电阻伏安特性
实验19 电阻伏安特性及电源外特性的测量
一、实验目的
1. 学习测量线性和非线性电阻元件伏安特性的方法，并绘制其特性曲线；
2. 学习测量电源外特性的方法；
3. 掌握运用伏安法判定电阻元件类型的方法；
4. 学习使用直流电压表、电流表，掌握电压、电流的测量方法。
二、实验仪器
直流恒压源恒流源，数字万用表，各种电阻 11只，白炽灯泡1只（12V/3W）及灯座，稳压二极管（2CW56），电位器（470 /2W），短接桥和连接导线及九孔插件方板
三、实验原理
1. 电阻元件
（1）伏安特性
(a) 线性电阻的伏安特性曲线 (b) 非线性电阻的伏安特性曲线
图19-1 伏安特性曲线
二端电阻元件的伏安特性是指元件的端电压与通过该元件电流之间的函数关系。通过一定的测量电路，用电压表、电流表可测定电阻元件的伏安特性，由测得的伏安特性可了解该元件的性质。通过测量得到元件伏安特性的方法称为伏安测量法（简称伏安法）。根据测量所得数据，画出该电阻元件的伏安特性曲线。
（2）线性电阻元件
线性电阻元件的伏安特性满足欧姆定律。可表示为：U=IR，其中R为常量，它不随其电压或电流改变而改变，其伏安特性曲线是一条过坐标原点的直线，具有双向性。如图19-1
（3）非线性电阻元件
非线性电阻元件不遵循欧姆定律，它的阻值R 随着其电压或电流的改变而改变，其伏
安特性是一条过坐标原点的曲线，如图19-1（b ）所示。
（4）测量方法
在被测电阻元件上施加不同极性和幅值的电压，测量出流过该元件中的电流；或在被
测电阻元件中通入不同方向和幅值的电流，测量该元件两端的电压，便得到被测电阻元件的伏安特性。
2. 直流电压源
（1）直流电压源
理想的直流电压源输出固定幅值的电压，而它的输出电流大小取决于它所连接的外电
路。因此它的外特性曲线是平行于电流轴的直线，如图19-2（a ）中实线所示。实际电压源的外特性曲线如图19-2（a ）虚线所示，在线性工作区它可以用一个理想电压源Us 和内电阻Rs 相串联的电路模型来表示，如图19-2（b ）所示。图19-2（a ）中角θ越大，说明实际电压源内阻Rs 值越大。实际电压源的电压U 和电流I 的关系式为：
I R U U S S ?-= （19-1）
（2）测量方法
将电压源与一可调负载电阻串联，改变负载电阻R 2的阻值，测量出相应的电压源电流
和端电压，便可以得到被测电压源的外特性。
图19-2 电压源特性
3. 直流电流源
（1）直流电流源
理想的直流电流源输出固定幅值的电流，而其端电压的大小取决于外电路，因此它的
外特性曲线是平行于电压轴的直线，如图19-3（a ）中实线所示。实际电流源的外特性曲
线如图19-3（a ）中虚线所示。在线性工作区它可以用一个理想电流源Is 和内电导Gs
（Gs=1/Rs ）相并联的电路模型来表示，如图19-3（b ）所示。图19-3（a ）中的角θ越大，说明实际电流源内电导Gs 值越大。实际电流源的电流I 和电压U 的关系式为：
S S G U I I ?-= （19-2）
（2）测量方法
电流源外特性的测量与电压源的测量方法一样。
四、实验步骤
1. 测量线性电阻元件的伏安特性
（1）按图19-4接线，取R L =47Ω，Us 用直流稳压电源，先将稳压电源输出电压旋钮
置于零位。
（2）调节稳压电源输出电压旋钮，使电压Us 分别为0V 、1V 、2V 、3V 、4V 、5V 、6V 、
7V 、8V 、9V 、10V ，并测量对应的电流值和负载R L 两端电压U ，数据记入表1。然后断开电
源，稳压电源输出电压旋钮置于零位。
（3
）根据测得的数据，在下面坐标平面上绘制出R L = 47Ω电阻的伏安特性曲线。
图19-3 电流源外特性
2. 测量非线性电阻元件的伏安特性（钨丝灯电阻伏安特性测量）
通过本实验了解钨丝灯电阻随施加电压增加而增加的特性，并了解钨丝灯的使用情
况。实验仪用灯泡中钨丝和家用白炽灯泡中钨丝同属一种材料，但丝的粗细和长短不同。
本实验的钨丝灯泡规格为12V 0.1A 。金属钨的电阻温度系数为4.8×10-3 /℃，为正温
度系数，当灯泡两端施加电压后，钨丝上就有电流流过，产生功耗，灯丝温度上升，致使灯泡电阻增加。灯泡不加电时电阻称为冷态电阻。施加额定电压时测得的电阻称为热态电阻。由于钨丝点亮时温度很高，超过额定电压时，会烧断，所以使用时不能超过额定电压。在一定的电流范围内，电压和电流的关系为：
n KI U = （19-3）
式中U — 灯泡二端电压，I — 灯泡流过的电流，K ，N —与灯泡有关的常数
为了求得常数K 和n ，可以通过二次测量所得U 1、I 1和U 2、I 2，得到：
n
KI U 11= （19-4） n
KI U 22= （19-5）
将式（19-4）除以式（19-5）式可得 21
21
lg lg I I U U n = （19-6）
将式（19-6）式代入式（19-4）式可以得到：
图19-4 线性电阻元件的实验线路 图19-5 钨丝灯泡伏安特性测试电路
n I U K -=11 （19-7）
注意：一定要控制好钨丝灯泡的两端电压！严禁超过额定电压！
灯泡电阻在端电压12V 范围内，大约为几欧到一百多欧姆，电压表在20V 档内阻为1M
