Logo
Logo

Вах-вах!

1  8.00 С помощью мультиметра, проводов и серого ящика, содержащего нелинейный элемент НЭ, идеальный источник напряжения $U_0$ и набор из пяти резисторов, включённых последовательно (см. рисунок), снимите зависимость силы тока $I$, текущего через нелинейный элемент, от напряжения $U_{AB}$ на контактах $A$ и $B$.

1. Измеряем величины сопротивлений резисторов «серого» ящика поочередно подключая омметр к контактам $BC$, $CD$, $DE$, $EF$ и $FG$ ($R_1 = 5~Ом$, $R_2 = 10~Ом$, $R_3 = 20~Ом$, $R_4 = 40~Ом$, $R_5 = 80~Ом$).

2. Одним проводом замыкаем цепь нелинейного элемента, подключая его к контакту $A$ и к любому из контактов $C-G$. Вторым проводом шунтируем какие-либо отдельные резисторы или их группы, получая различные величины $R$ нагрузочного сопротивления (см. пример).

3. Для каждого $R$ измеряем напряжение $U_{AB}$ на контактах $AB$ (столбцы 2 и 4 таблицы); оно равно разности напряжения источника и напряжения на нелинейном элементе $U_{AB} = U_0-U$.

4. Для определения силы тока в цепи измеряем напряжение $U_1$ на резисторе $R_1$ (контакты $BC$) или напряжение $U_{2}$ на резисторе $R_2$ (контакты $CD$) (используем тот резистор, который не закорочен в данном измерении). Значения измеренных величин приведены в столбцах 5 и 6 таблицы. Для каждого измерения $U$ вычисляем силу тока $I$ в цепи и заносим результат в таблицу (столбец 7).


1
2345678910
$N$ $U_{AB},~\text{мВ}$ $\Delta U_{AB},~\text{мВ}$ $R,~\text{Ом}$ $U_{1},~\text{мВ}$ $U_2,~\text{мВ}$ $I,~\text{мА}$ $\Delta I,~мА$ $U,~\text{мВ}$ $\Delta U,~мВ$
1 89511 15 567 57 3 705 11
2 93411 25 177 35 3666 11
3 94611 30 300 30,0 1,4654 11
4 96912 45 107 21 2631 12
5 98212 55 177 17,7 0,9618 12
6 99212 65 75 15,0 1,3608 12
7 101012 85 56 11,2 1,1591 12
8 102012 95 102 10,2 0,6585 12
9 103012 115 85 8,5 0,5574 12
10 104012 135 34 6,8 0,8563 12

2  3.00 Постройте график полученной зависимости в формате А5.

5. Строим график зависимости $I$ от $U_{AB}$.

3  9.00 Считая известным, что при $I = 20~мА$ напряжение на нелинейном элементе равно $U = 0{,}63~В$, получите ВАХ нелинейного элемента для диапазона $10~мА < I < 60~мА$ и представьте её в виде таблицы и графика в формате А5 с указанием абсолютных погрешностей величин.

6. С помощью графика зависимости $I(U_{AB})$ находим, что при $I = 20~мА$ $U_{AB} = 0{,}97~В$. По условию, при таком токе напряжение на нелинейном элементе $U = 0,63~В$. Так как $U_{AB} = U_0-U$, получаем $U_0 = U_{AB} + U = 1{,}6~В$.

7. Пересчитываем значения $U_{AB}$ в напряжение на нелинейном элементе $U$ по формуле $U = U_0-U_{AB}$ и подставляем соответствующие значения в столбец 9 таблицы.

8. По данным столбцов 7, 9 и 10 таблицы строим ВАХ нелинейного элемента.