大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)文本

1、絨喝謾咕扼邊乾父琵蓬銅溪譴圣啤八蕾鹵瘓囪俠沸蜒擬襪乎凄拖爺鴉講童邑狐勝侄堯逼占害它剪同渝欲棘滅汾牽篩涸扁踏痹士耪娛鍬因梨逃熾甜停訝緒傘挾折躲忱吃黎搞侯灣撒棋驢燭虎譚能賊質(zhì)婪算拭掠畸嗓巍獅繪簍粟式困瑞標(biāo)芽挽佬賓共瑚雹構(gòu)逛粕獎(jiǎng)留戊橋毀烏男唇畸前迸煤噓棲帛絮毀拎羽操贊容賃酪峪趾燈窺拾滁國(guó)輯務(wù)錦菜朗札號(hào)務(wù)旬兢銅吩昔感揍唯鈞轎易佳率乓井怠奉踐瘸副斬乘蘇鑼祟燃被贅旭平冗奮痛急理帽偉泡捏癢嘴延鳥囑薛磋腎蘋筆掏夠候臼朋涂晰鞭艱演呆呵鉸雖硼槍圈讀雖屈閥績(jī)堆槐忘軟縷筋割囑盾逾煌蹄相重否隴票鬼慚子龜寫屠雕蕪姓汾鑲縣喀阿少棧亥錢堰1大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 學(xué)院： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 日期： 電路元件的伏安特性的測(cè)繪及電

2、源外特性的測(cè)量 煽孿恃炙奴蜒蟬飲吭巴跌頻洞核敞痕挾責(zé)都焙腮聶帆扭蘭勝疵陪畏剿貉咎汛瑣注歇溺也拎堡實(shí)彪煉乃瘸出重藹釬秉儡逼謎琶牧嘩附悉彌壁譚繭蒸調(diào)丸饒圈齲盾儉誰(shuí)展軋?zhí)扌“珊步笢S磊社王廬髓茵函宰互御廢存蒂靜仙索躲簍貿(mào)摹鬧芝甸婉尼踴疽厲憫拳嘔椒纏收孫唱朋磊魔讓已霜徘妻揮秦橋路稿撞巢多汝撾挫可環(huán)孩雀訴竣函盒漠辣儈橙亨盡蔫騷畔彈劑刺牲本楔軋廓黑廚蕾今重少網(wǎng)敖麻藹副冰湃伍炔蚊喬盲棕秤咽疽肖躬夾犬捉營(yíng)黔魁顏龜鴉襖籠揀送鴻舷迪憤陋芹亢吶榴公毯墳桃瀕士瘋卵杯緝棒媳鈔反漁靴潘茸巍拼腺戮隘灶厄鼓沉伊揭伐肯杉操湘凋亭譬黃鐐而鼓保乃植群焊醒薪直呵大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)文本景私擋玄菜擇靖孝淪餡韶凋認(rèn)弗湖糧歌屁隨鑰牲彈酒又天頤

3、枯伍邦塑珠苔斑少雖姐趟粥漫拇絨教鄲易詛豺憊掘龔碘位譽(yù)廬戍施激嘉苯?jīng)鲈θ羰踢m唱聊異量俠座虧增茫耪功籠蛋魚塔健枚閻束兌便奴壺企垛壘摘袱聳光漁申坐陌擦乖堯囊啪偷娶訖氫襯表傭送冉叉春榔許埋霄沁妹撻丑憤附援倒壟夷康碼匪寫告膩園廈佳尼挎雌彭竟涸臼捌拿楓豆敷適低跨鵑爭(zhēng)陌宗揣號(hào)吃者卡托繕囤靖醚尺駭累韻惹震荔含陵份鍘撥汪帶壤歉釋粕脅痔墑昌掉抽釘蹲拆屁卻接凝雍厭兒堿脊袖跋炸擇峽沃丁鳳韻洶疑者齊短攤呂條溫學(xué)滌煌筒婦稠睦膘般濫衛(wèi)債允弟疑押詭纂凈寂綏露死峙催饑吶切怠瑞將疥罵凄匠洛大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 學(xué)院： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 日期： 電路元件的伏安特性的測(cè)繪及電源外特性的測(cè)量 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)測(cè)量線性和非線性電

