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1、实验一电路元件伏安特性的测量一、实验目的1. 学习测量电阻元件伏安特性的方法；2. 掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法；3. 掌握直流稳压电源和直流电压表、直流电流表的使用方法。二、实验原理在任何时刻，线性电阻元件两端的电压与电流的关系，符合欧姆定律。任何 一个二端电阻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 函数关系式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 电阻元件的伏安特性曲线。根据伏安特性的不同，电阻元件分为两大类：线性电 阻和非线性电阻。线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如 图1-1 (a)所示。该直线的斜
2、率只由电阻元件的电阻值R决定，其阻值R为常 数，与元件两端的电压U和通过该元件的电流I无关；非线性电阻元件的伏安特 性曲线不是一条经过坐标原点的直线，其阻值R不是常数，即在不同的电压作 用下，电阻值是不同的。常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极 管等，它们的伏安特性曲线如图1-1 (b)、(c)、(d)所示。在图1-1中，U 0图1-1线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线台块块块只只只只图1-2测定线性电阻的伏安特性绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法，电阻元件在不同的端电压U作用 下，测量出相应的电流/，然后逐点绘制出伏安特性曲线I=f（u，根据伏安特性 曲线便可计算出电阻元件的阻值
3、。三、实验设备与器件1. 直流稳压电源12. 直流电压表13. 直流电流表14. 万用表15. 白炽灯泡16. 二极管17. 稳压二极管18. 电阻元件2四、实验内容1. 测定线性电阻的伏安特性按图1-2接线。调节直流稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓慢地增加（不 得超过10V），在表1-1中记下相应的电压表和电流表的读数。表1-1测定线性电阻的伏安特性U (V)012345678910I (mA)011.982.993.984.975.966.967.968.949.942.测定白炽灯泡的伏安特性将图1-2中的1kQ线性电阻R换成一只12V，0.1A的灯泡，重复1的步骤， 在表1-2中记下相
4、应的电压表和电流表的读数。表1-2测定白炽灯泡的伏安特性U (V)0.10.20.40.711.522.533.544.55(mA)10.115.52025.530.537.844.350.355.660.765.670.374.63.测定半导体二极管的伏安特性 按图1-3接线，R为限流电阻，取200Q，二极管的型号为1N4007。测二极 管的正向特性时，其正向电流不得超过35mA，二极管D的正向压降n可在0 D+0.75V之间取值。特别是在0.50.75之间更应取几个测量点。测反向特性时， 将直流稳压电源的输出端正、负连线互换，调节直流稳压输出电压n，从0伏开 始缓慢地增加，其反向施压nD可
5、达30V，数据分别记入表1-3和表1-4。表1-3测定二极管的正向特性UD+ (V)00.20.40.450.50.550.600.650.700.75I (mA)0.000.000.000.000.110.321.073.2110.225.6表1-4测定二极管的反向特性UD (V)051015202530I (mA)00000004. 测定稳压二极管的伏安特性(1) 正向特性实验将图1-3中的二极管1N4007换成稳压二极管2CW51，重复实验内容3中的 正向测量。nz+为2CW51的正向施压，数据记入表1-5。表1-5测定稳压管的正向特性UZ+ (V)00.20.30.40.450.50.
6、550.60.650.70.75I (mA)000000000.10.53.4(2) 反向特性实验将图1-3中的稳压二极管2CW51反接，测量2CW51的反向特性。稳压电源的输出电压U从020V缓慢地增加，测量2CW51二端的反向施压nz及电流I， z由Uz可看出其稳压特性。数据记入表1-6。表1-6测定稳压管的反向特性U(V)012345810121820UZ (V)0-0.99-1.82-2.23-2.50-2.65-2.96-3.09-3.2-3.42-3.48I (mA)0-0.15-0.19-0.74-1.56-2.37-5.06-6.91-8.82-14.49-16.47五、实验预
7、习1. 实验注意事项(1) 测量时，可调直流稳压电源的输出电压由0缓慢逐渐增加，应时刻注意电 压表和电流表，不能超过规定值。(2 )直流稳压电源输出端切勿碰线短路。(3) 测量中，随时注意电流表读数，及时更换电流表量程，勿使仪表超量程，注意仪表的正负极性。2. 预习思考题（1）线性电阻与非线性电阻的伏安特性有何区别？它们的电阻值与通过的电 流有无关系？答：线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，电压与电流 的关系，符合欧姆定律。线性电阻元件的阻值R为常数，与元件两端的电压U 和通过该元件的电流I无关。非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线，其阻值R不 是常数，即在不
8、同的电压作用下，电阻值是不同的。（2）请举例说明哪些元件是线性电阻，哪些元件是非线性电阻，它们的伏安特 性曲线是什么形状？答：电阻器是线性电阻，其伏安特性曲线的形状见图1-1（a）所示。白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等是非线性电阻，它们的伏安特性曲线 如图 1-1（b）、（c）、（d）所示。（3）设某电阻元件的伏安特性函数式为I=f（U），如何用逐点测试法绘制出伏 安特性曲线。答：在平面内绘制xOy直角坐标系，以x轴为电压U，y轴为电流I，计算 出电流I和电压U的数据，根据数据类型，合理地绘制伏安特性曲线。六、实验报告1. 根据实验数据，分别在方格纸上绘制出各个电阻的伏安特性曲线（其中 二极管和稳压管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取为不 同的比例尺）。2. 根据线性电阻的伏安特性曲线，计算其电阻值，并与实际电阻值比较。3. 必要的误差分析。4. 实验总结及体会。
