电学元件的伏安特性实验报告v1(4)

实验报告

如图5-4所示，电流表外接时，电压表测出的电压就是电阻两端的电压VX，而电流表测出的电流I却是流过电阻和电压表的电流之和IX IV，因此，由VX和I算出的电阻值RX'是被测电阻值RX和电压表内阻RV相并联的电阻值，即

RX'

VVX1

IIX IVIX IV

VXVX

1

RR

VX

11RX RV

RxRV

此时线路误差的绝对误差为

(5.5)

2RX

RX RX' RX

RX RV

(5.6)

线路误差的相对误差为

E外(RX)

RXRX

RXRX RV

(5.7)

于是又可得出二点结论：

由于RV 而引进的线路误差为 RX RX' RX 0，负号表明电流表外接时测得的电阻值永远小于真值。若

RV准确已知，则可对测量结果进行修正，修正后的测量值为

R'R

RX XV (5.8)

RV RX'

RX

1%，此时的线路误差在某些清况下可以不计。所以图5-4线路适于测当RX RV时(100RX RV)，RX

量小电阻。

由上面的分析可知，不同的线路会引入不同的线路误差，在实验中要根据被测电阻的大小适当地选择测量线路，减少线路误差，以求提高测量准确度。如果两种方法的相对误差都比较小，可以忽略不计，则两种接法都可以选用。若相对误差不可忽略，则在给定仪器的情况下应采用相对误差较小的接法。由(5.4)、(5.7)式，并考虑一般电表均有

，可得 RV RA。

RX RARV时，|E外| |E内|，采用内接法； RX RARV时，|E外| |E内|，采用外接法。

因此选择的原则取决于被测电阻值和电流表及电压表内阻的大小。在线路误差可以忽略的情形下，测量的准确

度主要由仪表的误差决定。

2.非线性元件的伏安特性

对于非线性元件，欧姆定律虽然不适用，但我们仍可定义其电阻为

R

V I

(5.8) 只是它不再为常量，而是与元件上的电压或电流有关的变量。

二极管是常用的非线性元件，它是用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。其主要特点是单向导电性，其伏安特性曲线如图5-5所示。当在二极管两端加上正向偏置电压，即在二极管的正极端接高电位，负极端接低电位时，则有正向电流流过二极管。开始电流随电压变化较慢，而当正向偏压增到接近二极管的导通电压(锗二极管为0.2V左右，硅二极管为0.7V左右时)，电流明显变化。 在导通后，电压变化少许，电流就会急剧变化。

在二极管两端加上反向偏置电压，即二极管的正

极端接低电位，负极端接高电位时，二极管内有很小