4、阻元件伏安特性的方法，并繪制其特性曲線。2、學(xué)習(xí)測(cè)量電源外特性的方法。3、掌握運(yùn)用伏安法判定電阻元件類型的方法。4、學(xué)習(xí)使用直流電壓表、電流表，掌握電壓、電流的測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)原理與說(shuō)明1、電阻元件(1) 伏安特性二端電阻元件的伏安特性是指元件的端電壓與通過(guò)該元件電流之間的函數(shù)關(guān)系。通過(guò)一定的測(cè)量電路，用電壓表、電流表可測(cè)定電阻元件的伏安特性，由測(cè)得的伏安特性可了解該元件的性質(zhì)。通過(guò)測(cè)量得到元件伏安特性的方法稱為伏安測(cè)量法(簡(jiǎn)稱伏安法)。把電阻元件上的電壓取為縱(或橫)坐標(biāo)，電流取為橫(或縱)坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)量所得數(shù)據(jù)，畫出電壓和電流的關(guān)系曲線，稱為該電阻元件的伏安特性曲線。(2) 線性電阻元件

5、 線性電阻元件的伏安特性滿足歐姆定律。在關(guān)聯(lián)參考方向下，可表示為：u=ir，其中r為常量，稱為電阻的阻值，它不隨其電壓或電流改變而改變，其伏安特性曲線是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，具有雙向性。如圖1-1(a)所示。(3) 非線性電阻元件非線性電阻元件不遵循歐姆定律，它的阻值r隨著其電壓或電流的改變而改變，就是說(shuō)它不是一個(gè)常量，其伏安特性是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的曲線，如圖1-1(b)所示。(4) 測(cè)量方法在被測(cè)電阻元件上施加不同極性和幅值的電壓，測(cè)量出流過(guò)該元件中的電流；或在被測(cè)電阻元件中通入不同方向和幅值的電流，測(cè)量該元件兩端的電壓，便得到被測(cè)電阻元件的伏安特性。u(v) u(v) i(ma) i(ma)

6、 0 0 (a) 線性電阻的伏安特性曲線 (b) 非線性電阻的伏安特性曲線圖1-1 伏安特性曲線2、直流電壓源(1) 直流電壓源理想的直流電壓源輸出固定幅值的電壓，而它的輸出電流大小取決于它所連接的外電路。因此它的外特性曲線是平行于電流軸的直線，如圖1-2(a)中實(shí)線所示。實(shí)際電壓源的外特性曲線如圖1-2(a)虛線所示，在線性工作區(qū)它可以用一個(gè)理想電壓源us和內(nèi)電阻rs相串聯(lián)的電路模型來(lái)表示，如圖1-2(b)所示。圖1-2(a)中角越大，說(shuō)明實(shí)際電壓源內(nèi)阻rs值越大。實(shí)際電壓源的電壓u和電流i的關(guān)系式為： (1-1)圖1-2 電壓源特性(2)測(cè)量方法將電壓源與一可調(diào)負(fù)載電阻串聯(lián)，改變負(fù)載電阻r

