中国海洋大学实验报告

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日期 星期 节 组 号

实验题目：元件伏安特性的测定

实验目的：

1.学习常用仪器及其使用方法；

2.学习用电压表和电流表测定元件的伏安特性；

3.加深对线性电阻元件、非线性电阻元件及电源伏安特性的理解。

实验仪器：稳压电源、电压表、可变电阻（1000Ω左右）等。

实验原理

一．几种常用元器件的伏安特性曲线

1.电阻元件

电阻两端电压U、电阻R和电流I的关系：U=IR

伏安特性曲线如图1；

2.半导体二极管

半导体二极管是非线性元件，当外加电压极性和

二极管极性相同时电阻很小，反之很大。伏安特性曲线如图2；

3.（直流）电压源

 理想电源的端电压和流过的电流大小无关，其外伏安特性曲线如图3中实线，实际电源相当于一个理想电源和一个电阻串联表示，当电源有电流I流过时，会在内阻Rs上产生电压降，其端电压U

可表示为 U=Us—I* Rs 实际电压源的伏安特性曲线如图3中虚线所示。

二．电压和电流的测量

正确选择电压表和电流表的规格、精度和量程，接线时接在正确位置上可以减小误差。用电压表测Rx的端电压U，用毫安表测Rx的电流I，有如图4

两种连接方式，由于电表内阻影响，不可能测准Rx的端电压和电流，若想不进行数值修正，又得到比较准的测量结果，内接法中电流表内阻远小于Rx（一般小两个数量级），外接法中电压表内阻远大于Rx（一般大两个数量级）。

实验内容与步骤

一．测定线性电阻的伏安特性曲线

取标称值为1kΩ的电阻作为被测元件，参照图1-5连接，检查无误后，打开电源开关，依次调节直流电源的电压，使电源的输出电压（注意由电压表读出）从2V到10V之间变化，每隔2V测一次电流值。

二．测定半导体二极管的伏安特性曲线

1．正向特性 参照图1-6a连好电路，

检查无误后，开启电源，输出电压调至2V，调节可变电阻R，以改变电压表的示数，记录电压表读数和相应的电流表读数，在曲线弯曲部分应适当多测几个点。

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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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                              实验报告                    

姓    名：##         班    级：##学    号：##实验成绩：

同组姓名：    无           实验日期：20##-3-4     指导老师：助教19             批阅日期：

非线性元件伏安特性的测量

【实验目的】

  1．学习测量非线性元件的伏安特性,针对所给各种非线性元件的特点，选择一定的实验方法，援用配套的实验仪器，测绘出它们的伏安特性曲线。

  2. 学习从实验曲线获取有关信息的方法。

【实验原理】

1、非线性元件的阻值用微分电阻表示，定义为 R = dU/dI。

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基本元件的伏安特性测量 实验报告书 

                               

 学号：              姓名：             学习中心：

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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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实验四  电阻元件伏安特性的测定

【实验简介】

电阻是电学中常用的物理量。利用欧姆定律测导体电阻的方法称为“伏安法”。

为了研究材料的导电性，通常作出其伏安特性曲线，了解它的电压和电阻的关系。伏安特性曲线是直线的元件称为“线性元件”，伏安特性曲线不是直线的元件称为“非线性元件”。这两种元件的电阻都可以用伏安法测量。但是，由于测量时电表被引入测量电路，电表内阻必然会影响测量结果，因而应考虑对测量结果进行必要的修正，以减小系统误差。

             

【实验目的】

1、了解电学实验常用仪器的规格、性能，学习它们的使用方法。

2、学习电学实验的基本操作规程和连接电路的一般方法。

3、掌握电阻元件伏安特性的测量方法，用伏安法测电阻。

4、了解系统误差的修正方法，学会作图法处理实验数据。

【实验仪器和用具】

直流稳压电源，直流电压表，直流电流表，滑线变阻器，电阻元件盒（一个百欧，一约千欧，一个二极管），导线10根。

【实验原理】

1、伏安特性曲线

实验中常用的线绕电阻、碳膜电阻和金属膜电阻等，它们都具有以下共同特性，即加在该电阻上的电压与通过其上的电流总是成正比例的变化(忽略电流热效应对阻值的影响)。若以纵坐标表示电流，横坐标表示电压，电流与电压的关系如图4-2（a）所示。具有这种特性的电阻元件成为“线性电阻元件”。

2、非线性电阻

如果电阻电阻元件两端的电流、电压关系为曲线，则这类电阻元件称为“非线性电阻元件”（如热敏电阻、二极管等）。这种元件的特点是电阻随加在它两端的电压改变而改变如图4-2（b）所示。一般均用伏安特性曲线来反映非线性电阻元件的特性。

3、伏安法测电阻

欧姆定律告诉我们，通过一段电路的电流，与这段电路两端的电压成正比，与这段电路的电阻成反比，即。由此可求得电阻（4-1）

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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。

半导体二极管的伏安特性曲线取决于PN结的特性。在半导体二极管的PN结上加正向电压时，由于PN结正向压降很小，流过PN结的电流会随电压的升高而急剧增大；在PN结上加反向电压时，PN结能承受和大的压降，流过PN结的电流几乎为零。所以，在一定电压变化范围内，半导体二极管具有单向导电的特性，其伏安特性曲线如图1-3所示。

稳压二极管是一种特殊的二极管，其正向特性与普通半导体二极管的特性相似。加反向电压时，在电压较低的某范围内，电流几乎为零；一旦超出此电压，电流就会突然增加，并保持PN结上的电压恒定不变。稳压二极管的伏安特性曲线如图1-4所示。

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