如果電阻元件兩端的電壓隨流過它的電流非線性變化,則實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的I和V圖形將是非線性的,這種電阻稱為非線性電阻。 燈絲的伏安特性就屬于這種非線性情況,如圖14.2-99-(b)所示。 當(dāng)伏安特性為曲線時,曲線上任意點(diǎn)C點(diǎn)的直流電阻為直線OC的斜率Vc Ic,C點(diǎn)的動態(tài)交流電阻為曲線上的切線AB的斜率。 C點(diǎn)。例題:用伏安法測量某個電阻RX(其標(biāo)稱值為75Ω,1W),要求測量結(jié)果誤差。 如何選擇電表的精度和確定測量條件。 對于電表,正確選擇電表、測量電路和測試條件: 1、確定電表等級。 我們已經(jīng)知道物理實(shí)驗(yàn)伏安法測電阻,無論RxVI還是參考電表準(zhǔn)確度等級的規(guī)定,根據(jù)誤差等動作原理物理實(shí)驗(yàn)伏安法測電阻,要求VI顯然是電表的等級應(yīng)選擇1.0級。 2、測量條件的確定(包括儀器量程的確定) 儀器的準(zhǔn)確度給定后,測量誤差也會隨著測量值的大小而變化。 因此,確定儀器等級后,還應(yīng)給出各個測量條件,即在滿足誤差要求和安全實(shí)驗(yàn)的條件下,給出各個直接測量值的上下限,以及所使用的測量范圍應(yīng)由儀器測定。 上限:一般受測量對象和其他給定條件的限制。 例如,待測電阻標(biāo)稱值為75Ω、1W,則額定電壓為(伏),實(shí)驗(yàn)室給出的1.0級電壓表為3/7.5/15/30V、1K/2.5K/5K /10KΩ,因此,選擇電壓的最高讀數(shù),電壓表的量程選擇為7.5V。
實(shí)驗(yàn)室給出的1.0級電流表對應(yīng)的最大電流讀數(shù)為50/100/500/,對應(yīng)的內(nèi)阻RA為2.94/1.48/0.30/0.15Ω,因此電流表的量程選擇為100mA。 - 100 - 下限:一般受誤差要求限制,即在最低讀數(shù)值時應(yīng)滿足誤差要求:量程等級為量程等級(伏特)1.5%±1.5%。 也就是說,對于上面給出的測量Rx,應(yīng)選擇1.0級電壓表和毫安表,測量范圍分別為7.5V和100mA。 測量時,兩表的讀數(shù)分別在5.0、7.5V、66.6范圍內(nèi)。 100mA外接:儀表由I-101-獲取,其中RX用于修正系統(tǒng)誤差。 最終值用【實(shí)驗(yàn)儀器】V表示。 I 待測電阻:RX1(標(biāo)稱值200Ω,1W); RX2(標(biāo)稱值24Ω,1W); 小燈泡(6V,0.25W) 電壓表:1.0級; 3/7.5/15/30(V); 毫安表的連接方法: 毫安表的量程:表1 被測電阻:RX2(標(biāo)稱值24Ω,1W); 電壓表量程: 毫安表連接方法: 毫安表量程: 表2-102-2、測試小燈泡伏安特性,制作小燈伏安特性曲線電燈泡。 注意電流不能超過被測元件的最大允許電流。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)畫出小燈泡的伏安特性曲線。
0.1A)測量小燈泡(6V,電壓表量程:毫安表連接方法:毫安表量程:)的伏安特性,還必須注意以下事項: 1、線路連接必須正確,先連接電路,檢查無誤后方可接通直流電源。 2、選擇正確的電流表量程和3、線路連接完成后,觸摸開關(guān)片刻,看電流和電壓表指示是否過高,如果是,則調(diào)節(jié)分流器和分壓器,直至表針正常,否則可以關(guān)閉【思考題】1、外接電流表,當(dāng)RV>>RX時,相對誤差為RX,RV,嘗試推導(dǎo)出這個結(jié)果。2、能否設(shè)計實(shí)驗(yàn)的方法和思路這個實(shí)驗(yàn)中的條件可以用于其他實(shí)驗(yàn)嗎? 3、如果把這個實(shí)驗(yàn)的精度要求提高到如何達(dá)到這個要求? R 4. 嘗試比較各種測量電阻的方法(伏安法、歐姆表法、電橋法)的優(yōu)缺點(diǎn)。 - 103 -