模拟发现 - 欧姆法律

项目1:电阻器

在这个实验中,我们将使用Digient的模拟发现和数字万用表来探索电路分析和设计中使用的基本方程式:欧姆法律。欧姆的法律描述了电阻器两端的电压与通过电阻器的所得电流之间的关系。相关材料部分中的链接提供了有关这些主题的更多细节。

欧姆的法律规定了电阻上的电压和通过电阻器的电流是成比例的彼此。比例常数是抵抗力。等式形式有三种欧姆法的变化:

$$ v = i \ cdot r $$ $$ i = \ frac {v} {r} $$ r = \ frac {v} {i} $$

先决条件

  • 能够使用模拟发现的电压仪器和AWG来提供常数(直流)电压。
  • 能够使用电压表测量电压。
  • 能够使用电流表测量电流。

存货

  • 1数字万用表
  • 1用红色作为第三色带的电阻(它们将在1kΩ到9.9kΩ范围内)
  • 2模拟发现销

1.了解电路

答:电路原理图

  1. v +在电阻上施加5V。
  2. 将DMM与电路中的电阻器串联,测量电流。
  3. 使用频道1(1+1-)测量电阻器上的电压差(VOUT)。

电路原理图

b .创建电路

  1. 将V+(红线)连接到一个可移动引脚上。
  2. 在不同的行中,将其他可移动引脚连接到电阻。
  3. 将1+(橙色电线)和1-(橙色条纹线)连接在电阻器上,最接近V +的侧面有1+。
  4. 连接地面(,黑线)到电阻。
    • 注意:可拆卸引脚是将连接DMM的引线的位置。

创建电路


2.设置仪器

A.开放式电压表仪器

  1. 打开WaveForms™以查看主窗口。
  2. 单击更多仪器下拉菜单以打开电压表仪器。
    • 注意:电压表仪器将允许我们测量电压差(V.出去)通过电阻。

开放式电压表仪器

B.开放式电压仪器

  1. 返回到WaveForms主窗口。
  2. 单击电压图标以打开电源仪器。

开放电压仪器

C.打开电力

打开权力

  • 电压表仪表上的通道1将不会显示电阻器之间的电压差,因为DMM还没有连接到可移动引脚。

3.实验

A.收集数据

  1. 设置DMM以测量毫安(MA)。将红色通道按下连接到V +的可移除销将其连接到电路。应将黑色铅(COM)压到另一个可拆卸销。
  2. 记录在数字多用表上测量的电流值,以及在电压表仪表的通道1上测量的电压值。

b .分析数据

  1. 使用介绍中提供的等式和在A部分中测量的值来估计您选择的电阻器的电阻。记录这种电阻值。

C.与期望相比

  1. 使用电阻上的颜色带来确定其标称电阻。计算B部分计算的值与从色带确定的预期值计算百分比。百分比差异计算为:

$$\% {\rm{Error =}} left| {\left. txt;{{{Measured - Expected}}{{Expected}} \right|} \right。\乘以100 $ $

基于电阻的容差色带,您将期望的范围内的差异吗?


测试你的知识

  1. 使用DMM直接测量电阻的电阻。记录这种阻力。基于电阻颜色代码计算该值与预期值之间的百分比差异。基于电阻的容差色带,您将期望的范围内的差异吗?
  2. 使用波形发生器将3V电压差施加到电阻器中。测量电阻电压和电流并计算电阻,如在该实验的步骤3中。这种电阻如何与先前计算的值进行比较?
    • (注意:模块1的项目3中讨论了波形发生器的基本使用。具有直线的图标对应于恒定电压。)