实验内容
1.针对各种非线性电阻元件的特性,选择一定的实验方法,设计合适的检测电路,选择配套的实验器材,测绘出它们各自的伏安特性曲线。
2.学习从实验曲线获取有关信息的方法。
3.根据实验现象和结果,比较各种非线性电阻的特性,并从理论上进行分析讨论。
教学要求
1.任选两种以上的非线性元件,分别测出它们的伏安特性曲线、动态阻值,研究它们随电流等状态、环境参量变化的关系,得出拟合曲线方程。
2.在粗测的基础上,根据电阻特性,选择适当的实验检测电路,确定测量仪表的量程、等级,尽量减小测量不确定度。对同一元件选用两种不同的仪器和方法进行测量,比较分析它们对元件特性测量的影响。
实验器材
各种非线性元件(照明电珠,整流二极管,稳压二极管,发光二极管,光敏二极管,热敏电阻,硅光电池,低压氖泡等),电流表,电压表,稳压电源,变阻器,标准电阻,示波器,晶体管特性仪等(供选用)
实验提示
若电阻元件的伏安特性曲线呈直线,称为线性电阻;若呈曲线,称为非线性电阻。非线性伏安特性所反映出来的规律总是与一定的物理过程相联系的。利用非线性元件的特性可以研制各种新型的传感器、换能器,在温度、压力、光强等物理量的检测和自动控制方面都有广泛的应用。对非线性电阻特性及规律的研究,有助于加深对有关物理过程、物理规律及其应用的理解和认识。
1. 动态电阻
非线性电阻元件伏安特性曲线上某点切线的斜率,称为此电阻元件在该点(工作状态下)的动态电阻。记作
显然,线性电阻的动态电阻是常数,其值与按欧姆定律定义的直流电阻相等。而非线性电阻的动态电阻与直流电阻是不同的,非线性电阻的动态电阻是变量,是状态的函数,非线性电阻元件的动态电阻与功率的关系是它的一个重要性质。
2.若导体的温度保持不变,伏安特性曲线是一条直线。但是,当有电流流过导体时会被加热,进而温度升高,电阻增大,伏安特性曲线变成一条曲线。
3.非线性电阻元件的伏安特性及其反映的规律,总是与一定的物理过程相联系的。所以,研究非线性电阻元件的特性和规律,有助于对有关物理过程的认识和理解。
报告要求
1. 写明准备进行哪些项目的实验研究。
2. 写明所选用的实验方法、测量电路、仪器规格和具体实验程序。
3.对实验过程进行总结分析。