏安特性曲线。
结果与讨论:
1. 电阻的伏安特性:
实验中选取了一个100欧姆的固定电阻进行测量。结果显示,在不同电压下,电流与电压呈线性关系,即伏安特性为直线。这符合欧姆定律,即电流与电压
成正比,电阻为常数。通过斜率可以计算出电阻值。
2. 二极管的伏安特性:
实验中选取了一颗常见的硅二极管进行测量。结果显示,在正向偏置时,电
流与电压呈非线性关系,即伏安特性为曲线。随着电压的增加,电流迅速增大,但增长速度逐渐减慢。而在反向偏置时,二极管基本上不导电。这说明二极管
具有单向导电性,可用于整流等电路。
3. 电容的伏安特性:
实验中选取了一个100μF的电容进行测量。结果显示,在充电过程中,电容
两端的电压随时间线性增加,而电流逐渐减小。当电容充满电后,电流变为零。而在放电过程中,电容两端的电压随时间线性减小,电流逐渐增大。这说明电
电学元件伏安特性的测量实验报告
电学元件伏安特性的测量实验报告
篇一:电路分析实验报告(电阻元件伏安特性的测量) 电力分析实验报告
实验一电阻元件伏安特性的测量
一、实验目的:
(1)学习线性电阻元件和非线性电阻元件伏安特性的测试方式。
(2)学习直流稳压电源、万用表、电压表的使用方法。
二、实验原理及说明
(1)元件的伏安特性。如果把电阻元件的电压取为横坐标,电流取为纵坐标,画出电压与电流的关系曲线,这条曲线称为该电阻元件的伏安特性。
(2)线性电阻元件的伏安特性在u-i平面上是通过坐标原点的直线,与元件电压和电流方向无关,是双向性的元件。元件的电阻值可由下式确定:R=u/i=(mu/mi)tgα,期中mu和mi分别是电压和电流在u-i平
面坐标上的比例。
三、实验原件
Us是接电源端口,R1=120Ω,R2=51Ω,二极管D3为IN5404,电位器Rw
四、实验内容
(1)线性电阻元件的正向特性测量。
(2)反向特性测量。
(3)计算阻值,将结果记入表中
(4)测试非线性电阻元件D3的伏安特性
(5)测试非线性电阻元件的反向特性。
表1-1 线性电阻元件正(反)向特性测量
表1-5二极管IN4007正(反)向特性测量
五、实验心得
(1)每次测量或测量后都要将稳压电源的输出电压跳回到零值
(2)接线时一定要考虑正确使用导线
篇二:电学元件的伏安特性实验报告v1
预习报告
【实验目的】
l.学习使用基本电学仪器及线路连接方法。
2.掌握测量电学元件伏安特性曲线的基本方法及一种消除线路误差的方法。
3.学习根据仪表等级正确记录有效数字及计算仪表误差。准确度等级见书66页。
元件伏安特性的测定实验报告
元件伏安特性的测定实验报告
一、实验目的。
本实验旨在通过对电路中元件的伏安特性进行测定,掌握元件的电压-电流关系,并进一步了解元件的特性及其在电路中的应用。
二、实验仪器与设备。
1. 直流稳压电源。
2. 万用表。
3. 电阻箱。
4. 耐压表。
5. 电路连接线。
6. 待测元件。
三、实验原理。
在电路中,元件的伏安特性是指元件的电压与电流之间的关系。对于电阻元件,其伏安特性为线性关系,即电阻元件的电流与电压成正比。而对于二极管等非线性元件,其伏安特性则呈现出非线性关系。
四、实验步骤。
1. 将待测元件与电路连接线连接到电路中,注意连接的正确性和稳固性。
2. 调节直流稳压电源,使其输出电压逐渐增加,同时通过万用表记录电路中元
件的电压和电流数值。
3. 根据记录的电压-电流数值,绘制出元件的伏安特性曲线。
4. 对非线性元件,如二极管等,进行反向电压测量,记录其反向击穿电压。
五、实验数据与分析。
通过实验测得的数据,我们可以得到元件的伏安特性曲线。对于电阻元件,其伏安特性曲线为一条直线,而对于二极管等非线性元件,则呈现出非线性特性的曲线。通过分析伏安特性曲线,我们可以了解元件的工作状态及其在电路中的作用。
