《物理实验》课程教学课件（PPT讲稿）电阻与非线性电阻的伏安特性的测量

伏安法测量电阻 物理实验中心

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实验目的 1.学习伏安法测电阻时电流表内接、外接的条件; 2.了解非线性电阻; 3.掌握仪表的接入误差对测量结果的影响; 4.学习数据处理和不确定度的计算

实 验 目 的 1. 学习伏安法测电阻时电流表内接、外接的条件； 2. 了解非线性电阻; 3. 掌握仪表的接入误差对测量结果的影响； 4. 学习数据处理和不确定度的计算

目录 概述 二、非线性电阻 实验内容 四、实验仪器 五、仪表的接入误差及对结票的影响 六、电表准确度对结果的影响 七、非线性电阻的应用

目 录 一、概述 二、非线性电阻 三、实验内容 五、仪表的接入误差及对结果的影响 四、实验仪器 七、非线性电阻的应用 六、电表准确度对结果的影响

、概述 伏安法测电阻是电阻测量的基本方法之 当一个原件两端加上电压时,元件内有电流通过 时,电压和电流之间存在着一定的关系。通过此 元件的电流随外加电压的变化曲线,称为伏安特 性曲线。从伏安特性曲线所遵循的规律,可以得 知该元件的导电特性。 返回

一、概述 伏安法测电阻是电阻测量的基本方法之一。 当一个原件两端加上电压时，元件内有电流通过 时，电压和电流之间存在着一定的关系。通过此 元件的电流随外加电压的变化曲线，称为伏安特 性曲线。从伏安特性曲线所遵循的规律，可以得 知该元件的导电特性。 返回

二、非线性电阻 1、什么是非线性电阻 2、热导体电阻特性简介 返回

二、非线性电阻 1、什么是非线性电阻 2、热导体电阻特性简介 返回

1、什么是非线性电阻 非线性电阻的电流和电压之间不存在正比关系, 般不能应用欧姆定律。如图所示 如果仅考虑一小 段特性曲线,它可以看 成是直线。我们定义动 态电阻为 △ U △ 利用动态电组,可以计算所考虑的曲线范围内 电压和电流的微小变化。 返

1、什么是非线性电阻 非线性电阻的电流和电压之间不存在正比关系， 一般不能应用欧姆定律。如图所示： U I 如果仅考虑一小 段特性曲线，它可以看 成是直线。我们定义动 态电阻为： I U r   = 利用动态电组，可以计算所考虑的曲线范围内 电压和电流的微小变化。 返回

2、热导体电阻特性简介 热导体电阻器在热状态下传导特别好,亦即其阻 值随温度的升高而减小。它们具有非常大的负温度系数, 因而也叫做MTC电阻器。 用来制造NTC电阻器的材料主要是半导体材料,包 括由氧化铁、氧化镍、氧化钴、钛化合物和特殊掺合物 组成的多晶系混合晶体。 为什么这类材料会有负的温度系数呢?这需要由半 导体材料的特性来解释。 下一页

2、热导体电阻特性简介 热导体电阻器在热状态下传导特别好，亦即其阻 值随温度的升高而减小。它们具有非常大的负温度系数， 因而也叫做NTC电阻器。 用来制造NTC电阻器的材料主要是半导体材料,包 括由氧化铁、氧化镍、氧化钴、钛化合物和特殊掺合物 组成的多晶系混合晶体。 为什么这类材料会有负的温度系数呢?这需要由半 导体材料的特性来解释。 下一页

半导体材料的结构是一种共价键结构,这是 种比较稳定的结构,在没有外来扰动的情况下是不存 在导电载流子的。但当有足够外界能量作用时,电 子就有可能摆脱共价键的束缚,形成载流子。热振动 可以使电子摆脱共价键的束缚,破坏共价键,形成电 子空穴对。随着温度的升高,越来越多的电子脱离它 的束缚键,由此,材料的传导性也越来越好。 半导体的电导率与温度的关系大致可以表示为: e 2K A T 其中的E。是使电子摆脱共价键束缚所需的能量 下一页

半导体材料的结构是一种共价键结构，这是一 种比较稳定的结构，在没有外来扰动的情况下是不存 在导电载流子的。但当有足够外界能量作用时，电 子就有可能摆脱共价键的束缚，形成载流子。热振动 可以使电子摆脱共价键的束缚，破坏共价键，形成电 子空穴对。随着温度的升高，越来越多的电子脱离它 的束缚键，由此，材料的传导性也越来越好。 半导体的电导率与温度的关系大致可以表示为： KT Eg Ae 2 −  = 其中的 是使电子摆脱共价键束缚所需的能量 下一页 Eg

对于一定的半导体电阻元件,我们有: Eg R=Ce2KT 式中的系数C是与温度有关的参数,但变化不如指数 部分那么快。K是波尔兹曼常数,T是绝对温度。 如果对上式取对数,有: E In r=hn ct 2KT 可见半导体的电阻与绝对温度的倒数成指数关系, 其对数与温度的倒数成线性关系。 返回

对于一定的半导体电阻元件，我们有： KT Eg R Ce2 = 式中的系数 是与温度有关的参数，但变化不如指数 部分那么快。 是波尔兹曼常数， 是绝对温度。 如果对上式取对数，有： KT E R C g 2 ln = ln + 可见半导体的电阻与绝对温度的倒数成指数关系， 其对数与温度的倒数成线性关系。 C K T 返回

三、实验内容 测量阻值约500欧姆的线性电阻 的阻值 2.测绘热敏电阻的伏安特性曲线 返回

三、实验内容 1． 测量阻值约500欧姆的线性电阻 的阻值 2. 测绘热敏电阻的伏安特性曲线 返回