实验报告参考（直流部分）
实验一 基本实验技术
一、
实验目的：
1． 熟悉电路实验的各类仪器仪表的使用方法。
2． 掌握指针式电压表、电流表阻的测量方法及仪表误测量误差的计算。 3． 掌握线性、非线性电阻元件伏安特性的测绘。 4． 验证电路中电位的相对性、电压的绝对性。 二、需用器件与单元： 序号 1 2 3 名称 多路可调直流电源 直流电流表 直流电压表 型号、规格 LPS323D 数量 1 备注 IEC60092–504 1 GB/T76761998 –1 4 5 电路实验箱 数字万用表 YYDG-XA1 VCTOR VC9807A+ 1 1 三、实验容：
（一） 电工仪表的使用与测量误差及减小误差的方法 A、基本原理：
通常，用电压表和电流表测量电路中的电压和电流，而电压表和电流表都具有一定的阻，分别用RV和RA表示。如图2－1所示，测量电阻R2两端电压U2时，电压表与R2并联，只有电压表阻RV无穷大，才不会改变
R1??R2U?串入?U2VRVIRAA图 2-1
电路原来的状态。如果测量电路的电流I，电流表串入电路，要想不改变电路原来的状态，电流表的阻RA必须等于零，。但实际使用的电压表和电流表一般都不能满足上述要求，即它们的阻不可能为无穷大或者为零，因此，当仪表接入电路时都会使电路原来的状态产生变化，使被测的读数值与电路原来的实际值之间产生误差，这种由于仪表阻引入的测量误差，称之为方法误差。显然，方法误差值的大小与仪表本身阻值的大小密切相关，我们总是希望电压表的阻越接近无穷大越好，而电流表的阻越接近零越好。
可见，仪表的阻是一个十分关注的参数。 通常用下列方法测量仪表的阻： 1．用‘分流法’测量电流表的阻
设被测电流表的阻为RA，满量程电流为Iｍ，测试电路如图2－2所示,首先断开开关Ｓ,调节恒流源的输出电流Ｉ，使电流表指针达到满偏转,即I＝IA＝Iｍ。然后合上开关S, 并保持I值不变,调节电阻箱Ｒ的阻值,使电流表的指针指在1/2满量程位置，即
RRAImAIASIRIIIA?IS?m2
则电流表的阻RA?R。
2．用‘分压法’测量电压表的阻
设被测电压表的阻为RV，满量程电压为Uｍ，测试电路如图2－3所示,首先闭合开关Ｓ,调节恒压源的输出电压U，使电压表指针达到满偏转,即U＝UV＝Uｍ。然后断开开关S, 并保持U值不变,调节电阻箱Ｒ的阻值,使电压表的指针指在1/2满量程位置，即
可调恒流源图 2-2RVUmR?UVV??U?R?Um2
则电压表的阻RV?R。
UV?UR?
?US可调恒压源图 2-3图2－1电路中，由于电压表的阻RV不为无穷大，在测量电压时引入的方法误差计算如下：,
R2上的电压为：
U2?R2UR1?R2,若R=R，则U=U/2
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??R2RVR2RV?R2，以此来代替上
现用一阻RV的电压表来测U2值，当RV与R2并联后，
RVR2RV+R2? ?U2?URVR2R1?RV+R2式的R2 ,则得
绝对误差为
RVR22RV+R2R2R1R2? ?(?U?U2?U2?)?U??URVR2R1?R2(R1?R2)(R1R2?R2RV?RVR1)R1?RV+R2U?U?6 若R1?R2?RV，则得
U?U2 ?U20?U0??10000?6?10000?33.300UU22
相对误差 B.实验容
1．根据‘分流法’原理测定直流电流表1mA和10mA量程的阻
实验电路如图2-2所示，其中R为电阻箱，用?100Ω、?10Ω、?1Ω三组串联，1mA电流表用表头和电位器RP2串联组成，10mA电流表由1mA电流表与分流电阻并联而成（具体参数见实验一），两个电流表都需要与直流数字电流表串联（采用20mA量程档），由可调恒流源供电，调节电位器RP2校准满量程。实验电路中的电源用可调恒流源，测试容见表2－1，并将实验数据记入表中。
表2－1 电流表阻测量数据 被测表量程 （mA） 1 10 S断开，调节恒源，S闭合，调节电阻R， 使I＝IA＝Iｍ（mA） 使IR＝IA＝Iｍ/2（mA） 6 20 3 10 39 8 （Ω） 计算阻RA （Ω） 39 8 2．根据‘分压法’原理测定直流电压表1V和10V量程的阻
