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

表1   线性电阻伏安特性数据记录

                                         拟合图表一

分析数据及拟合图像得出结论：在误差允许范围内，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

2.测定非线性电阻（白炽灯）伏安特性              

将RL换成一只白炽灯，其额定电压为24V，重复实验内容（1）的步骤，测试白炽灯的伏安特性，并记录。

表2   白炽灯伏安特性数据记录

拟合图表二

分析数据及拟合图像得出结论：白炽灯灯丝电阻随温度的升高而增大。伏安特性是一条曲线。

3.测定普通二极管的伏安特性

图六  实验电路图

如图，R为限流电阻。测二极管的正向特性时，二极管VD的正向压降可在0-0.8之间自行取值，特别是在0.4-0.8之间更应多取几个以便作图，并记录。

 表3   普通二极管伏安特性数据记录

拟合图表三

分析数据及拟合图像得出结论：普通二极管是非线性元件，具有单向导电性。

4.测定稳压管的伏安特性

将普通二极管换成稳压管，重复实验（3）的步骤，测试稳压管的正向伏安特性，并将数据记录，测试反向特性时，只需将稳压管反接，并记录数据。

表 4   稳压管伏安特性数据记录

 表5   稳压管伏安特性数据记录（反接）

拟合图表四

分析数据及拟合图像得出结论：稳压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。

备注：

做实验时稳压管只能测到很小的一部分数据，影响绘图。

（五）注意事项：

1.       稳压电源不能短路，以免损坏。

2.       正确选用仪表量程。

3.       测二极管伏安特性是，电源从小到大依次增加。

 

第二篇：实验一 电路元件伏安特性的测定

实验报告