模拟发现-欧姆定律和电压-电流特性
项目2:电阻
在这个项目中,我们将使用模拟发现波形发生器对电阻器施加一个时变电压。我们将使用模拟发现示波器来测量产生的电流,并绘制电压作为电流的函数。由此得到的图将显示电阻的电压-电流特性,或I-V曲线。
欧姆定律提供了电阻上的电压和通过电阻的电流之间的关系。在数学上,欧姆定律表述为:
$v = i \cdot R$
在哪里v为电阻两端的电压,我电阻是电流吗R是阻力。
欧姆定律也可以看作是电阻的电压-电流特性。元件的电压-电流特性简单地说就是元件两端电压与电流之间的关系。通常,电压-电流特性是图形化的;在图形形式中,电压-电流特性称为i-v曲线。电阻器的i-v曲线如图1所示。正如欧姆定律所指出的,i-v曲线是一条带有斜率的直线R.(假设电压在纵轴上,电流在横轴上。如果切换坐标轴,则斜率为$\frac{1}{R}$。两种方法都是合法的。)
相关材料:
先决条件
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能够使用模拟发现波形发生器提供时变电压。
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能够测量电压。
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能够测量电流。
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能够根据记忆写出欧姆定律。
库存
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1 100Ω电阻器(棕色、黑色、棕色)
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1个任意电阻器,第三色带为红色(我们将此任意电阻器视为“未知”)
1.理解电路
答:电路原理图
b .创建电路
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连接W1(黄线)到100Ω电阻。
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把两个电阻器连接在一起。
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连接地面(↓(黑色电线)到未知电阻。
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使用通道1示波器(1+和1-测量100Ω电阻器上的电压。
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使用示波器的通道2 (2+和2-(如蓝线和带白条纹的蓝线)来测量通过未知电阻的电压。
2.设置工具
设置波形发生器以产生100Hz的三角波。
B.用示波器显示I-V曲线并估计电阻
下图是创建电阻I-V曲线的基本步骤的总结。您的范围设置可能与显示的不同,因为您的未知电阻可能与用于生成此图的电阻不同。
7.估算XY曲线的斜率。这应该和未知电阻的电阻是一样的。
8.用未知电阻上的色标,确定电阻器的标称电阻。将这个值与上面第7步所确定的估计电阻进行比较。
9.用DMM测量电阻。
测试你的知识
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改变XY图上的轴,使电流在垂直轴上,电压在水平轴上。验证新线的斜率是未知电阻电阻的倒数。
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改变输入信号的频率。确认改变频率对电阻值没有影响。
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改变输入信号的振幅。这对XY图和估计阻力有影响吗?
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将输入波形改为正弦波。对XY图和估计的阻力有什么影响?
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将输入波形改为方波。这是否会对XY曲线产生预期的影响?(提示:一个理想的方波只提供两个电压值——高电压和低电压。)