文档介绍：伏安法测电阻实验报告
篇一:电阻的测量--伏安法的实验报告
电阻的测量--伏安法的测定实验报告
实验名称:_____电阻的测量--伏安法________ 姓名学号班级__实验日期_ _ 温度______同组者___ 无_____
(一)实验目的:
1. 学****伏安法测电阻的方法。 2. 学会仪表的选择。
3. 学****伏安法中减少系统误差的方法。
(二)实验仪器:
直流稳压源、电阻箱、滑线变阻器、二极管、电流表、电压表、开关与导线
(三)实验原理:
如图11-1所示,测出通过电阻R的电流I及电阻R两端的电压U,则根据欧姆定律,可知
图11-1
R?
U I
以下讨论此种方法的系统误差问题。
1. 测量仪表的选择
在电学实验中,仪表的误差是重要的误差来源,所以要选取适用的仪表。
(1)参照电阻器R的额定功率确定仪表的量限,设电阻R的额定功率为P,则最大电流I为
I?
P
(11-1) R
2
处(最佳选择),电流计的量限为I3
2P3
?。,即
3R2
为使电流计的指针指向度盘的
设R?100Ω,P?50mA的毫安计较好。
13
W,则I?,而I??,所以电流计取量限为82
3
?,所以电压计取量限5V的伏特计较2
电阻两端电压为U?IR?,而U?
好。
(2)参照对电阻测量准确度的要求确定仪表的等级
假设要求测量R的相对误差不大于某一ER,则按误差传递公式,可有 ER?[(按误差等分配原则取
?U2?I
)?()2]UI
2
?U?IER
(11-2) ??
UI2
对于准确度等级为a,量限为Xmax的电表,其最大绝对误差为?max,则?max?Xmax?
a
100
参照此关系和式(11-2),可知电流计等级aI应满足aI?电压计的等级aU应满足 aU?
ER
U
?100(11-3) U2max?
ER
U
?100 (11-4)
2Umax?
对前述实例(I=,Imax?,U?,Umax?5V),则当要求ER?2%时,必须 aI?,aU?
、伏特计较好,。
2. 两种联线方法引入的误差
如图(2)所示,伏安法有两种联线的方法。内接法——电流计在电压计的里侧,外接法——电流计在电压计的外侧。
(图11-2) (1)内接法引入的误差
设电流计的内阻为RA,回路电流为I,则电压计测出的电压值
U?IR?IRA?I(R?RA) (11-5) 即电阻的测量值Rx是
Rx?R?RA (11-6) 可见测量值大于实际值,测量的绝对误差为RA,相对误差为接法。
(2)外接法引入的误差
设电阻R中的电流为IR,又设伏特计中流过电流为IV,伏特计内阻为RV,则电流计中电流
I?IR?IV?U(因此电阻R的测量值Rx是
RA
。当RAR时,可用内R
11?) (11-7) RRV
(11-8)
由于Rv?(R?Rv),所以测量值Rx,测量的相对误差
式中负号是由于绝对误差是负值,只有当RV??R时才可以用外接法。
(四)实验步骤:
1. 伏安法测电阻
(1)先用万用表粗测待测电阻的阻值;
(2)选取合适的电表测量,选择合适的控制电路(制流电路、分压电路); (3)调节电路,使I由小到大,并记录对应的电压表和电流表示数; (4)用记录下的数据制作伏安特性(I-U)曲线,并求出待测电阻值。 2. 测量二极管的伏安特性曲线
按图11-3接线(其中将Rx改为二极管并反向连接),电流电压为0~8V,每隔2V测一
个电流值,求出二极管反向伏安特性。
按图11-2(2)接线(其中将电阻R改用二极管正向接法,另注意电路中加一个几时欧姆的保护电阻)。,,至电流较大(10mA左右)为止,画出二极管
图11-3 正向伏安特性曲线。
(五)数据处理:
。设定电源电压4V,选择1000uA的微安表(因为从上述实验原理中得到选这个量程可以时指针偏转达到三分之二处),从表盘上已知该量程微安表的阻值约为300Ω,因为RAR,所以选用安培表内接法。
I-U的实验记录表
由于存在系统绝对误差RA,所以上
表中的R实际为RX=R+RA
计算RX的平均值得:RX≈,RA≈300Ω=,所以R≈