Ω，远大于灯泡电阻，而电流表在200mA 档时内阻为10Ω或1Ω（因万用表不同而不同），和灯泡电阻相比，小得不多，宜采用电流表外接法测量，电路图见图19-5。注意：接线前
应确认电压源的输出已经调到最小！按表2规定的过程，逐步增加电源电压，注意不要超
过12V ！记录相应的电流表数据。
在坐标纸上画出钨丝灯泡的伏安特性曲线，并将电阻计算值也标注在坐标图上。
选择二对数据，按式（19-6）和式（19-7）式计算出K 、n 两个数值。由此写出式（19-3）
式，并进行多点验证。
3. 测量直流电压源的伏安特性
（1）按图19-6接线，将直流稳压电源视作直流电压源，取R=100Ω。
（2）稳压电源的输出电压调节为Us=10V ，改变电阻R L 的值，使其分别为100Ω、47Ω、
20Ω、10Ω、5.1Ω、1Ω，测量其相对应的电流I 和直流电压源端电压U ，记于表3中。
表3 电压源实验数据
（3）根据测得的数据在坐标平面上绘制出直流电压源的伏安特性曲线。
4. 测量实际直流电压源的伏安特性
（1）按图19-7接线，将直流稳压电源Us 与电阻R o （取47Ω）相串联来模拟实际直
图19-6 电压源实验线路 图19-7 实际电压源实验线路
（2）将稳压电源输出电压调节为Us=10V ，改变电阻R L 的值，使其分别为100Ω、47Ω、
20Ω、10Ω、5.1Ω、1Ω，测量其相对应的实际电压源端电压U 和电流I ，记入表4中。
表4 实际电压源实验数据
（3）根据测得的数据在下面平面坐标上绘制实际电压源的伏安特性曲线。
5. 测量直流电流源的伏安特性
（1）按图19-8接线，R L 为可变负载电阻。
（2）调节直流稳电源的输出电流为Is=25mA ，改变R L 的值分别为300Ω、200Ω、100Ω、
50Ω、20Ω，（其中300Ω采用200Ω与100Ω串联，50Ω采用2个100Ω
并联），测量对应时电流I 和电压U ，记入表5中。
表5 电流源实验数据
（3）根据测得的数据在坐标平面上绘制电流源的伏安特性曲线。
6. 测量实际直流电流源的伏安特性
（1）按图19-9接线，R L 为负载电阻，取R o = 1k Ω，将R o 与电流源并联来模拟实际电
流源，如图中虚线框内所示。
（2）调节电流源输出电流Is=25mA ，改变R L 的值分别为300Ω、200Ω、100Ω、50Ω
、20Ω，测量对应的电流I 和电压U ，记入表6中。
图19-8 电流源实验线路 图19-9 实际电流源实验线路
图19-10 钨丝灯稳幅的1KHz 振荡电路 （3）根据测得的数据在坐标平面上绘制实际电流源的伏安特性曲线。
五、注意事项
1.电流表应串接在被测电流支路中，电压表应并接在被测电压两端，要注意直流仪表
“+”、“－”端钮的接线，并选取适当的量限。
2.使用测量仪表前，应注意对量程和功能的正确选择。
3.直流稳压电源的输出端不能短路。
4.实验中用到的R L 可以用470Ω/2W 的电位器代替，通过调节电位器接入不同的R L （用
万用表测出），并记下各测量数据。
六、分析和讨论
1.比较47Ω电阻与白炽灯的伏安特性曲线，可得出什
么结论？
2.试从钨丝灯泡的伏安特性曲线解释为什么在开灯的
时候容易烧坏？
3.在电子振荡器电路中，经常利用正温度系数的灯泡，
作为振荡器电压稳定的自动调节元件，参考电路图19-10，
试从钨丝灯伏安特性说明该振荡器稳幅原理。
4.根据不同的伏安特性曲线的性质区分它们为何种性
质的电阻？
5.通过元件伏安特性曲线分析欧姆定律对哪些元件成
立？哪些元件不成立？
6.比较直流电压源和实际直流电压源的伏安特性曲线，从
中得出什么结论？
7.比较直流电流源和实际直流电流源的伏安特性曲线，从中
得出什么结论？
8.稳压电源串联电阻构成的电压源，它的输出电压与输出电流之间有什么关系？是否
能写出伏安特性方程式？
9.选取表6中的任一组实验结果，按式（19-2）计算出Rs 、Gs 和实验参数比较。
附一： 二极管伏安特性曲线的研究
1．实验目的
通过对二极管伏安特性的测试，掌握锗二极管和硅二极管的非线性特性，从而为以后
正确设计使用这些器件打下技术基础。
2．伏安特性描述
随着正向偏置电压的增加，开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时（锗管为0.2V 左右，硅管为 0.7V 左右），电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。
对上述二种器件施加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，其反向电压增加至该二极管的击穿电压时，电流猛增，二极管被击穿，在二极管使用中应竭力避免出现击穿现察，这很容易造成二极管的永久性损坏。所以在做二极管反向特性时，应串入限流电阻，以防因反向电流过大而损坏二极管。
二极管伏安特性示意见图19-F1-1，19-F1-2。
实验设计
（1）反向特性测试电路
二极管的反向电阻值很大，采用电流表内接测试电路可以减少测量误差。测试电路如
图19-F1－1 锗二极管伏安特性 图19-F1－2 硅二极管伏安特性
图19-F1-3 二极管反向特性测试电路
