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

测试电路如图1-3所示， （1）串联电阻电路伏安特性测试

A: 按测试电路 图1-3 连接好各仪器，将图(b) 接到图1-3的待测电路部分。两个万用表，一个调到电流档位使其变成电流表，量程选2mA,表笔接到待测电路两边，另一个把档位调到电压档位，使其变成伏特表，选量程为20V。打开稳压电源电压开关，逐渐升高稳压电源电压， 使电流分别为0.2mA，0.4 mA, 0.6 mA, 0.8 mA, 1.0 mA。分别对应的电压读数为4.13V, 7.90V, 11.79V, 15.75V, 19.80V伏特表的读数记录到表1-2中。

图1-3 电阻元件伏安特性测试电路

（2）并联电阻电路伏安特性测试

A: 按测试电路 图1-3 连接好各仪器，将图(c) 接到图1-3的待测电路部分。两个万用表，一个调到电流档位使其变成电流表，量程选2mA,表笔接到待测电

路两边，另一个把档位调到电压档位，使其变成伏特表，选量程为20V。打开稳压电源电压开关，逐渐升高稳压电源电压，读取电 流表、伏特表的读数记录到表1-2中 。

表1-２ 电阻元件伏安特性原始测试数据

五、数据处理

1.电阻的相对误差：

（1）单个电阻：10.0-9.78=0.220kΩ （2）串联电阻：20.0-19.61=0.39kΩ （3）并联电阻：5.00-4.91=0.09kΩ 2.电阻元件伏安特性测试数据处理：

（1）串联电阻电路：电流分别为0.2,0.4,0.6,0.8,1.0时对应的电阻 R=4.13/0.2*10^-3=20.1kΩ R=7.90/0.4*10^-3=19.8kΩ R=11.8/0.6*10^-3=19.7kΩ R=15.8/0.8*10^-3=19.8kΩ R=19.8/1.0*10^-3=19.8kΩ

（2）并联电阻电路：电流分别为0.2,0.4,0.6,0.8,1.0时对应的电阻 R=1.01/0.2*10^-3=5.05kΩ R=2.04/0.4*10^-3=5.08kΩ R=2.96/0.6*10^-3=4.93kΩ R=4.03/0.8*10^-3=5.04kΩ R=4.95/1.0*10^-3=4.95kΩ

(3)根据（1），（2）得表1-3

表1-3 电阻元件伏安特性测试数据

六.数据分析

R=(20.1+19.8+19.7+19.8+19.8)*(1/5)=19.8kΩ

电阻元件伏安特性测试测得的并联电阻的平均值为：R=(5.05+5.08+4.93+5.04+4.95)*(1/5)=5.02kΩ

2. 直接测得的串联电阻19.6kΩ 串联电阻4.91kΩ

3.19.8kΩ约等于19.6kΩ 5.02kΩ约等于4.91kΩ 可画电压与电流关系曲线如图1-4

由表1-3和以上分析 知R=U/I 电路符合线性条件，属于线性电路 7.结论：

一个线性电阻，它两端的电压与流过它的电流的比值是不变的，就是

R=U/I为一个特定值，不会随电压或电流的改变而改变，不管是单

个线性电阻，还是串并联线性电阻都遵循这个特性。

1. 电阻元件伏安特性测试测得的串联电阻的平均值为:

 

第二篇：电路基础实验报告

实验一　基尔霍夫定律的验证

一、实验目的

　　1. 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。

2. 学会用电流插头、插座测量各支路电流。

二、原理说明

　　基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI＝0；对任何一个闭合回路而言，应有ΣU＝0。

　　运用上述定律时必须注意各支路电流或闭合回路的正方向，此方向可预先任意设定。

三、实验设备

　　

序号	名称	型号与规格	数量	备注
1	可调直流稳压电源	0~30V	双路
2	万用表		1	自备
3	直流数字电压表	0~200V	1
4	电位、电压测定实验电路板		1	DVCC-03

四、实验内容

　　

实验线路如图，用DVCC-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”电路板。

　　1. 实验前先任意设定三条支路电流正方向。如图中的I1、I2、I3的方向已设定。闭合回路的正方向可任意设定。

2. 分别将两路直流稳压源接入电路，令U1＝6V，U2＝12V。

3. 熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字电流表的“＋、－”两端。

4. 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。

5. 用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录之。

实验结果如下：

被测量	I1(mA)	I2(mA)	I3(mA)	U1(V)	U2(V)	UFA(V)	UAB(V)	UAD(V)	UCD(V)	UDE(V)
计算值	-0.4	6.6	6.2	6	12	-6.2	-6.6	3.16	-2.12	-0.204
测量值	-0.4	6.5	6.4	6	12	-6.1	-6.8	3.1	-2.10	-0.2
相对误差	0	0.1	0.2	0	0	0.1	0.2	0.06	0.02	0.004

结果分析：

　　1. 根据实验数据，选定节点A，验证了KCL的正确性。

2. 根据以上实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证了KVL的正确性。

3. 存在误差的原因是系统误差。

实验二　叠加原理的验证

一、实验目的

　　验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。

二、原理说明

　　叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。

　　线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。

三、实验设备

序号	名 称	型号与规格	数量	备 注
1	可调直流稳压电源	0~30V	双路
2	直流数字电压表	0~200V	1
3	直流数字电流表	0~2000mV	1
4	迭加原理实验电路板		1	DVCC-03

四、实验内容

实验线路如图所示，用DVCC-03挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”电路板。

1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。开关K3投向R5侧。

2. 令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧）。用直流数字电压表和直流数字电流表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，记录之。

　3. 令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量，记录之。

4. 令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧）， 重复上述的测量，并记录之。

实验结果如下：

测量项目 实验内容	U1 (V)	U2 (V)	I1 (mA)	I2 (mA)	I3 (mA)	UAB (V)	UCD (V)	UAD (V)	UDE (V)	UFA (V)
U1单独作用	12	0	9	-3.4	5.6	1.7	1.1	2.8	4	4.6
U2单独作用	0	6	-1.7	5.1	3.4	2.6	1.7	1.7	0.9	0.9
U1、U2共同作用	12	6	7.3	1.7	9.0	4.3	2.8	4.5	4.9	5.5

五、实验结果分析

　　1.不能直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零。

2. 根据实验数据验证了线性电路的叠加性。

　　2. 各电阻器所消耗的功率不能用叠加原理计算得出。