六、实验结论。
通过本次实验,我们成功测定了元件的伏安特性,并绘制出了相应的伏安特性曲线。通过对曲线的分析,我们可以更加深入地了解元件的特性及其在电路中的应用。同时,我们也掌握了测定伏安特性的实验方法和步骤。
七、实验总结。
本次实验通过测定元件的伏安特性,使我们对元件的工作特性有了更深入的了解。同时,实验过程中我们也掌握了一定的实验技能和操作方法。在今后的学习和工作中,我们将能更加熟练地运用这些知识和技能,为电路设计和调试提供更加可靠的支持。
电学元件伏安特性的测量实验报告
4. 记下网络中各电阻值,代入原理(4)的公式计算������������和������������,将 结果与实验结果比较,计算相对偏差并讨论。
[8]
五、 数据记录
(1) 半定量观察分压电路的调节特点
选取变阻器������ = 470 Ω,电源电压������������ = 3 ������
������/������ ������������ /������
这类元件为线性元件,其伏安特性曲线为一通过原点的直线。
如果通过元件的电流与加在元件两端的电压不成线性关系变
化,则称这类元件为非线性元件,其伏安特性为一曲线。
[2]
(3) 实验线路的比较与选择
1. 电流表内接或外接
用伏安法测量电阻������的伏安特性的线路中,可以选择电
流表内接或外接的连接方式。简化处理时直接用电压表读
[1]
������������������
=
������������������
+
������������������ ������������ ������������������ ������ −
������������������
������
从上式可见,因为电阻������������������ 可以从零变到������,所以分压������的
(4) 戴维南定理的实验验证
实验一元件伏安特性的测量
实验一元件伏安特性的测量
引言:
实验一元件伏安特性的测量是电学基础实验中非常重要的一项实验。在本实验中,我们将学习如何测量电阻、电感和电容的伏安特性,并了解它们的特征和应用。
电阻的伏安特性:
电阻的伏安特性指的是电阻的电流-电压关系。在实验中,我们将测量不同电阻值下的电流和电压,并使用这些数据绘制电流-电压图。根据欧姆定律,电流和电压成正比,即I=V/R,其中I表示电流,V表示电压,而R表示电阻。因此,绘制电流-电压图时应该得到一条直线,其斜率等于电阻值。
实验步骤:
1. 将实验电路连接好,包括信号发生器、电阻箱、电流表和电压表。
2. 使用信号发生器提供一个确定的电压值(例如1V)。
3. 设置电阻值(例如50Ω),测量电流和电压,记录下来。
5. 重复步骤3和4,直到测量所有电阻值。并使用这些数据绘制电流-电压图。
6. 重新连接实验电路,将电阻箱更改为电感箱。
结果分析:
根据实验数据绘制的电流-电压图,可以分别计算出电阻、电感和电容的伏安特性。由于不同元件的伏安特性不同,因此可以利用这些特征来选取合适的元件,以满足特定的电路要求。例如,如果需要一种电路来产生特定频率的振荡信号,可以使用具有特定电感和电容的谐振电路来实现。
电学元件伏安特性的测量实验报告
电学元件伏安特性的测量实验报告
实验室时间:××年×月×日
实验目的:
1. 掌握熟悉U-I特性曲线的基本概念及特点;
2. 初步掌握测量电阻、电容、二极管及晶体管的U-I特性曲线和参数。
实验设备:
1. 电压表、电流表;
2. 直流电源、电阻箱、电容箱、二极管、晶体管等元件;
3. 连线板等。
实验原理:
伏安特性曲线反映的是电阻、电容、电子器件(如二极管、晶体管)等物质导电性能及其应用特性。为了研究伏安特性曲线,必须对不同种类的元器件作出不同的电路连接方式。
