一、 实验目的1. 学会识别常用电路元件的方法2. 掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测绘3. 掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法二、 原理说明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二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通过坐标原点的直线，如图2-5中a所示，该直线的 斜率等于该电阻器的电阻值2. 一般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态， 其灯丝电阻随着温度 的升高而增大，通过 白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻” 与“热电阻”的阻值可 相差几倍至十几倍，所以它的伏安特性如图2-5中b曲线所示图2-5各元件伏安特性曲线3. —般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其伏安特性如图2-5中c所示正向压降 很小(一般的锗管约为0.2〜0.3 V,硅管约为0.5〜0.7V ）,正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增 加到十多至几十伏时， 其反向电流增加很小，粗略地可视为零可见， 二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高， 超过管子的极限值，则 会导致管子击穿损坏。
4. 稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性 较特别，如图2-5中d所示在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某 一数值时（称为管子的稳压值， 有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压 将基本 维持恒定，当外加的反向电压继续升高时其端电压仅有少量增加注意：流过二极管或稳压二极管的电流不能超过管子的极限值，否则 管子会被烧坏三、实验设备表2-5实验设备序号名 称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源0~30V12万 用 表FM -47或其他1自备3直流数字毫安表0~200mA14直流数字电压表0~200V15二极管IN40071DG J-056稳 压 管2CW511DG J-057白 炽灯12V， 0. 1A1DG J-058线性电阻器200 Q， 1 K Q / 8W1DG J-05四、实验内容1. 测定线性电阻器的伏安特性按图2-6接线，调节稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓 慢地增加，一直到10V，记下相应的电压表和电 流表的读数UR、IR图 2-6 线性电阻器的伏安特性测定电路图 2-7 线性电阻器的伏安特性测定电路 表 2-6 线性电阻器的伏安特性实验数据Ur( V )0246810I ( mA)0. 012. 024. 046. 0 58. 0710. 0 92•测定非线性白炽灯泡的伏安特性 将图2-6中的R换成一只12V , 0.1A的灯泡，重复步骤1。
UL 为灯泡的端电压表2-7非线性白炽灯泡的伏安特性实验数据UL ( V)0. 10. 512345I ( mA)6. 462 0. 72 9. 93 3. 140. 949. 45 6. 2200Q+UOD '工IN4007 ①TJ-3.测定半导体二极管的伏安特性按图2-7接线，R为限流电阻器测二极管的正向特性时， 其正向电流不得超过35m A，二极管D的正向施 压UD+可在0〜0.75 V之间取值在0. 5〜0.75 V 之间应多取几个测量点测反向特性时，只需将图2-7中的二极管D反接，且其反向施压UD可达D-30V表2-8半导体二极管的正向特性实验数据U D+ (V)0. 100. 300. 500. 550. 600. 6 50. 700. 75I ( mA)000. 10. 51.85. 815. 448. 1表2-9半导体二极管的反向特性实验数据Ud-(V)0-5-1 0-15-20-25-30I ( mA)00000004. 测定稳压二极管的伏安特性⑴正向特性实验：将图2-7中的二极管换成稳压二极管2CW515重复实验内容3中的正向测量Uz+为2C W51的正向施压表2-10稳压二极管的正向特性实验数据Uz+ ( V)0. 10. 30. 50. 60. 650. 70. 7 5I ( mA)000. 10. 41.58. 050. 5⑵反向特性实验：将图2-7中的R换成1KQ , 2C W51反接，测量2CW 51的反向特性。
稳压电源的输出电压Uo从0 20V ,测量2CW51二端的电压U及电流I，由U可看出其稳压特O z — z —性表 2-11 稳压二极管的反向特性实验数据Uo(V)0246810121 41 61 820Uz- ( V)0-1.76-2. 30-2. 53-2. 68-2. 80 -2. 89-2. 96-3. 03-3. 08-3. 1 3I ( mA)0-0. 2-1.8-■3. 7 -5. 6-7. 6-9. 7-11.7-1 3. 8-15. 8-1 8. 0五、 实验注意事项1. 测二极管正向特性时，稳压电源输出应由小至大逐渐增加， 应时 刻注意电流表读数不得 超过35m A2. 如果要测定 2AP 9的伏安特性，则正向特性的电压值应取 0,0.1 0, 0.13， 0.15， 0.17，0. 19, 0・21, 0.24, 0.30 ( V)，反向特性的电压值取0， 2, 4，……，10(V )3. 进行不同实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程， 勿使仪表超量程，仪表 的极性亦不可接错六、 思考题1. 线性电阻与非线性电阻的概念是什么？电阻器与二极管的伏安特 性有何区别？ 电阻值不随电压、电流的变化而变化的电阻称为线性电阻。
电阻值随着电压、电流的变化而改变的电阻，称为非线性电阻电阻器是线性元件，伏安特性为正比例直线.二极管的伏安特性曲线 为一条曲线，在第一象 限内类似二次函数过原点的上升曲线，在第三 象限也有类似开口向下的二次函数曲线.其曲线 上可以找到反向击穿 电压，正向电压超过一定值时可视为正比例曲线2. 设某器件伏安特性曲线的函数式为I 二 f(U)，试问在逐点绘制曲线时，其坐标变量应如何 放置？水平轴为电流，垂直轴为电压.也有把电压作为水平轴的，比如二极管 的伏安特性曲线.先从 0 点开始，依次增大，最后侧无穷点3. 稳压二极管与普通二极管有何区别,其用途如何？二极管的主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下, 导通电阻很小；而在 反向电压作用下导通电阻极大或无穷大电路中 常把它用在整流方面上稳压二极管的稳压原理：稳压二极管的特点就是加反向电压击 穿后,其两端的电压基 本保持不变稳压二极管用来稳压或在串联电 路中作基准电压4.在图2-7中，设U=2V, UD+ =0・7V,贝U mA表读数为多少？ 读数 1=(2 -0. 7) - 200 X 1000=6.5( mA)实验结果分析1、 电阻器是线性元件，伏安特性为正比例直线。
2、 白炽灯是非线性元件，伏安特性为斜率不断减少的曲线3、 二极管是非线性元件，二极管的伏安特性曲线为一条曲线，在第一 象限内类似二次 函数过原点的上升曲线，在第三象限电流一直为零，反向 不导通4、 稳压管是非线性元件，其伏安特性的图像在第一象限与二极管一 样，而在第三象限当电 压达到某个值就保持不变误差分析：由于白炽灯和二极管受温度的影响比较大，故测量时间过 长，会导致元件发热影 响并其内阻，进而影响伏安特性的测量结果。