（2）正向特性测试电路
图19-F1-4 二极管正向特性测试电路
二极管在正向导通时，呈现的电阻值较小，宜采用电流表外接测试电路。电源电压在0～10V内调节，变阻器开始设置510Ω，调节电源电压，以得到所需电流值。
数据记录格式见表F1-1，F1-2
表F1-1 反向伏安曲线测试数据表
注：实验时二极管正向电流不得超过20mA。
3．实验讨论
（1）二极管反向电阻和正向电阻差异如此大，其物理原理是什么？
（2）在制定表F1-2时，考虑到二极管正向特性严重非线性，电阻值变化范围很大，在表F1-2中加一项“电阻修正值”栏，与电阻计算值比较，讨论其误差产生过程。
附二：稳压二极管反向伏安特性实验1．实验目的
通过稳压二极管反向伏安特性非线性的强烈反差，进一步熟悉掌握电子元件伏安特性的测试技巧；通过本实验，掌握二端式稳压二极管的使用方法。
2．稳压二极管伏安特性描述
变化很大。当2CW56二端电压反向偏置，其电阻值很大，反向电流极小，其值小于0.5A μ。随着反向偏置电压的进一步增加，大约到7～8.8V 时，出现了反向击穿（有意掺杂而成），产生雪崩效应，其电流迅速增加，电压稍许变化，将引起电流巨大变化。只要在线路中，对“雪崩”产生的电流采取有效的限流措施，其电流有小许变化，二极管二端电压仍然是稳定的（变化很小）。这就是稳压二极管的使用基础，其应用电路见图19-F2-1。
图中，E
—供电电源，如果二极管稳压值为7～8.8V ，则要求
E 为10V 左右；R —限流电阻，2CW56，工作电流选择8mA ，考虑负载电流2 mA ，通过R 的电流为10 mA ，计算R 值： R=I Uz E -=01
.0810-=200Ω C —电解电容，对稳压二极管产生的噪声进行平滑滤波。U Z —稳压输出电压。
（1）2CW56反向偏置0～7V 左右时阻抗很大，宜采用电流表内接测试电路为宜；反向偏置电压进入击穿段，稳压二极管内阻较小（估计为R=8/0.008=1K Ω），这时宜采用电流表外接测试电路。结合图19-F2-1，测试电路图见图19-F2-2。
（2）实验过程
电源电压调至零，按图19-F2-2接线，开始按电流表内接法，将电压表＋端接于电流表＋端；变阻器旋到1000Ω后，慢慢地增加电源电压，记下电压表对应数据。
当观察到电流开始增加，并有迅速加快表现时，说明2CW56已开始进入反向击穿过程，这时将电流表改为外接式，按表19-F2-1继续慢慢地将电源电压增加至10V 。为了继续增加2CW56工作电流，可以逐步地减少变阻器电阻，为了得到整数电流值，可以辅助微调电图19-F2-1 稳压二极管应用电路
图19-F2-2 稳压二极管反向伏安特性测试电路
将上述数据在坐标纸上画出2CW56伏安曲线，参考图见19-F2-3。可利用计算机作图。
3．思考题
（1）在测试稳压二极管反向伏安特性时，为什么会分二段分别采用电流表内接电路和外接电路？
（2）稳压二极管的限流电阻值如何确定？（提示：根据要求的稳压二极管动态内阻确定工作电流，由工作电流再计算限流电阻大小）
（3）选择工作电流为8mA ，供电电压10V 时，限流电阻大小是多少？供电电压为12V 时，限流电阻又多大？
附三： 电压表电流表内接和外接对测量元件伏安特性的影响
当电流表内阻为0，电压表内阻无穷大时，下述两种测试电路都不会带来附加测量误差。被测电阻 I
U R = 。 实际的电流表具有一定的内阻，记为R I ；电压表也具有一定的内阻，记为R U 因为R I 和R U 的存在，如果简单地用I
U R =计算电阻器电阻值，必然带来附加测量误差。为了减少这种附加误差，测量电路可以粗略地按下述办法选择：
图19-F2-3 2CW56伏安曲线参考图
1．当R U >>R ，R I 和R 相差不大时，宜选用电流表外接电路，此时R 为估计值；
2．当R>>R I ，R U 和R 相差不大时，宜选用电流表内接电路；
3．当R>>R I ，R U >>R 时，必须先用电流表内接和外接电路作测试而定。
方法如下：先按电流表外接电路接好测试电路，调节直流稳压电源电压，使两表指针都指向较大的位置，保持电源电压不变，记下两表值为U 1，I 1；将电路改成电流表内接式测量电路，记下两表值为U 2，I 2。
将U 1，U 2和I 1，I 2 比较，如果电压值变化不大，而I 2较I 1有显著的减少，说明R 是高值电阻。此时选择电流表内接式测试电路为好；反之电流值变化不大，而U 2较U 1有显著的减少，说明R 为低值电阻，此时选择电流表外接测试电路为好。
当电压值和电流值均变化不大，此时两种测试电路均可选择（思考：什么情况下会出现如此情况？）
在实际应用中，为了更加简便判断，也可以这样判断：
比较lg(R/R I )和lg(R U /R)的大小，比较时R 取粗测值或已知的约值。如果前者大则选电流表内接法，后者大则选择电流表外接法
如果要得到测量准确值，就必须按下19-F3-1，19-F3-2两式，予以修正。 即电流表内接测量时， I R I
U R -= （19-F3-1） 电流表外接测量时， U
R 1U I R 1-= （19-F3-2） 上两式中：R —被测电阻阻值，U —电压表读数值，I —电流表读数值，