1. 测量电阻的U-I特性曲线
电流强度与电阻的电压成正比,可用相对静态的实验来得到系数值,这种关系在电阻值较小,电流较大时不成立。用伏安法进行测量,将待测电阻 R 内加上串联电压 E,从而测定系统的电压和电流,并绘制伏安特性曲线的直线部分。
电容 U-I 特性曲线可用图示所示的方法加以测定:取正放极连接正端,靠中间放置电阻进行电压分压使 Uc=0.2U0,按启动键开启,记录并得到测量数据。
二极管的两端电压与电流成非线性关系,需要一些复杂的电路,比如在电压加一定峰值后,不论将电压值加大或减小,二极管都仅仅流过一个定值电流的电路。
晶体管是有放大和开关作用的元件,晶体管有基极,发射极和集电极三个电极,电流和电压之间的关系比较复杂需要一些分流分压的技术方法。
实验过程:
构成实验电路如图所示,电源的电压设为1V,通过VCM 将电源输出的电压分为 R1 和R2 上,记录输出的电压和流过的电流,根据实际得到伏安特性曲线如下:
电阻值R(Ω) 测量电压 V(mV) 测量电流 I(mA)
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在某一电学元件两端加上直流电压,在元件内就会有电流通过,通过元件的电流与其 端电压之间的关系成为电学元件的伏安特性。一般以电压为横坐标,电流为纵坐标做出元 件的电压-电流关系曲线,成为该元件的伏安特性曲线。
电学元件按其伏安特性进行分类: 线形元件:碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等电学元件,在通常情况下,通过元件 的电流与加在元件两端的电压成正比,即其伏安特性曲线为一通过原点的直线。 非线性元件:半导体二极管、稳压管、热敏电阻等元件,通过元件的电流与加在元件 两端的电压不成线形关系变化,其伏安特性为一曲线。
二、实验原理
1.分压电路及其调节特性 1. 分压电路的接法(如图所示)
图中 B 端电位最低,C 端电位较高,CB 间的分压大小 U 随滑动端 C 的位置改变而改 变,U 值可用电压表来测量。变阻器的这种接法通常称为分压器接法。分压器的安全位置 一般是将 C 滑至 B 端,这时分压为零。
2.分压电路的调节特性
Ee = ER2 (R1 + R2 )
Re = R3 + R1R2 (R1 + R2 )
三、实验步骤
1. 半定量观察分压电路的调节特性 选用一适当组织的变阻器 R 接成分压电路,以电阻箱作为外接负载 RL ,当 RL R 取不
同比值时,测定并观察输出电压随滑动端位移的变化情况。 2.测电阻
对于阻值约为 12kΩ和 0.1kΩ的两个电阻,分别用电流表内接和外接法测量,详细记 录实验数据。 3.测定半导体二极管正反向伏安特性
实验方法求出等效电动势 Ee 和等效内阻 Re : (1)课外画出伏安特性曲线,从曲线上求出 Ee 和 Re ; (2)课内选取上面数据中的两组U i 和 Ii 的值(均已修正电表内阻可能引起的已定系统误
差),代入方程组Ui = Ee − Ii Re ( i = 1,2 ) 求出 Ee 和 Re 。 2. 步骤二 用上面方法二的实验结果,将可调电源的输出电动势调成 Ee 的值,将示值为 Re 的电
1.实验电路图
2.了解被测二极管的规格,不要超过其保护电压。 3.改变分压电阻的阻值,得到读取 10 组电压表和电流表的值,记录数据。 4.戴维南定理的实验验证 1. 步骤一 将 9V 电源的输出接到四端网络的输入端上,组成一个有源二端网络,如图所示
框内电路对外部电路来说,可以等效成一个电动势为 Ee 和内电阻为 Re 相串联的简单电路。 记录当负载电阻分别为 200Ω、300Ω、500Ω、1kΩ、2kΩ、5kΩ、10kΩ时的电压表读数 和电流表读数。