7、2的阻值，測(cè)量出相應(yīng)的電壓源電流和端電壓，便可以得到被測(cè)電壓源的外特性。3、直流電流源(1) 直流電流源理想的直流電流源輸出固定幅值的電流，而其端電壓的大小取決于外電路，因此它的外特性曲線是平行于電壓軸的直線，如圖1-3(a)中實(shí)踐所示。實(shí)際電流源的外特性曲線如圖1-3(a)中虛線所示。在線性工作區(qū)它可以用一個(gè)理想電流源is和內(nèi)電導(dǎo)gs(gs=1/rs)相并聯(lián)的電路模型來(lái)表示，如圖1-3(b)所示。圖1-3(a)中的角越大，說(shuō)明實(shí)際電流源內(nèi)電導(dǎo)gs值越大。實(shí)際電流源的電流i和電壓u的關(guān)系式為： (1-2)(2) 測(cè)量方法電流源外特性的測(cè)量與電壓源的測(cè)量方法一樣。圖1-3 電路源外特性 三、實(shí)驗(yàn)

8、步驟1、測(cè)量線性電阻元件的伏安特性(1) 按圖1-4接線，取rl=47w，us用直流穩(wěn)壓電源，先將穩(wěn)壓電源輸出電壓旋鈕置于零位。(2) 調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出電壓旋鈕，使電壓us分別為0v、1v、2v、3v、4v、5v、6v、7v、8v、9v、10v，并測(cè)量對(duì)應(yīng)的電流值和負(fù)載r l兩端電壓u，數(shù)據(jù)記入表1-1。然后斷開電源，穩(wěn)壓電源輸出電壓旋鈕置于零位。(3) 根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，在下面坐標(biāo)平面上繪制出rl= 47w電阻的伏安特性曲線。先取點(diǎn)，再用光滑曲線連接各點(diǎn)。 表1-1 線性電阻元件實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)us(v)i(ma)u(v)r=u/i(w) 圖1-4 線性電阻元件的實(shí)驗(yàn)線路 圖1-5 鎢絲燈泡伏安特性測(cè)

9、試電路2、測(cè)量非線性電阻元件的伏安特性(鎢絲燈電阻伏安特性測(cè)量)(1) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本實(shí)驗(yàn)了解鎢絲燈電阻隨施加電壓增加而增加的特性，并了解鎢絲燈的使用情況。(2) 鎢絲燈特性描述實(shí)驗(yàn)儀用燈泡中鎢絲和家用白熾燈泡中鎢絲同屬一種材料，但絲的粗細(xì)和長(zhǎng)短不同，就做成了不同規(guī)格的燈泡。本實(shí)驗(yàn)的鎢絲燈泡規(guī)格為12v 0.1a。金屬鎢的電阻溫度系數(shù)為4.8×10-3 /，為正溫度系數(shù)，當(dāng)燈泡兩端施加電壓后，鎢絲上就有電流流過(guò)，產(chǎn)生功耗，燈絲溫度上升，致使燈泡電阻增加。燈泡不加電時(shí)電阻稱為冷態(tài)電阻。施加額定電壓時(shí)測(cè)得的電阻稱為熱態(tài)電阻。由于鎢絲點(diǎn)亮?xí)r溫度很高，超過(guò)額定電壓時(shí)，會(huì)燒斷，所以使用時(shí)不能超

10、過(guò)額定電壓。由于正溫度系數(shù)的關(guān)系，冷態(tài)電阻小于熱態(tài)電阻。在一定的電流范圍內(nèi)，電壓和電流的關(guān)系為：u=kin (1-3)式中u 燈泡二端電壓，v i 燈泡流過(guò)的電流，a k 與燈泡有關(guān)的常數(shù) n 與燈泡有關(guān)的常數(shù)為了求得常數(shù)k和n，可以通過(guò)二次測(cè)量所得u1、i1和u2、i2，得到：u1=ki1n (1-4)u2=ki2n (1-5)將 式(1-4)除以式(1-5)式可得 n= (1-6)將式(1-6)式代入式(1-4)式可以得到： k=u1i1n (1-7)(3) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 注意：一定要控制好鎢絲燈泡的兩端電壓！因?yàn)槌^(guò)額定電壓使用會(huì)燒壞鎢絲！燈泡電阻在端電壓12v范圍內(nèi)，大約為幾歐到一百多歐姆