R I —电流表内阻值，R U —电压表内阻值。
图19-F3-1 电流表外接测量电路 图19-F3-2 电流表内接测量电路
实验四__电阻元件伏安特性的测定
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
实验一 电路元件伏安特性的测试
实验一电路元件伏安特性的测试 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试方法 3.熟悉实验台上直流电工仪表和设备的使用方法 二、原理说明 电路元件的特性一般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。电阻元件是电路中最常见的元件，有线性电阻和非线性电阻之分。实际电路中很少是仅由电源和线性电阻构成的“电平移动”电路，而非线性器件却常常有着广泛的使用，例如非线性元件二极管具有单向导电性，可以把交流信号变换成直流量，在电路中起着整流作用。 万用表的欧姆档只能在某一特定的U和I下测出对应的电阻值，因而不能测出非线性电阻的伏安特性。一般是用含源电路“在线”状态下测量元件的端电压和对应的电流值，进而由公式R＝U/I求测电阻值。 1.线性电阻器的伏安特性符合欧姆定律U＝RI，其阻值不随电压或电流值的变化而变化，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，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。 图1-1 元件的伏安特性 2.白炽灯可以视为一种电阻元件，其灯丝电阻随着温度的升高而增大。一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可以相差几倍至十几倍。通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，即对一组变化的电压值和对应的电流值，所得U/I不是一个常数，所以它的伏安特性是非线性的，如图1-1(b)所示。 3.半导体二极管也是一种非线性电阻元件，其伏安特性如图1-1(c)所示。二极管的电阻值随电压或电流的大小、方向的改变而改变。它的正向压降很小（一般锗管约为0.2～0.3V，硅管约为0.5～0.7V），正向电流随正向压降的升高而急剧上升，而反向电压从零一直增加到十几至几十伏时，其反向电
非线性电阻的伏安特性曲线实验
线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线 【教学目的】 1、测绘电阻的伏安特性曲线，学会用图线表示实验结果。 2、了解晶体二极管的单向导电特性。 【教学重点】 1、测绘电阻的伏安特性曲线； 2、了解二极管的单向导电特性。 【教学难点】 非线性电阻的导电性质。 【课程讲授】 提问：1.如何测绘伏安特性曲线？ 2.二极管导电有何特点？ 一、实验原理 常用的晶体二极管是非线性电阻，其电阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。下面对它的结构和电学性能作一简单介绍。 图1线性电阻的伏安特性图2晶体二极管的p-n结和表示符号晶体二级管又叫半导体二极管。半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。如果在纯净的半导体中适当地掺入极微量的杂质，则半导体的导电能力就会有上百万倍的增加。加到半导体中的杂质可分成两种类型：一种杂质加到半导体中去后，在半导体中会产生许多带负电的电子，这种半导体叫电子型半导体 (也叫n型半导体)；另一种杂质加到半导体中会产生许多缺少电子的空穴(空位)，这种半导体叫空穴型半导体 (也叫p型半导体)。 晶体二极管是由两种具有不同导电性能的n型半导体和p型半导体结合形成的p-n结构成的。它有正、负两个电极，正极由p型半导体引出，负极由n型半导体引出，如图2(a)所示。p-n结具有单向导电的特性，常用图2(b)所示的符号表示。
关于p-n结的形成和导电性能可作如下解释。 图3 p-n结的形成和单向导电特性 如图3(a)所示，由于p区中空穴的浓度比n区大，空穴便由p区向n区扩散；同样，由于n区的电子浓度比p区大，电子便由p区扩散。随着扩散的进行，p区空穴减少，出现 了一层带负电的粒子区(以?表示)；n区的电子减少，出现了一层带正电的粒子区(以⊕表 示)。结果在p型与n型半导体交界面的两侧附近，形成了带正、负电的薄层，称为p-n结。这个带电薄层内的正、负电荷产生了一个电场，其方向恰好与载流子(电子、空穴)扩散运动的方向相反，使载流子的扩散受到内电场的阻力作用，所以这个带电薄层又称为阻挡层。当扩散作用与内电场作用相等时，p区的空穴和n区的电子不再减少，阻挡层也不再增加，达到动态平衡，这时二极管中没有电流。 如图3(b)所示，当p-n结加上正向电压(p区接正，n区接负)时，外电场与内电场方向相反，因而削弱了内电场，使阻挡层变薄。这样，载流子就能顺利地通过p-n结，形成比较大的电流。所以，p-n结在正向导电时电阻很小。 如图3(c)所示，当p-n结加上反向电压(p区接负，n区接正)时，外加电场与内场方向相同，因而加强了内电场的作用，使阻挡层变厚。这样，只有极少数载流子能够通过p-n 结，形成很小的反向电流。所以p-n结的反向电阻很大。 晶体二极管的正、反向特性曲线如图12-4所示。从图上看出，电流和电压不是线性关系，各点的电阻都不相同。凡具有这种性质的电阻，就称为非线性电阻。 图4晶体二极管的伏安特性图5测电阻伏安特性的电路 二、实验仪器 直流稳压电源，万用表（2台），电阻，白炽灯泡，灯座，短接桥和连接导线，实验用九孔插件方板。