⎟⎞ 2 ⎠
+ ⎜⎛ Δ I ⎝I
⎟⎞ 2 ⎠
+
⎜⎜⎝⎛
Δ RV RV
⎟⎟⎠⎞
2
⎜⎜⎝⎛
U/ RV
I
⎟⎟⎠⎞ 2
⎡ ⎢1 ⎣
−
U/ RV
I
⎤ ⎥ ⎦
1. 比较 lg( R / R1 ) 和 lg( RV / R ) 的大小,前者大则选电流表内接法,后者大则选用电流表
外接法; 2. 线路参数的选择应是电流读数尽可能接近满量程;
清华大学实验报告
系别:机械工程系
班号: 机械 51 班
姓名:邹 诚
(同组姓名:
)
作实验日期2006年10月16日
教师评定:
一、实验目的
(1)、了解分压器电路的调节特性; (2)、掌握测量伏安特性的基本方法、线路特点及伏安法测电阻的误差估算; (3)、学习按回路接线的方法; (4)、初步了解戴维南定理的内容。
进一定的系统性误差。可用以下公式进行修正: 电流表内接时,电压表读数比电阻端电压值大:
R
=
U I
−
RI
电流表外接时,电流表读数比电阻 R 中流过的电流值大:
1=I− 1 R U RV
测量电阻伏安特性的电路图 (a)电流表内接;(b)电流表外接
估算电压或电流的测量不确定度 ΔU (Δ I ) 公式:
Δ A ≤ Am K% = Δ A
3. 线路方案及参数的选择应使 Δ R / R 最小。
4. 戴维南定理 戴维南定理是指一个含源二端网络可以用一个恒压源串联一个内阻抗所组成的等效
电压源来代替。恒压源 Ee 为二端网络的开路电压,内阻抗 Re 为含源二端网络中所有恒压 源被开路后网络两端的总电阻。
有源二端网络
根据戴维南定理,等效电动势 Ee 和内阻 Re 分别为:
求得被测电阻值 R,再用下列公式更准确地计算 R 的不确定度 Δ R : 电流表内接时:
ΔR = R
源自文库
⎜⎛ ΔU ⎝U
⎟⎞ 2 ⎠
+ ⎜⎛ Δ I ⎝I
⎟⎞ 2 ⎠
+
⎜⎜⎝⎛
Δ RI RI
⎟⎟⎠⎞
2
⎜⎛ ⎝
RI U/
I
⎟⎞ 2 ⎠
电流表外接时:
⎢⎣⎡1
−
RI U/
I
⎤ ⎥⎦
注意:
ΔR = R
⎜⎛ ΔU ⎝U
阻箱和 Ee 串联,组成等效电路,测量外电路负载电阻分别为 200Ω、1kΩ时的电压、电流 值,得出戴维南定理是否正确的结论。
3. 步骤三 实验时记下网络中各个电阻的值,代入
Ee = ER2 (R1 + R2 )
Re = R3 + R1R2 (R1 + R2 )
计算出 Ee 和 Re ,将结果和实验结果比较,计算出它们之间的偏差的相对值,并简单讨论 实验结果。
用 R = R / I 简化计算时有: Δ R = ⎜⎛ ΔU ⎟⎞2 + ⎜⎛ Δ I ⎟⎞2 R ⎝U ⎠ ⎝ I ⎠
可见要使电阻测量的准确度高,线路参数的选择应使电表读数尽可能接近满量程。 当电压表(电流表)的内阻值 RV (RI ) 及其不确定度大小 Δ RV (Δ RI ) 已知时,可先计算
根据欧姆定律得到的分压公式为:U =
RBC RL
E ,其中各项均对应于上图中的各
RRL + (R − RBC )
项。理想情况下,即当 RL >> R 时,U = ERBC / R ,分压 U 与组值 RBC 成正比,亦即随着
滑动端 C 从 B 滑至 A,分压 U 从零到 E 线形地增大。当 RL 不是比 R 大很多时,分压电路
线形元件的伏安特性
某非线性元件的伏安特性
3.实验线路的比较与选择 用伏安法测量电阻 R 的伏安特性的线路中,常有两种接法,即图中的电流表内接和电
流表外接两种方法。电压表和电流表都是有一定的内阻(分别设为 RV 和 RI )。简化处理时
可直接用电压表读数 U 除以电流表读数 I 来得到被测电阻值 R,即 R = U I ,但这样会引