電阻的測量-伏安法的實驗報告

1、電阻的測量-伏安法的測定實驗報告實驗名稱：_電阻的測量-伏安法_ 姓名_ _ _ 學號_ _班級_ _ 實驗日期 _ 2013.11.7_ _溫度_ 同組者 _ 無_ 實驗目的：學習伏安法測電阻的方法。學會儀表的選擇。學習伏安法中減少系統(tǒng)誤差的方法。實驗儀器：直流穩(wěn)壓源、電阻箱、滑線變阻器、二極管、電流表、電壓表、開關(guān)與導線實驗原理： 如圖11-1所示，測出通過電阻R的電流I及電阻R兩端的電壓U，則根據(jù)歐姆定律，可知 圖11-1以下討論此種方法的系統(tǒng)誤差問題。測量儀表的選擇在電學實驗中，儀表的誤差是重要的誤差來源，所以要選取適用的儀表。（1）參照電阻器R的額定功率確定儀表的量限，設(shè)電阻R的額定

2、功率為P，則最大電流I為 （11-1）為使電流計的指針指向度盤的處（最佳選擇），電流計的量限為，即。設(shè)，則，而，所以電流計取量限為50mA的毫安計較好。電阻兩端電壓為，而，所以電壓計取量限5V的伏特計較好。（2）參照對電阻測量準確度的要求確定儀表的等級假設(shè)要求測量R的相對誤差不大于某一，則按誤差傳遞公式，可有 按誤差等分配原則取 （11-2）對于準確度等級為，量限為的電表，其最大絕對誤差為，則 參照此關(guān)系和式（11-2），可知電流計等級應滿足 （11-3）電壓計的等級應滿足 （11-4）對前述實例（I=0.035A，），則當要求時，必須 即取0.5級的毫安計、伏特計較好，取1.0級也勉強可以。

3、兩種聯(lián)線方法引入的誤差如圖（2）所示，伏安法有兩種聯(lián)線的方法。內(nèi)接法電流計在電壓計的里側(cè)，外接法電流計在電壓計的外側(cè)。 （圖11-2）（1）內(nèi)接法引入的誤差 設(shè)電流計的內(nèi)阻為，回路電流為I，則電壓計測出的電壓值 （11-5）即電阻的測量值是 （11-6）可見測量值大于實際值，測量的絕對誤差為，相對誤差為。當時，可用內(nèi)接法。（2）外接法引入的誤差 設(shè)電阻R中的電流為，又設(shè)伏特計中流過電流為，伏特計內(nèi)阻為，則電流計中電流 （11-7）因此電阻R的測量值是 （11-8）由于，所以測量值，測量的相對誤差 式中負號是由于絕對誤差是負值，只有當時才可以用外接法。實驗步驟：1. 伏安法測電阻（1）先用萬用表

4、粗測待測電阻的阻值；（2）選取合適的電表測量，選擇合適的控制電路（制流電路、分壓電路）；（3）調(diào)節(jié)電路，使I由小到大，并記錄對應的電壓表和電流表示數(shù)；（4）用記錄下的數(shù)據(jù)制作伏安特性（I-U）曲線，并求出待測電阻值。 2. 測量二極管的伏安特性曲線按圖11-3接線（其中將改為二極管并反向連接），電流電壓為08V，每隔2V測一個電流值，求出二極管反向伏安特性。按圖11-2（2）接線（其中將電阻R改用二極管正向接法，另注意電路中加一個幾時歐姆的保護電阻）。從0.2V開始，每隔0.05V測一次，至電流較大（10mA左右）為止，畫出二極管 圖11-3正向伏安特性曲線。數(shù)據(jù)處理：用伏安法測電阻用萬用表粗

5、測待測電阻得它的阻值大約為5.55K。設(shè)定電源電壓4V，選擇1000uA的微安表（因為從上述實驗原理中得到選這個量程可以時指針偏轉(zhuǎn)達到三分之二處），從表盤上已知該量程微安表的阻值約為300，因為RAR，所以選用安培表內(nèi)接法。I-U的實驗記錄表序號I/uAU/VR/K6453.75 5.814 6513.80 5.837 6623.85 5.816 6703.90 5.821 6824.00 5.865 7104.15 5.845 7284.25 5.838 由于存在系統(tǒng)絕對誤差RA，所以上表中的R實際為RX=R+RA計算RX的平均值得:RX5.834K,RA300=0.3K，所以R5.534K

6、,與萬用表粗測值5.55K十分接近。由上述表格繪得的伏安特性曲線如下：測量二極管的伏安特性曲線由于反向連接時二極管電阻太大，我們的實驗儀器無法測量，所以直接測量正向連接時的電阻?？紤]到正向連接時的電阻很小，采用安培表外接法（如圖11-2（2)，且為了減少測量誤差和保護電路，與二極管串聯(lián)一個1.5的電阻。二極管的I-U實驗記錄表序號I/uAU/VRX/K980.20 2.041 1250.25 2.000 1560.30 1.923 1800.35 1.944 2100.40 1.905 2650.45 1.698 3650.55 1.507 12000.60 0.500 68000.70 0.103 計算上表的平均值得RRX1.513K,但是由于R隨電流電壓變化較大，所以這個平均值并無較大意義。由上述表格繪得的伏安特性曲線如下：實驗總結(jié)：本實驗包括了伏安法測量電阻的各個注意事項，如安培