電學實驗基礎知識
一、實驗目的
1 熟悉電磁學實驗的操作規程和安全知識
2 學習連線電路、檢查電路故障的一般方法
3 掌握製流與分壓兩種電路的連線方法、效能和特點
2、預習要求
1 撰寫預習報告，寫明實驗目的、簡要敘述實驗原理及方案。見本電子版。
2 閱讀教材p54附錄i、ii、iii
三、實驗儀器
yj-dzt-ii電磁學綜合實驗平台、伏安特性實驗模板、導線。
1.伏安特性實驗模板如圖l所示
圖l四、實驗原理
電路可以千變萬化，但乙個電路一般可以分為電源、控制和測量三個部分。測量電路是先根據實驗要求而確定好的，例如要校準某一電壓表，需選乙個標準的電壓表和它關聯，這就是測量線路，它可以等效於乙個負載，這上（個）負載可能是容性的、感性的或簡單的電阻，以rz表示其負載.根據測量的要求，負載電流值i和電壓u在一定的範圍內變化，這就要求有乙個合適的電源。
控制電路的任務就是控制負載的電流和電壓，使其數值和範圍達到預定的要求。常用的是製流電路或分壓電路。控制項主要使用變阻器或電阻箱。
1.製流電路
電路如圖2所示，圖中e為直流電源;r0為變阻器，a為電流錶,rz為負載, k為電源開關。 它是將變阻器的滑動頭c和任一固定端（如a端）串聯在電路中，作為乙個可變電阻，移動滑動頭的位置可以連續改變ac之間的電阻rac，從而改變整個電路的電流i。
圖2製流電路圖
1)當c滑至a點錯誤！未找到引用源。＝0 ，,負載處；
當c滑到b點錯誤！未找到引用源。＝錯誤！未找到引用源。0 , 錯誤！未找到引用源。 ,
電壓調節範圍
相應的電流變化為
一般情況下負載rz中的電流為
2) 式中 ， 。
圖3表示不同k值的製流特性曲線。
圖3 製流特性曲線
2.分壓電路
分壓電路如圖4所示，變阻器兩個固定端a、b與電源e相接，負載錯誤！未找到引用源。z接變阻器滑動端
c和固定端a（或b）上，當滑動頭c由a端滑至b端，上電壓由0變到e，調節的範圍與變阻器的阻值無關.當滑動頭c在任一位置時，ac兩端的分壓值u為 式中
由實驗可得不同k值的分壓特性曲線，如圖5所示。
圖5分壓特性曲線
3.製流電路與分壓電路的差別與選擇
（1） 調節範圍
分壓電路的電壓調節範圍大，可以從；而製流電路電壓調節範圍較小，只能從。
（2） 細調程度
當錯誤！未找到引用源。時，在整個調節範圍內調節基本均勻，但製流電路可調範圍小；負載上的電壓值小，能調得較精細，而電壓值大時調節變得很粗。
（3） 功率損耗
使用同一變阻器，分壓電路消耗電能比製流電路要大。
基於以上的差別，當負載電阻較大，調節範圍較寬時選分壓電路；反之，當負載電阻較小，功耗較大，調節範圍不太大的情況下則選用製流電路。若一級電路不能達到細調的要求，則可採用二級製流（或二段分壓）的方法以滿足細調要求。
4. 伏安法測電阻
如圖6、圖7所示,測出通過電阻的電流i及電阻兩端的電壓u,則根據歐姆定律,可知
圖6 外接法圖7 內接法
4)伏安法有兩種聯線方法，外接法（如圖6）----電流錶在電壓表的外側，內接法（如圖7）----電流錶在電壓表的裡側。
兩種聯線方法引入的誤差
（1）外接法引入的誤差
設電阻中的電流為,伏特計中流過電流為，伏特計內阻為,則電流計中電流:
因此電阻的測量值是：
由於rv<(r+ rv),所以測量值小於實際值,測量的相對誤差
式中負號是由於絕對誤差是負值。只有當rv>> 時才可以用外接法。
(2) 內接法引入的誤差
設電流錶的內阻為,迴路電流為i,則電壓表測出的電壓值。
即電阻的測量值是：
可見測量值大於實際值,測量的絕對誤差為,當<< 時,可用內接法。
四、實驗內容與步驟
1.製流電路特性的研究
根據選擇不同的rz(r1或r2)和不同的r0, 如圖2連線電路（注意電源電壓及取值，取最大值），複查一次電路無誤後，閉合電源開關k,如果發現電流過大要立即切斷電源！
旋動電位器,在電流從最小到最大的過程中，測量8—10次電流值及相應的r0阻值(用數字萬用表測量), 以x為橫座標，電流錯誤！未找到引用源。為縱座標作圖。
注意，電流最大時r0為測量的零點。
由曲線分析製流電路特點：
1)k越大電流調節範圍如何？
2)k≥1時調節的線性如何？
3)k較小時（即錯誤！未找到引用源。0>>錯誤！未找到引用源。z錯誤！未找到引用源。），x接近0時電流變化如何？細調程度如何？
4)負載錯誤！未找到引用源。z上通過的電流是否可能為零？
2. 分壓電路特性的研究
按圖3電路進行實驗，根據選擇不同的(或)和不同的,r為保護電阻(可以是r1或r2)。要注意變阻器bc段的電流是錯誤！未找到引用源。
和之和，確定e值時，特別注意bc段的電流是否大於額定電流。
旋動電位器，使加到負載錯誤！未找到引用源。上的電壓從最小變到最大。在此過程中，測量8—10次電壓值u及相應的r0阻值(用數字萬用表測量), 以x為橫座標，u為縱座標作圖。
由曲線分析分壓電路特點：
1）負載rz的電壓調節範圍？
2）k越小電壓調節怎樣？
3）k越大電壓調節怎樣？
3．伏安法測電阻
如圖6、圖7所示,測出通過電阻r(r1或r2)的電流i及電阻r兩端的電壓u,則根據歐姆定律,可知
4.畫出電路圖，測量二極體正向、反向伏安特性，畫出特性曲線（選做）
實驗所用二極體in4007型鍺二極體，額定正向工作電流1a,反向耐壓1000v
5.畫出電路圖，測量燈泡的伏安特性，畫出特性曲線（選做）
實驗所用燈泡，額定電壓24v
電學實驗基礎知識
一 實驗目的 1 熟悉電磁學實驗的操作規程和安全知識 2 學習連線電路 檢查電路故障的一般方法 3 掌握製流與分壓兩種電路的連線方法 效能和特點 2 預習要求 1 撰寫預習報告，寫明實驗目的 簡要敘述實驗原理及方案。見本電子版。2 閱讀教材p54附錄i ii iii 三 實驗儀器 yj dzt ii...
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