电阻元件伏安特性的测定
电阻元件伏安特性的测定 一、引言 电阻是电学中最常用到的物理量之一，我们有很多方法可以测量电子组件的电阻，采用补偿原理的方法称为补偿法测电阻，利用欧姆定律来求导体电阻的方法称为伏安法，其中，伏安法是测量电阻的基本方法之一。为了研究元件的导电性，我们通常测量出其两端电压与通过它的电流之间的关系，然后作出其伏安特性曲线，根据曲线的走势来判断元件的特性。伏安特性曲线是直线的元件称为线性元件，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来测量。采用伏安法测电阻，有两种接线方式，即电压表的外接和内接（或称为电流表的内接和外接）。不论采取那种方式，由于电表本身有一定的内阻，测量时电表被引入电路，必然会对测量结果有一定的影响，因此，我们在测量过程中必须对测量结果进行必要的修正，以减小误差。 二、实验内容 本实验包含测量金属膜的伏安特性和测量小灯泡的伏安特性两个实验，其中，测量金属膜的伏安特性又分为电压表外接和电压表内接两种方式。 三、实验原理 当一个电子元件接入电路构成闭合回路，其两端的电压与通过它的电流的比值即为该条件下电子组件的电阻。若电子元件两端的电压与通过它的电流成固定的正比例，则其伏安特性曲线为一条直线，这类元件称为线性元件；而当电子元件两端的电压与通过它的电流不成固定的正比例时，其伏安特性曲线是一条曲线，这类元件称为非线性元件。
一般金属导体的电阻是线性电阻，其伏安特性曲线是一条直线。 电阻是电子元件的重要特性，在电学实验中我们经常要测量其大小。在要求不是很精确的条件下，我们可以采用伏安法测电阻，即测出被测元件两端的电压U和通过它的电流I，然后运用欧姆定律R=U/I,,即可求得被测元件的电阻R。同时，我们也可以运用作图法，作出其伏安特性曲线，从曲线上求得电阻的阻值。伏安特性曲线是直线的电阻称为线性电阻，否则则为非线性电阻。非线性电阻的阻值是不确定的，只有通过作图法才能反映其特性。 用伏安法测电阻，原理和操作都很简单，但由于电表有一定的内阻，必然就会给实验带来一定的误差。伏安法测电阻的电路连接方式有电压表的内接和外接两种方式。 在电压表内接法中，电流表测出的电流值I是通过电阻和电压表的电流之和，即I=I X+I V，因此，R=U X/I=U X/（I X+I V）=R X/（1+R X/R V）。可见，这种条件下，电压表的内阻对实验有一定的影响，运用电压表内接法，会导致测量值比真实值要小。 在电压表外接法中，电压表测出的电压值U包含了电流表两端的电压，即U=U mA+U X，因此，R=U/I X=（U X+U mA）/I X=R X+R mA（其中，U X为电阻两端的真实电压，R X为电阻的真实值，R mA为电流表的内阻，R为测量值）。可见，电流表的内阻对实验结果有一定的影响，运用电压表外接法，会导致测量值比真实值要大，而其差值正好是电流表的内阻。 上述两种伏安法测电阻的电路连接方式，都会给实验结果带来一定的系统误差，为了减小上述误差，我们可以根据被测电阻的大小与电表内阻的大小来选择合适的电路连接方式。当：R X〈〈R V且R X〉R mA时，选择电压表的内接法；R X〉〉R mA且R X〈R V 时，选择电压表的外接法；R X〉〉R mA且R X〈〈R V时，两种接法均可。
电阻伏安特性
实验19 电阻伏安特性及电源外特性的测量 一、实验目的 1. 学习测量线性和非线性电阻元件伏安特性的方法，并绘制其特性曲线； 2. 学习测量电源外特性的方法； 3. 掌握运用伏安法判定电阻元件类型的方法； 4. 学习使用直流电压表、电流表，掌握电压、电流的测量方法。 二、实验仪器 直流恒压源恒流源，数字万用表，各种电阻11只，白炽灯泡1只（12V/3W）及灯座，稳压二极管（2CW56），电位器（470/2W），短接桥和连接导线及九孔插件方板 三、实验原理 1. 电阻元件 （1）伏安特性 (a) 线性电阻的伏安特性曲线(b) 非线性电阻的伏安特性曲线 二端电阻元件的伏安特性是指元件的端电压与通过该元件电流之间的函数关系。通过一定的测量电路，用电压表、电流表可测定电阻元件的伏安特性，由测得的伏安特性可了解该元件的性质。通过测量得到元件伏安特性的方法称为伏安测量法（简称伏安法）。根据
