电学元件的伏安特性实验报告v1(3)

实验报告

实验报告

电学元件的伏安特性

伏安法既可以测量线性元件的阻值，又可以测量非线性元件的伏安特性，具有测量范围宽、适应性广等优点，因此被广泛使用。 【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。

给一个电学元件通直流电，测出元件两端的电压和通过它的电流，通常以电压为横坐标、电流为纵坐标画出元件的电流和电压关系曲线，称做该元件的伏安特性曲线。这种研究元件特性的方法叫做伏安法。

1.伏安法测电阻

伏安法测电阻既不如欧姆表测电阻方便，也不如电桥法准确，但其独具优点，即测量范围宽：它可以测量小到10-3Ω以下大到1010Ω以上的电阻。由于电表内阻不理想，用伏安法测电阻时，总是或大或小地存在着仪表接入误差(即线路误差)。应引进修正值对测量结果加以修正，以提高测量结果的准确度。

用伏安法测量电阻时，线路有两种接法，即电流表内接和电流表外接。 (1)电流表内接

如图5-3所示，电流表内接时，电流表测出的就是流过电阻RX的电流I，但是电压表测出的电压V不是电阻两端的电压VX，而是电阻两端电压VX和电流表两端电压VA之和，即电流表的电阻使电压的测量产生了误差。根据欧姆定律

V I

若用RX'表示V比I的值，则RX'和被测电阻值 RX的关系可由下式导出

VV VA

RX' X RX RA

IIX

R

线路误差的绝对误差为

(5.1)

(5.2)

RX RX' RX RA

相对误差为

(5.3)

E内(RX)

RXRA

RX

RX

(5.4)

于是可得出如下结论：

由于RA 0而引进的误差么 RX RA 0，说明电流表内接，测得电阻RX'永远大于真值RX，这是一种由于测量方法不完善而引进的系统误差，若准确地知道RA值，可以对测量结果进行修正，即RX RX' RA。

由(5.3)式看出，当RA RX'时(100RA RX)，则

RX

1%，此时的线路误RX

差在某些情况下可以忽略不计，所以图5-3线路适于测量大电阻。

(2)电流表外接