文档介绍：实验四电阻元件伏安特性的测定(精)
实验四 电阻元件伏安特性的测定
【实验简介】
电阻是电学中常用的物理量。利用欧姆定律测导体电阻的方法称为“伏安法”。
为了研究材料的导电性，通常作出其伏安特性曲线，了解它的电压和电阻的关系。伏安特性曲线是直线的元件称为“线性元件”，伏安特性曲线不是直线的元件称为“非线性元件”。这两种元件的电阻都可以用伏安法测量。但是，由于测量时电表被引入测量电路，电表内阻必然会影响测量结果，因而应考虑对测量结果进行必要的修正，以减小系统误差。
乔治·西蒙·欧姆生平简介
乔治·西蒙·欧姆(Georg Simon Ohm,1787～1854年)是德国物理学家。
图4-1 乔治·西蒙·欧姆
1826年，欧姆发现了电学上的一个重要定律——欧姆定律，这是他最大的贡献。这一定律可以表示为两种形式：一是部分电路的欧姆定律，通过部分电路的电流，等于该部分电路两端的电压，除以该部分电路的电阻；二是全电路的欧姆定律，即通过闭合电路的电流，等于电路中电源的电动势，除以电路中的总电阻。为了纪念他，人们把电阻的单位命名为欧姆。
【实验目的】
1、了解电学实验常用仪器的规格、性能，学****它们的使用方法。
2、学****电学实验的基本操作规程和连接电路的一般方法。
3、掌握电阻元件伏安特性的测量方法，用伏安法测电阻。
4、了解系统误差的修正方法，学会作图法处理实验数据。
【实验仪器和用具】
双刀双置开关
直流电流表
直流稳压电源（SG1731SL5A），直流电压表（C31/1-），直流电流表（C31/1-），滑线变阻器（，），待测电阻两个（一个几十欧，一个几千欧），待测二极管，单刀单掷开关一个，单刀双掷开关一个，导线10根。
待测电阻
滑线变阻器
直流
稳压电源
单刀双置开关
直流电压表
图4-3电压表、电流表、电阻、开关
图4-2 滑线变阻器、稳压电源、开关
【实验原理】
1、伏安特性曲线
实验中常用的线绕电阻、碳膜电阻和金属膜电阻等，它们都具有以下共同特性，即加在该电阻上的电压与通过其上的电流总是成正比例的变化(忽略电流热效应对阻值的影响)。若以纵坐标表示电流，横坐标表示电压，电流与电压的关系就表示为一条直线如图4-4-4（a）所示。具有这种特性的电阻元件成为“线性电阻元件”。
2、非线性电阻
如果电阻电阻元件两端的电流、电压关系为曲线，则这类电阻元件称为“非线性电阻元件”（如热敏电阻、二极管等）。这种
图4-5所示，将单刀双掷开关接到端，电电路属于电流表内接法。电流表测出的电流就是通过待测电阻的电流
，但电压表测出的电压U应等于两端的电压与电流表内阻上的电压之和。
（4-2）
由此式可知，电阻的测量值比实际值要大，是由于电流表内接带来的误差，称为接入误差。在粗略测量的情况下，一般在（如
为几千欧）时用“内接法”。为精确计算出的值，应按式进行修正。（由实验室给出）。
（2）电流表外接法
图4-5中，将接到b端，电路属于电流表外接法．电压表测出的电压U就是两端的电压，但电流表测出电流Ｉ应等于与之和。
（4-3）
由此式可知，电阻的测量值比实际值要小，是由于电流表外接带来的接入误差。在粗略测量的情况下，一般在（如为几欧或几十欧）时用“外接法”。为精确计算出的值，应按式进行修正。（由实验室给出）。
4、半导体二极管
半导体二极管是一种常用的非线性电子元件，由P型、N型半导体材料制成PN结经欧姆接触引出电极，封装而成。两个电极分别为正极、负极。二极管的主要特点是单向导电性，其伏安特性曲线如图4-4（b）所示。其特点是：在正向电流和反向电压较小时，伏安特性呈现为单调上升曲线；在正向电流较大时，趋近为一条直线；在反向电压较大时，电流趋近极限值
,叫做反向饱和电流；在反向电流超过某一数值—时，电流急剧增大，这种情况称做击穿，叫做击穿电压。～，～。
二极管的主要参数有：最大整流电流，即二极管正常工作时允许通过的最大正向平均电流；最大反向电压，一般为反向击穿电压的一半；反向电流是反向饱和电流的额定值。
由于二极管具有单向导电性，它在电子电路中得到了广泛应用，常用于整流、检波、限幅、元件保护以及在数字电路中作为开关元件。
5、测量电阻元件特性应注意的问题：
（1）伏安法测电阻