测量所得数据，画出该电阻元件的伏安特性曲线。 （2）线性电阻元件 线性电阻元件的伏安特性满足欧姆定律。可表示为：U=IR ，其中R 为常量，它不随其电压或电流改变而改变，其伏安特性曲线是一条过坐标原点的直线，具有双向性。如图19-1（a ）所示。 （3）非线性电阻元件 非线性电阻元件不遵循欧姆定律，它的阻值R 随着其电压或电流的改变而改变，其伏安特性是一条过坐标原点的曲线，如图19-1（b ）所示。 （4）测量方法 在被测电阻元件上施加不同极性和幅值的电压，测量出流过该元件中的电流；或在被测电阻元件中通入不同方向和幅值的电流，测量该元件两端的电压，便得到被测电阻元件的伏安特性。 2. 直流电压源 （1）直流电压源 理想的直流电压源输出固定幅值的电压，而它的输出电流大小取决于它所连接的外电路。因此它的外特性曲线是平行于电流轴的直线，如图19-2（a ）中实线所示。实际电压源的外特性曲线如图19-2（a ）虚线所示，在线性工作区它可以用一个理想电压源Us 和内电阻Rs 相串联的电路模型来表示，如图19-2（b ）所示。图19-2（a ）中角θ越大，说明实际电压源内阻Rs 值越大。实际电压源的电压U 和电流I 的关系式为： I R U U S S ?-= （19-1） （2）测量方法 将电压源与一可调负载电阻串联，改变负载电阻R 2的阻值，测量出相应的电压源电
电路元件伏安特性的测量
实验一：电路元件伏安特性的测量 一、实验目的 1. 掌握线性、非线性电阻元件及电源的概念。 2.学习线性电阻和非线性电阻伏安特性的测试方法。 3.学习直流电压表、直流电流表及直流稳压电源等设备的使用方法。 二、实验仪器 电路分析实验箱、数字万用表、直流电流表、直流电压表、二极管、稳压二极管、电阻 三、实验原理 1、数字万用表的构成及使用方法 数字万用表一般由二部分构成，一部分是被测量电路转换为直流电压信号，我们称为转换器，另一部分是直流数字电压表。 直流数字电压表构成了万用表的核心部分,主要由模-数转换器和显示器组成。可用于测量交直流电压和电流、电阻、电容、二极管正向压降及电路通断，具有数据保持和睡眠功能。 2、整体结构 1)交直流电压测量 (1)将红表笔插入VQ插孔,黑表笔插入COM插孔。 (2)将功能开关置于V量程档。 将测试表笔并联在被测元件两端 2)交直流电流测量 (1)将红表笔插入mA或A插孔,黑表笔插入COM插孔。(2)将功能开关置A量程。 (3)表笔串联接入到待测负载回路里。 3)电阻测量 (1)将红表笔插入VQ插孔,黑表笔插入COM插孔。 (2)将功能开关置于Q量程。 (3)将测试表笔并接到待测电阻.上 4)二极管和蜂鸣通断测量 (1)将红表笔插入VQ插孔，黑色表笔插入”COM”插孔。(2)将功能开关置于二极管和蜂鸣 通断测量档位。 (3)如将红表笔连接到待测-二极管的正极,黑表笔连接到待测二极管的负极，则LCD.上的 读数为二极管正向压降的近似值。 将表笔连接到待测线路的两端,若被测线路两端之间的电阻大于700,认为电路断路;被测线路两端之间的电阻≤100,认为电路良.好导通,蜂鸣器连续声响;如被测两端之间的电阻在10~700之间，蜂鸣器可能响,也可能不响。同时LCD显示被测线路两端的电阻值。
伏安特性曲线
（一）线性电阻的伏安特性曲线 由图可知，伏安特性曲线的斜率为0.9944，故实验测得线性电阻阻值为1/994.4=1005.6Ω。 实际电阻的标称值为1000Ω，相对误差为E=(|1000-1005.6|/1000)*100%=0.56%。 误差原因：实验中采用电流表内接法，电压表的读数包括了电流表的压降，因此计算所得电阻为电流表内阻和线性电阻之和，偏大。 （二）半导体二极管伏安特性曲线 1、正向特性 U/V 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 I/mA 1.992 3.976 5.956 7.953 9.947 U/V 0.20 0.40 0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 0.70 I/mA 0.004 0.004 0.013 0.023 0.042 0.084 0.173 0.359
2、反向特性 U/V 2.00 4.00 6.00 6.20 6.40 6.60 6.80 I/mA 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 8.034 （三）理想电压源伏安特性曲线 I/mA 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 U/V 10.032 10.032 10.031 10.030 10.030
（四）实际电压源伏安特性曲线 I/mA 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 U/V 9.406 8.853 8.545 7.842 7.421 由公式U=Us-IRs，伏安特性曲线的斜率为电源内阻，可求得实际电源内阻49.8Ω. 实验中，实际内阻为51.2Ω，相对误差为E=|51.2-51|/51*100%=0.39%。 误差原因：实验中采用电流表外接法，电流表的读数包括了电压表中的电流，因此，根据公式U=Us-IRs计算所得电阻值偏小。
实验2“电阻的伏安特性曲线”数据处理示范
