应用计算机测定线性电阻伏安特性实验器材,线性电阻与非线性电阻伏安特性实验的Origin处理...

Origin 软件具有较好的数值处理功能, 将Origin 软件应用于线性电阻与非线性电阻伏安特性实验能准确快速地处理实验数据。

0、引言

线性电阻与非线性电阻伏安特性实验是大学物理及电工技术实验中十分重要的基础实验之一, 实验原理和测量过程都比较简单, 但是, 实验数据的处理比较复杂。目前, 主要采用作图法、二乘法等进行数据处理, 但是这些方法主观性大, 误差较大, 处理比较费时, 本文采用Origin 软件。Origin 软件是著名的科技绘图和数据处理软件之一, 利用Origin 软件处理实验数据, 具有简单、快速与直观等特点, 避免了人为因素所造成的误差。

1、实验原理

二端电阻元件的伏安特性是指元件的端电压与通过该元件电流之间的函数关系。通过一定的测量电路,用万用表可测定电阻元件的伏安特性, 由测得的伏安特性可了解该元件的性质。通过测量得到元件伏安特性的方法简称伏安法。电阻有线性电阻和非线性电阻两种。线性电阻元件的伏安特性满足欧姆定律。在关联参考方向下, 可表示为: u= Ri , 其中R 为常量, 称为电阻的阻值。其伏安特性曲线是一条过坐标原点的直线, 具有双向性。非线性电阻的阻值R 不是一个常量, 其伏安特性是一条过坐标原点的曲线。非线性电阻的种类很多, 本文主要介绍二极管的伏安特性。

在被测电阻元件上施加不同极性和幅值的电压, 测量出流过该元件中的电流; 或在被测电阻元件中通入不同方向和幅值的电流, 测量该元件两端的电压, 便得到被测电阻元件的伏安特性, 本文采用前者。对于线性电阻正反向阻值相等, 我们测正向即可, 对于二极管反向电流基本趋于零, 我们主要测正向伏安特性。

2、数据处理

2.1、原始数据记录

表1 线性电阻元件R= 1988 的正向伏安特性测量数据

表2 二极管正向伏安特性测量数据

启动Origin, 把测量数据I/ mA 和U/V 分别键入Origin 工作表Datal 中的A、B 列。分别双击各列标题栏, 在弹出的/ Worksheet Column Format0对话框内, 设置列名, A、B 列分别设置为I/ mA、U/ V 列, 通过/ Plot Designation0下拉菜单设置I/mA 列为X 轴, U/ V 列为Y 轴。

3、结束语

本文介绍了Origin 软件在线性电阻与非线性电阻伏安特性实验中的应用, 由上述分析可以看出, Origin对此实验拟合的结果与实际测量值非常吻合。利用Origin 进行数据处理, 可以避免一系列人为造成的误差,还可以使学生掌握利用计算机软件进行实验数据处理的技巧, 拓展学生的思路, 有助于学生综合能力的培养和提高。

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