实验电路如图2-3所示，其中R为电阻箱，用?1ｋΩ、?100Ω、?10Ω、?1Ω四组串联，1V、10V电压表分别用表头、电位器RP1和倍压电阻串联组成（具体参数见实验一），两个电压表都需要与直流数字电压表并联，由可调恒压源供电，调节电位器RP1校准满量程。实验电路中的电源用可调恒压源，测试容见表2－2，并将实验数据记入表中。
表2－2 电压表阻测量数据 被测表量程 S闭合，调节恒压源，S断开，调节电阻R，使（V） 1 10 使U＝UV＝Uｍ（V） UR＝UV＝Uｍ/2（V） 0.4 8 0.2 4 809 16k R（Ω） 计算RV （Ω） 809 16k 3．方法误差的测量与计算
实验电路如图2-1所示，其中R1＝300Ω， R2＝200Ω，电源电压U＝10V（可调恒 压源〕，用直流电压表10V档量程测量R2上的电压U2之值，并计算测量的绝对误差和相 对误差，实验和计算数据记入表2－3中。
表2－3 方法误差的测量与计算 RV 16k 计算值U2 实测值U’绝对误差DU= U2－U’2 相对误差DU/ U2′100% 2 4 3.2 0.8 20% 4.实验报告要求
（1）根据表2－1和表2－2数据，计算各被测仪表的阻值，并与实际的阻值相比较； （2）根据表2－3数据，计算测量的绝对误差与相对误差；
(二) 线性、非线性电阻元件伏安特性
A、基本原理：
任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U 与通过该元件的电流I之间的函数关系I＝f(U)来表示，即用I-U 平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。
1. 线性电阻器的伏安特性曲线是一条 通过坐标原点的直线，如图1-1中a所示， 该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。
2. 一般的白炽灯在工作时灯丝处于 高温状态， 其灯丝电阻随着温度的升高 而增大，通过白炽灯的电流越大，其温度 越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻” 与“热电阻”的阻值可相差几倍至十几倍， 所以它的伏安特性如图1-1中b曲线所示。
3. 一般的半导体二极管是一个非线性
电阻元件，其伏安特性如图1-1中 c所示。 图1-1 正向压降很小（一般的锗管约为0.2～0.3V，
硅管约为0.5～0.7V），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十多至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。
4. 稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特别，如图1-1中d所示。在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将基本维持恒定，当外加的反向电压继续升高时其端电压仅有少量增加。
注意：流过二极管或稳压二极管的电流不能超过管子的极限值，否则管子会被烧坏。
B、实验容：
1. 测定线性电阻器的伏安特性
按图1-2接线，调节稳压电源的输出电压U，从0 伏开始缓慢地增加，一直到10V，记下相应的电压表和电流表的读数UR、I。
＋＋mA－＋U－R1KV
－
图 1-2 图 1-3
UR（V） I（mA） 2.3 3.0 4.5 6.0 7.9 9 2.0 2.7 4.1 5.2 7.0 7.4 2. 测定半导体二极管的伏安特性 按图1-3接线，R为限流电阻器。测二极管D的正向特性时，其正向电流不得超过25mA，二极管D的正向施压UD+可在0～0.75V之间取值。在0.5～0.75V之间应多取几个测量点。测反向特性时，只需将图1-3 中的二极管D反接，且其反向施压UD－可达30V。 正向特性实验数据 UD+ (V) 0.10 0.30 5.80 0.50 12.00 0.55 13.02 0.60 13.40 0.65 16.44 0.70 19.70 0.75 22.05 I（mA） 2.00 反向特性实验数据 UD－(V) I（mA） 0 0 -5 0 -10 0 -15 0 -20 0 -25 0 -30 0 3. 测定稳压二极管的伏安特性
（1）正向特性实验：将图1-3中的二极管换成稳压二极管，重复实验容3中的正向测量。UZ+为2CW51的正向施压。
电路实验报告材料参考直流 - 图文