实验二 电气元件的伏安特性曲线 一、 仪器条件记录 【 电表的?= 量程×级别% 】 二、 测量记录 （1）接法：电压表内接【因实验已知电压表的内阻R V 】 （2）修正关系式：I I V R R V =- ；而I I R R R R V V ≈∴>>Ω=,, 107 【 注意：I 的单位换算 】 三、 根据测量关系式V R I R ?=1 计算电阻两端的电压与电流的最佳直线的截距和斜率 1.根据V-I 实验图线, 电阻两端的电压与电流呈线性关系（见图1） 2.用计算机进行最小二乘法线性回归计算得： （y 表示R I ；x 表示V ；R b 1 =；） （1） 计算机显示记录： a = -4.545454E-03 a U =9.203508E-03(程序中a 的A 类不确定度作为a U ) b = 1.008909 b U =1.555677E-03 （2） 计算结果表示： a = -0.0045±0.0092 mA b = 1.0089±0.0016 mA/V = (1.0089±0.0016)×103 - A/V %16.0%1000089.10016 .0%100=?=?= b U E b b
【这里注意两点：① 计算机中10的多少次方是用E 的多少来表示的，但计算结果表示中不能用E 来书写； ② 计算结果表示应表示出相应的单位。a 的单位与y 的单位相同；而斜率b dy dx = ，所以b 的单位必是输入计算机时y 所用单位和x 所用单位的比。最后，如有必要，再将所用单位转换成法定计量单位。】 【从上述结果可以看出：a U a ± 中包含0，从另一个侧面说明实验没有显著的系统误差存在。】 图1（图线中R I V 和具有很好的线性关系） 四、电阻R 计算和结果表示 R 的计算式：)991.18(10 0089.1113Ω=?== -b R
伏安特性实验报告
伏安特性实验报告 篇一：电路元件伏安特性的测量(实验报告答案) 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。 2 将图1-2中的1kΩ线性电阻R换成一只12V，0.1A的灯泡，重复1的步骤， 在表1-2中记下相应的电压表和电流表的读数。 3 按图1-3接线，R为限流电阻，取200Ω，二极管的型号为1N4007。测二极
电路元件的伏安特性
课程名称电路原理实验日期 实验名称电路元件伏安特性的测定成绩 实验目的： 1. 掌握几种元件的伏安特性的测试方法； 2. 掌握实际电压源和电流源的使用调节方法； 3. 学习常用电工仪表和设备的使用方法。 实验条件： 机房七，Multisim 仿真平台。 实验内容及步骤： （1）测定线性电阻的伏安特性 按图1-2接线，依次调节稳压电源的输出电压为原始数据为表 1 —1中数值，并测相应的电流值记入表中。 图1-2
_|_V1 ::: 二 10& (2) 测定理想电压源的伏安特性 直流稳压电源，其内阻很小，作为理想的电压源。按图 1 —3线路接好后，接通 晶体管稳压电源，调节输出电压 Us=10v ，再调节可变电阻R L ，使直流电流表读数分 别为表1 —4中数据，将相应的电压数据写入表 1 —3中。 200 0 R L 图1-3 (t (3) 测定实际电源内阻及伏安特性 晶体管直流稳压电源和一个 51欧的电阻串联，作为一个实际电压源。按图 1— 4 0.020 一 WV-」 ：：：：：：： DC 1e-&032 R2：: 丄⑷］ 二 10 V 10.000 DC U2 0.0 0 UT ； I ； DC 10MC-■ mA
接线，当负载R L开路时调节稳压电源的输出电压U=10V，再调节负载，当电流表的数据分别为表1-1~表1-3中的数值时，将相应的电压、电流数值写入表1-3中，并计算相应的功率值。 图1-4 数据记录: 表1-2 理想电压源的伏安特性 表1-3实际电压源伏安特性
实验总结: 通过本次实验，我学会了用Multisim仿真平台测定电路元件的伏安特性。并且，在连接电路时一定要注意电压表和电流表的正负极，使之正确的接入电路中。否者，电表的读数可能会出现负值。在进行电压源伏安特性的研究中，我们可以看到当电阻R L小于51 Q时电阻的功率随着电阻的增大而增大，当R L大于51Q时，功率随着电阻的增大而减小。因此，我们可以知道当R L等于51Q时，电源的输出功率达到最大。实验思考： 用电压表和电流表测量元件的伏安特性时，电压表可接在电流表之 前或之后，两者对测量误差有何影响？ 答：电流表内接，电流测量准确，电压测的是元件和电流表共同的电压，所以会较实际偏大。使得测量的电阻偏大。电流表外接的话，电压表测量准确，电流表测的是电压表和元件并联电路的电流，较实际偏大，根据公式算出结果电阻偏小。
电学元件伏安特性研究
中国石油大学（华东）现代远程教育 实验报告 课程名称：大学物理（二） 实验名称： 实验形式：在线模拟+现场实践 提交形式：提交书面实验报告 学生姓名：史玉龙学号：________________ 年级专业层次：16秋计算机应用技术网络秋高起专 学习中心：________________________________ 提交时间：2017年5_月22 日
