+
-
U
2
U 1
R 2
R I +
-
V
R V
图 2-1
A
R A
串入
A R A
m I I
R
I A
I R
图 2-2
S
可调恒流源实验报告参考（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、电流表内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 名称
型号、规格 数量 备注 1 多路可调直流电源 LPS323D
1
2 直流电流表 IEC60092–504 1
3 直流电压表 GB/T7676–1998 1
4 电路实验箱 YYDG-XA1 1
5
数字万用表
VCTOR VC9807A+ 1
三、实验内容：
（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内阻，分别用R V 和R A 表示。如图2－1所示，测量电阻
R 2两端电压U 2时，电压表与R 2并联，只有电压表内阻R V
无穷大，才不会改变电路原来的状态。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，电流表的内阻R A 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，即它们的内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，这种由于仪表内阻引入的测量误
差，称之为方法误差。显然，方法误差值的大小与仪表本身内阻值的大小密切相关，我们总是希望电压表的内阻越接近无穷大越好，而电流表的内阻越接近零越好。
可见，仪表的内阻是一个十分关注的参数。 通常用下列方法测量仪表的内阻： 1．用‘分流法’测量电流表的内阻
设被测电流表的内阻为R A ，满量程电流为I ｍ，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
V R V
m
U R
+
-U
+
-V
U
R
U
+
-S
图 2-3
可调恒压源
指针达到满偏转,即I ＝I A ＝I ｍ。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
则电流表的内阻。
2．用‘分压法’测量电压表的内阻
设被测电压表的内阻为R V ，满量程电压为U ｍ，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 ＝U V ＝U ｍ。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
则电压表的内阻。
图2－1电路中，由于电压表的内阻R V 不为无穷大，在测量电压时引入的方法误差计算如下：,
R 2上的电压为：
,若R 1=R 2，则U 2=U /2
现用一内阻R V 的电压表来测U 2值，当R V 与R 2并联后，
，以此来代替
上式的R 2 ,则得
绝对误差为
若，则得
相对误差
B.实验内容
1．根据‘分流法’原理测定直流电流表1mA 和10mA 量程的内阻
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
2m
S A I I I =
=R R =A
2m R V U U U =
=R
R =V U
R R R U 2
12
2+=
2
V 2
V 2
R R R R R +='U
R R R R R R R R R U ⋅+
='2
V 2
V 12
V 2V 2++ U
R R R R R R R R R R U R R R R R R R R R R R R U U U ⨯+++=⋅+
-+='-=∆))(()++( 1V V 221212
2
12V 2V 12V 2
V 21222V 21R R R ==6U U =
∆0
000002
2
20033.310026100 =⨯=⨯'-=∆U U
U U U U ⨯⨯⨯
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，测试内容见表2－1，并将实验数据记入表中。
表2－1 电流表内阻测量数据
被测表量程（mA）S断开，调节恒源，
使I＝I A＝Iｍ（mA）
S闭合，调节电阻R，
使I R＝I A＝Iｍ/2（mA）
（Ω）计算内阻R A
（Ω）
1 633939
10201088 2．根据‘分压法’原理测定直流电压表1V和10V量程的内阻
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，测试内容见表2－2，并将实验数据记入表中。
表2－2 电压表内阻测量数据
被测表量程（V）S闭合，调节恒压源，
使U＝U V＝Uｍ（V）
S断开，调节电阻R，使
U R＝U V＝Uｍ/2（V）
R（Ω）计算R V
（Ω）
10.40.2809809
108416k16k 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
R V计算值U2实测值U’2绝对误差∆U= U2－U’2相对误差∆U/ U2⨯100%
16k4 3.20.820%
4.实验报告要求
（1）根据表2－1和表2－2数据，计算各被测仪表的内阻值，并与实际的内阻值相比较；
（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
⨯⨯⨯⨯