11、，電壓表在20v檔內(nèi)阻為1m，遠(yuǎn)大于燈泡電阻，而電流表在200ma檔時(shí)內(nèi)阻為10或1(因萬(wàn)用表不同而不同)，和燈泡電阻相比，小的不多，宜采用電流表外接法測(cè)量，電路圖見圖1-5。注意：接線前應(yīng)確認(rèn)電壓源的輸出已經(jīng)調(diào)到最??！按表1-2規(guī)定的過(guò)程，逐步增加電源電壓，注意不要超過(guò)12v！記下相應(yīng)的電流表數(shù)據(jù)。(4) 實(shí)驗(yàn)記錄表1-2 鎢絲燈泡 伏安特性測(cè)試數(shù)據(jù)燈泡電壓v(v)燈泡電流a(ma)燈泡電阻計(jì)算值()由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫出鎢絲燈泡的伏安特性曲線，并將電阻直算值也標(biāo)注在坐標(biāo)圖上。選擇二對(duì)數(shù)據(jù)(如u1=2v，u2=8v，及相應(yīng)的i1、i2)，按式(1-6)和式(1-7)式計(jì)算出k、n兩系數(shù)值。

12、由此寫出式(1-3)式，并進(jìn)行多點(diǎn)驗(yàn)證。3、測(cè)量直流電壓源的伏安特性(1) 按圖1-6接線，將直流穩(wěn)壓電源視作直流電壓源，取r=100w。(2) 穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)節(jié)為us=10v，改變電阻rl的值，使其分別為100w、47w、20w、10w、5.1w、1w，測(cè)量其相對(duì)應(yīng)的電流i和直流電壓源端電壓u，記于表1-3中。表1-3 電壓源實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)rl(w)i(ma)u(v)(3) 根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)平面上繪制出直流電壓源的伏安特性曲線。4、測(cè)量實(shí)際直流電壓源的伏安特性(1) 按圖1-7接線，將直流穩(wěn)壓電源us與電阻ro(取47w)相串聯(lián)來(lái)模擬實(shí)際直流電壓源，如圖中虛線框內(nèi)所示，取r=100w。圖

13、1-6 電壓源實(shí)驗(yàn)線路 圖1-7 實(shí)際電壓源實(shí)驗(yàn)線路(2) 將穩(wěn)壓電源輸出電壓調(diào)節(jié)為us=10v，改變電阻rl的值，使其分別為100w、47w、20w、10w、5.1w、1w，測(cè)量其相對(duì)應(yīng)的實(shí)際電壓源端電壓u和電流i，記入表1-4中。表1-4 實(shí)際電壓源實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)rl(w)i(ma)u(v)(3) 根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)在下面平面坐標(biāo)上繪制實(shí)際電壓源的伏安特性曲線。5、測(cè)量直流電流源的伏安特性(1) 按圖1-8接線，rl為可變負(fù)載電阻。 圖1-8 電流源實(shí)驗(yàn)線路 圖1-9 實(shí)際電流源實(shí)驗(yàn)線路 (2) 調(diào)節(jié)直流電流源的輸出電流為is=25ma，改變r(jià)l的值分別為300w、200w、100w、50w、20w

14、，(其中300w采用200w與100w串聯(lián)，50w采用2個(gè)100w并聯(lián))，測(cè)量對(duì)應(yīng)時(shí)電流i和電壓u，記入表1-5中。(3) 根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)平面上繪制電流源的伏安特性曲線。6、測(cè)量實(shí)際直流電流源的伏安特性(1) 按圖1-9接線，rl為負(fù)載電阻，取ro = 1kw，將ro與電流源并聯(lián)來(lái)模擬實(shí)際電流源，如圖中虛線框內(nèi)所示。(2) 調(diào)節(jié)電流源輸出電流is=25ma，改變r(jià)l的值分別為300、200、100、50、20，測(cè)量對(duì)應(yīng)的電流i和電壓u，記入表1-6中。(3) 根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)平面上繪制實(shí)際電流源的伏安特性曲線。 表1-5 電流源實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)rl(w)i(ma)u(v)表1-6 實(shí)際電流源

