实验四   电学元件伏安特性的测量

电路中有各种电学元件，如线性电阻、半导体二极管和三极管，以及光敏、热敏和压敏元件等。知道这些元件的伏安特性，对正确地使用它们是至关重要的。利用滑线变阻器的分压接法，通过电流和电压表正确地测出它们的电压与电流的变化关系称为伏安测量法（简称伏安法）。伏安法是电学中常用的一种基本测量方法。

【实验目的】

１．了解分压器电路的调节特性；

２．掌握测量伏安特性的基本方法、线路特点及伏安法测量电阻的误差估计；

３．学习按回路接线的方法。

【实验原理】

1．分压电路

变阻器的分压器接法如图（4-1）。

 

将变阻器R的两个固定端A和B接到直流电源E 上，将滑动端C接到负载R_L。则负载R_L两端的电压U为

                                                    （4-1）

                                       （4-2）

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《电学元件伏安特性的测量》实验报告

（数据附页）

一、半定量观察分压电路的调节特点

变阻器R=470Ω

二、用两种线路测电阻的对比研究

电流表准确度等级1.5，量程I_m=5mA，R_I=8.38±0.13Ω

电压表准确度等级1.5，量程U_m=0.75V，R_V=2.52±0.04kΩ；

量程U_m=3V，R_V=10.02±0.15kΩ

   

三、测定半导体二极管正反向伏安特性

由于正向二极管的电阻很小，采用外接法的数据；反向电阻很大，采用内接法的数据。

四、戴维南定理的实验验证

1.  将9V电源的输出端接到四端网络的输入端上，组成一个有源二端网络，求出等效电动势E_e和等效内阻R_e。（外接法）

修正后的结果：

取第二组和第七组数据计算得到：

E_e=2.15V  R_e=319.5Ω

由作图可得：

E_e=2.3V  R_e=352.8Ω

2.  用原电路和等效电路分别加在相同负载上，测量外电路的电压和电流值。

3.  理论计算。

4．讨论。

等效电动势的误差不是很大，而等效电阻却很大。原因是多方面的。但我认为最大的原因应该是作图本身。所有数据的点都集中在一个很小的区域，点很难描精确，直线的绘制也显得过于粗糙，人为的误差很大。

如果对数据进行拟合，可以得到I=-3.298U+6.836，于是得到E_e=2.07V，R_e=303.2Ω，前者误差为11.5%，后者误差为1.1%，效果比直接读图好，因为消除了读图时人为的误差。

另外一点，仪表读数也是造成误差大的一个原因。比如电流表没有完全指向0，电压表不足一格的部分读得很不准等等。

总的讲，实验数值和理论还是有一定偏差，不能很好的证明。

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电力分析实验报告

实验一 电阻元件伏安特性的测量

一、实验目的：

（1）学习线性电阻元件和非线性电阻元件伏安特性的测试方式。

（2）学习直流稳压电源、万用表、电压表的使用方法。

二、实验原理及说明

（1）元件的伏安特性。如果把电阻元件的电压取为横坐标，电流取为纵坐标，画出电压与电流的关系曲线，这条曲线称为该电阻元件的伏安特性。

（2）线性电阻元件的伏安特性在u-i平面上是通过坐标原点的直线，与元件电压和电流方向无关，是双向性的元件。元件的电阻值可由下式确定：R=u/i=(m_u/m_i)tgα,期中m_u和m_i分别是电压和电流在u-i平面坐标上的比例。

三、实验原件

U_s是接电源端口，R1=120Ω,R2=51Ω,二极管D3为IN5404，电位器Rw

四、实验内容

（1）线性电阻元件的正向特性测量。

（2）反向特性测量。

（3）计算阻值，将结果记入表中

（4）测试非线性电阻元件D3的伏安特性

（5）测试非线性电阻元件的反向特性。

表1-1     线性电阻元件正（反）向特性测量

表1-5      二极管IN4007正（反）向特性测量

                                      

五、实验心得

（1）每次测量或测量后都要将稳压电源的输出电压跳回到零值（2）接线时一定要考虑正确使用导线

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二极管正向导通后，电阻较小，选择外接法的数据。其余选用内接法的数据。

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专业：电气工程及自动化 姓名：邓思原

实验报告

学号：3130103251 日期：9月29日 地点：东三-202

课程名称：电路与电子技术实验Ⅰ 指导老师：李玉玲 成绩：__________________ 实验名称：实验3 电路元件特性曲线的伏安测量法 实验类型：_______ 同组学生姓名：__ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得

一、实验目的和要求

1.了解非线性元件的伏安特性；

2.学习非线性元件伏安特性的测试方法； 3.掌握绘制曲线的方法。 二、实验内容和原理 内容：

用恒压源作电源进行1.分别测定普通二极管有电阻R和无电阻R时的伏安特性。

2.测量稳压二极管接电阻R的伏安特性。

(选做)用恒流源做电源，测量普通二极管接电阻R的伏安特性。 最后，分别绘制二种元件的伏安特性曲线。 原理：

普通晶体二极管的特点是正向电阻和反向电阻区别很大。随着正向电压逐渐增大，当电压达到开启电压后，正向电流随着正向压降的升高而急剧上升，再后近似恒压源；而反向电压从零一直增加到十几伏至几十伏时，其方向电流增加很小，粗略地可视为零，具有单向导电性，如果反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会击穿损坏普通晶体二极管。

稳压二极管其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性则与普通二极管不同，在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当反向电压增加到某一数值时（称为稳定电压），电流将突然增大，以后它的端电压将维持恒定，不再随外加的反向电压升高而增大。

这些元件的伏安特性可以用电压表和电流表逐点测定，由此描点画图。 三、主要仪器设备

元器件板，直流电源，直流电压表、电流表；数字万用表，导线。 四、操作方法和实验步骤

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实验报告

课程名称：     电路与模拟电子技术实验    指导老师：     ##      成绩：__________________

实验名称：  电路元件特性曲线的伏安测量法 实验类型：    电路实验     同组学生姓名：__________

一、实验目的和要求（必填）                                       二、实验内容和原理（必填）

三、主要仪器设备（必填）                                          四、操作方法和实验步骤

五、实验数据记录和处理                                              六、实验结果与分析（必填）

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一、实验目的：

（1）学习线性电阻元件和非线性电阻元件伏安特性的测试方式。

（2）学习直流稳压电源、万用表、电压表的使用方法。

二、实验原理及说明

（1）元件的伏安特性。如果把电阻元件的电压取为横坐标，电流取为纵坐标，画出电压与电流的关系曲线，这条曲线称为该电阻元件的伏安特性。

（2）线性电阻元件的伏安特性在u-i平面上是通过坐标原点的直线，与元件电压和电流方向无关，是双向性的元件。元件的电阻值可由下式确定：R=u/i=(m_u/m_i)tgα,期中m_u和m_i分别是电压和电流在u-i平面坐标上的比例。

三、实验原件

U_s是接电源端口，R1=120Ω,R2=51Ω,二极管D3为IN5404，电位器Rw

四、实验内容

（1）线性电阻元件的正向特性测量。

（2）反向特性测量。

（3）计算阻值，将结果记入表中

（4）测试非线性电阻元件D3的伏安特性

（5）测试非线性电阻元件的反向特性。

表1-1     线性电阻元件正（反）向特性测量

表1-5      二极管IN4007正（反）向特性测量

                                      

五、实验心得

（1）每次测量或测量后都要将稳压电源的输出电压跳回到零值（2）接线时一定要考虑正确使用导线

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