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

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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

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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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暨南大学本科实验报告专用纸

课程名称           电路原理             成绩评定         

实验项目名称电路元件伏安特性的测绘 指导教师 李伟华  

实验项目编号     08063034901     实验项目类型   验证型  

实验地点      暨南大学电气电气信息学院电路原理实验室         

学生姓名    乔  凯             学号     2011052545                         

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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。

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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。

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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。

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实验一　电路元件伏安特性的测试（验证性）

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＝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（由欧姆定律U(t)=R i(t)定义， 关联参考方向，阻值R为常数，元件对不同方向的电流或不同极性的电压，其表现是一样的，两个端钮没有任何区别，这种性质为所有的线性电阻所具备，称为双向性。）的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1-1中a曲线所示，该直线的斜率的倒数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，灯丝电阻可视为非线性电阻。（电阻元件凡不是线性的就称为非线性的）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1-1中b曲线所示。

图1-1

3.一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1-1中c所示。正向压降很小（正向导通且电流不大时一般的锗管压降约为0.2～0.3V，硅管压降约为0.5～0.7V），（正向导通电压一般的锗管约为0.1V，硅管约为0.5V）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。

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