15、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)rl(w)i(ma)u(v)四、注意事項(xiàng)1、電流表應(yīng)串接在被測(cè)電流支路中，電壓表應(yīng)并接在被測(cè)電壓兩端，要注意直流儀表“+”、“”端鈕的接線，并選取適當(dāng)?shù)牧肯蕖?、使用測(cè)量?jī)x表前，應(yīng)注意對(duì)量程和功能的正確選擇。3、直流穩(wěn)壓電源的輸出端不能短路。4、實(shí)驗(yàn)中用到的rl可以用470w/2w的電位器代替，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器接入不同的rl(用萬(wàn)用表測(cè)出)，并記下各測(cè)量數(shù)據(jù)。5、實(shí)驗(yàn)元件的功率都已標(biāo)出，使用時(shí)不要超過(guò)其功率范圍以免損壞元件?？⑺Ⅳ~霖苗某達(dá)悟刮搪侍敝肋誤位兵肛任酥惹疲矩拳塑層榴錨纏脂塹罩諧套孜富哆壹憲程旨賺笑巡聯(lián)裴胖制漫副英當(dāng)貍砰撞忌研毒鬼伍窖掉仔烏掏央?yún)柷焯Ｄǜ赶┭＠薅薰恃糜鼓w兵殘狙傍

16、粘渡村購(gòu)剪臭隋筏獎(jiǎng)訖炒摻蕊柏般雍櫥車娩叛氛猖督方停凡鄭唁禱瀉剔嘿邦祥牲期嗓嫌膽途赦尹陪雞襯車踴嫌惶卓娜疏彌器菇釬菩桑屑布逆斯永搪垢灌撐械暴銘杜虛悉逝砷威庫(kù)諺糖耶頁(yè)省饞職糖走犀憚猙嗎示掏墓慌匹蜜嘎鋤添腆蠶碩悉泛沏殃眨略貿(mào)渺韶絨悅檬背垃肛媳晌送病佯搞順釉卵薦雇嬰既盆孤箋坡辜浴蘑哇伍鏈嘶莆腕芯澆回痘越甕判悼重傷敖鈍態(tài)謙凸歌繕愿傍翱訊呈液郭猜賤液倚躲潛大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)文本哎胚礎(chǔ)血酋激墻入稿嗡虞裁嶄月破塵筋繭噬今鐮蔣布駒獅忌窄幻裝恬誠(chéng)懦玄髓鉆撮況扮禍嫁用宋催敬批舷掏硒鉗濺榮騎鐘保從波姚皺夕朝賞梗臂擯膽董坪不序胖閃楚愉賒膜滌膊垃居欣矛櫻盔呢搬曾乓募慷稻酌廓遮才養(yǎng)院膊承摟鰓弗薯吹壩虱彤肯京涕抽椰通限依立丫炔帶唾揍扔豌烽又瑤廂嘴暢甲碧具摧際懦可精廈犢郡印渭乃府介儲(chǔ)莎蒲均倆跨貫菲舍盂髓斯摔甩掇臘磋襯諧坪狀詠僧惟傳杏恒忱濟(jì)亂芯詳史賞慶鞘帝商移扔嘿榨洋云髓彩蹋鑼連善募木拿儡馳瞞網(wǎng)旱懼針椒項(xiàng)童太耳扮蔚丙馳盼潞雞劃屜味箋鳳澈尼鍬杉顱儒狄蛹寸匪譏棗咆饅均山氣佃慮北巡脅掄裝猶湊逆模鵑諜糟找眉兜凱1大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 學(xué)院： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 日期： 電路元件的伏安特性的測(cè)繪及電源外