文档介绍:实验一伏安法测电阻
实验目的
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2。正确使用伏特表、毫安表等,了解电表接入误差.
。
实验仪器
直流稳压电源,滑线变阻器,伏特表,毫安表或微安表(或万用表),待测电阻,待测二极管等。
实验原理
所谓用伏安法测电阻,就是用电压表测量加于待测电阻RX两端的电压V,同时用电流表测量通过该电阻的电流强度I,再根据欧姆定律RX=V/I“伏”,电流的单位为“安”,所以这种方法称为伏安法。
(a)
+
-
-
+
K
K
RA
RV
A
V
V
A
RA
RV
RX
RX
R0
R0
E
E
-
+
-
+
(b)
图4-1-1
用伏安法测电阻,可采用图4—1-1所示(a)和(b)两种电路。但由于安培表的内阻为RA,伏特表的内阻为RV,所以上述两种电路无论哪一种,都存在接入误差(系统误差).
(1)安培表内接。如图4—1-1(a)所示的电路,安培表测出的I是通过待测电阻RX的电流IX,但伏特表测出的V就不只是待测电阻RX两端的电压VX,而是RX与安培表两端的电压之和,即=VX+VA,若待测电阻的测量值为R,则有
(4-1-1)
由此可知,这种电路测得的电阻值R要比实际值大。式(4—1-1)中的RA/RX是由于安培表内接给测量带来的接入误差(系统误差)。如果安培表的内阻已知,可用下式进行修正
(4-1-2)
当RX〉>RA时,相对误差RA/,安培表的内阻小,而待测电阻大时,使用安培表内接电路较合适.
(2)安培表外接。如图4-1-1(b)所示的电路,伏特表测出的V是待测电阻RX两端的电压VX,但安培表测出的I是流过RX的电流IX和流过伏特表的电流IV之和,即I=IX+IV。若待测电阻的测量值为R,则有
(4—1-3)
由上式可知,这种电路测得的电阻值R要比实际值RX小。式(4-1—3)中的RX/RV是由于安培表外接带来的接入误差(系统误差)。若伏特表的内阻RV已知,可用下式修正
(4—1—4)
当RV>>RX时,相对误差RX/RV很小。所以,伏特表的内阻大,而待测电阻小时,使用安培表外接较合适。
由以上分析可知用伏安法测电阻时,由于安培表和伏特表都有一定的内阻,将它们接入电路后,就存在着接入误差(系统误差),所以测得的电阻值不是偏大就是偏小,两个相比较,当RA〈〈RX时,采用安培表内接电路有利;当RV〉>RX时,采用安培表外接电路有利。一般情况,都应根据式(4—1-2)和式(4-1-4)进行修正,求得待测电阻RX.
2。 线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线
若一个电阻元件两端的电压与通过电流成正比,则以电压为横轴,以电流为纵轴所得到的图象是一条通过坐标原点的直线,如图4—1—2(a)所示,这种电阻称为线性电阻.
V(V)
0
2
4
6
20
10
(a)
(b)
图4-1-2
40
80
0
2
4
I(μA)
5
15
25
I(mA)
I(mA)
V(V)
1
3
若电阻元件电压与电流不成比例,则由实验数据所描绘的I~V图线为非直线,这种电阻称