实验题目:元件伏安特性的测定

一、实验目的

1、学会用万用表进行电阻、电流、电压的测量； 2、学习和验证电阻的串并联电路；

3、初步学习含有线性元件的电流、电压的计算。 二、实验仪器

万用表（2只）、直流稳压电源（1台）、电阻2个（ 读出的值是10kΩ），电阻固定器1个，导线若干，螺丝笔1支。 三、实验原理

电压、电流是反映电路工作状态的两个最基本的参数。一个元件上的电压U和通过它的电流I之间的关系曲线（一般I作横轴，U作纵轴）称为这个元件的伏安特性曲线。

对于线性电阻元件R，因为它符合欧姆定律，即R?道它是一条通过原点，斜率为tg??

U

(或U?RI)，我们知I

?U

的直线。如图1-1。

?I

图1-1 线性电阻伏安特性曲线

因此把电阻电路称为线性电路。对于由多个电阻组成的电路，它们可简单划

分为并联电路、串联电路 ，其总电阻的计算公式分别为R并＝

R串＝R1?R2。

R1R2

和

R1?R2

四、实验内容 1、电阻的测量

（1）测单个电阻，如图（a），把1个电阻固定在电阻固定器上，然后打开万用表开关，经估读电阻阻值后10kΩ，把档位调到电阻量程为20kΩ处，然后用万用表两红黑两个表笔接触电阻两端，读出数据为9.78，将数据记录到表1-1。

(2) 测串联电阻，如图（b）, 把2个电阻串联固定在电阻固定器上，经估读电阻阻值后20kΩ，把档位调到电阻量程为20kΩ处，然后用万用表两红黑两个表笔接触电阻两端，读出数据为19.61，将数据记录到表1-1。

（3）测并联电阻，如图（c）, 把2个电阻并联联固定在电阻固定器上，经估读电阻阻值后5kΩ，把档位调到电阻量程为20kΩ处，然后用万用表两红黑两个表笔接触电阻两端，读出数据为4.91，将数据记录到表1-1。

表1-1 电阻测量数据

2、线性件的伏测试

电阻元安特性

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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的部分为正向特性，U＜0的部分为反向特性。

(a)线性电阻 (b)白炽灯丝

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I，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。

三、实验设备与器件

1.直流稳压电源 1 台 2.直流电压表 1 块 3.直流电流表 1 块 4.万用表 1 块 5.白炽灯泡 1 只 6. 二极管 1 只 7.稳压二极管 1 只 8.电阻元件 2 只

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。

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深 圳 大 学 实 验 报 告

课程名称：­           大学物理实验（1）          

实验名称：          PN结的伏安特性测量                 

学院：              机电与控制工程学院                  

专业：         班级：     机电一班    

组号：       1        指导教师：               

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实验一     电子元件伏安特性的测定

一、实验目的

1．  掌握电压表、电流表、直流稳压电源等仪器的使用方法

2．  学习电阻元件伏安特性曲线的测量方法

3．  加深理解欧姆定律，熟悉伏安特性曲线的绘制方法

二、原理

若二端元件的特性可用加在该元件两端的电压U和流过该元件的电流I之间的函数关系I=f(U)来表征，以电压U为横坐标，以电流I为纵坐标，绘制I-U曲线，则该曲线称为该二端元件的伏安特性曲线。

电阻元件是一种对电流呈阻力特性的元件。当电流通过电阻元件时，电阻元件将电能转化为其它形式的能量，例如热能、光能等，同时，沿电流流动的方向产生电压降，流过电阻 R的电流等于电阻两端电压U与电阻阻值之比，即

                               （1-1）

这一关系称为欧姆定律。

若电阻阻值R不随电流I变化，则该电阻称为线性电阻元件，常用的普通电阻就近似地具有这一特性，其伏安特性曲线为一条通过原点的直线，如图1-1所示，该直线斜率的倒数为电阻阻值R。

线性电阻的伏安特性曲线对称于坐标原点，说明在电路中若将线性电阻反接，也不会不影响电路参数。这种伏安特性曲线对称于坐标原点的元件称为双向性元件。

白炽灯工作时，灯丝处于高温状态，灯丝的电阻随温度升高而增大，而灯丝温度又与流过灯丝的电流有关，所以，灯丝阻值随流过灯丝的电流而变化，灯丝的伏安特性曲线不再是一条直线，而是如图1-2所示的曲线。

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深 圳 大 学 实 验 报 告

课程名称：­           大学物理实验（1）          

实验名称：          PN结的伏安特性测量                 

学院：                 信息工程学院                  

专业：         班级：     12届信工（3）班    

组号：       3         指导教师：               

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深 圳 大 学 实 验 报 告

课程名称：­        大学物理实验（一）        

实验名称：                                   

学    院：                                  

指导教师：                                               

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电路元件的伏安特性实验

（一）实验目的

（1） 掌握直流电流表，直流电压表，万用表及可调稳压电源的使用方法。

（2） 了解几种电路元件的伏安特性，学习元件伏安特性的测试方法。

（二）实验原理

在电路中，电路元件的特性一般用该元件的端电压与通过该元件的电流之间的函数关系u=f(i)表示。把这个函数关系绘成u-i平面上的一条曲线，就成为该元件的伏安特性曲线。

线性电阻的伏安特性曲线是一条过原点的直线，电压和电流满足欧姆定律，阻值不随电压和电流的变化而变化。

图一  线性电阻的伏安特性

白炽灯工作时处于高温状态，灯丝电阻随温度的升高而增大。伏安特性是一条曲线。

图二   白炽灯的伏安特性

普通二极管是非线性元件，具有单向导电性。

图三   普通二极管的伏安特性

稳压管是一种特殊的半导体二极管，正向特性与普通二极管相似，为指数曲线；反向电流几乎为零，击穿区曲线很陡，近乎平行于纵轴，表现出很好的稳压特性。

图四   稳压管的伏安特性

（三）实验设备

1.可调直流稳压电源一台。

2.直流电流表，直流电压表各一只。

3.线性电阻，白炽灯，普通二极管及稳压二极管若干。

（四）实验内容

1.测定线性电阻的伏安特性                    

如图五所示，调节稳压电源的输出电压US，从0V开始缓慢地增加，使元件两端电压增至25V，记下相应的电压表和电流表读数，并记录。

                                 图五     实验电路图

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