二、实验原理 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，贝y 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 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 图1-2小灯泡灯丝的伏安特性曲线 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。 I 这一关系称为欧姆定律。 若电阻阻值R 不随电 流 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。 I 变化，则 (1-1) 图1-1线性电阻元件的伏安特性曲线
伏安特性曲线的测量实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除伏安特性曲线的测量实验报告 篇一：电路元件伏安特性的测量(实验报告答案) 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。 2 将图1-2中的1kΩ线性电阻R换成一只12V，0.1A的灯
电路元件伏安特性的测量(实验报告答案)
电路元件伏安特性的测量（实验报告答案） 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。
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 五、实验预习 1. 实验注意事项 (1)测量时，可调直流稳压电源的输出电压由 0 缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表和电流表，不能超过规定值。
六电阻元件的伏安特性
实验六 电阻元件的伏安特性 一、实验目的 1．学习常用电磁学仪器仪表的正确使用及简单电路的连接方法。 2．掌握用伏安法测量电阻及其误差分析的基本方法。 3．学习测量线性电阻和非线性电阻的伏安特性。 4．学习用作图法处理实验数据，并对所得伏安特性曲线进行分析。 二、实验仪器 电阻元件伏安特性测量实验仪集成了0~20V 可调直流稳压电源；直流数字电压表，量程为2V/20V 可调，内阻为1M Ω；直流数字毫安表，量程为200μA/2mA/20mA/200mA 可调，其相对应内阻分别为1K Ω、100Ω、10Ω、1Ω；待测240Ω/2W 金属膜电阻、待测稳压管（5.6V ）、待测小灯泡（12V/0.1A ）等。 三、实验原理 电阻是导体材料的重要特性，在电学实验中经常要对电阻进行测量。测量电阻的方法有多种，伏安法是常用的基本方法之一。所谓伏安法，就是运用欧姆定律，测出电阻两端的电压V 和其上通过的电流I ，根据 （1） 即可求得阻值R 。也可运用作图法，作出伏安特性曲线，从曲线上求得电阻的阻值。对有些电阻，其伏安特性曲线为直线，称为线性电阻，如常用的碳膜电阻、线绕电阻、金属膜电阻等。另外，有些元件，伏安特性曲线为曲线，称为非线性电阻元件，如灯泡、晶体二极管、稳压管、热敏电阻等。非线性电阻元件的阻值是不确定的，只有通过作图法才能反映它的特性。 用伏安法测电阻，原理简单，测量方便，但由于电表内阻接入的影响，给测量带来一定系统误差。 在电流表内接法中，如图（1）所示。由于电压表测出的电压值V 包括了电流表两端的电压，因此，测量值要大于被测电阻的实际值。由 （2） 可见，由于电流表内阻不可忽略，故给测量带来一定的误差。 图（1） I V R =??? ? ??+=+=+== x mA x mA x x mA x x R R 1R R R I V V I V R
电阻元件伏安特性
实验五测绘线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线 【实验目的】 1.熟悉电学常用仪器的基本技术指标，掌握其使用方法。 2.训练用回路接法看图接线。 3.学习测绘线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线。 【实验仪器】 直流电压表、电流表，滑线变阻器，电阻箱，直流稳压电源，二极管，开关及导线等。 一、直流电压表 直流电压表是由表头和一高电阻串联而成，用于测量电路中两点间电 压的大小。它的主要技术指标有： 1.量程：即指针偏转满刻度时的电压值。直流电压表分为伏特表、毫伏表等，一般为多量程的。 2.内阻：即电表两端间的电阻。同一电压表的不同量程，其内阻亦不同。但是，由于各量程的每伏欧姆数都相同，所以电压表的内阻一般用Ω/ V统一表示。各量程的内阻可用下式计算 内阻=量程×每伏欧姆数 二、直流电流表 直流电流表是由表头和一个低电阻并联而成。用于测量电路中的电流的大小。它的主要技术指标有 1.量程：即指针偏转满刻度时的电流值。直流电流表分为安培表、毫安表、微安等，一般为多量程的。 2.内阻：一般安培表的内阻都在0.1Ω以下，毫安表、微安表的内阻可达几百欧姆到几千欧姆。 使用电表时应注意以下几点： 1.零点调整测量前，先检查电表指针是否指零，如不指零，要用一字形螺丝刀细心地调节零点调整螺丝，使指针指零。
2.选择量程根据待测电流（或电压）的大小选择合适量程的电流表或电压表进行测量。在不知道测量范围时要选用大量程电表进行测试，再根据测量值得大小，选用合适的量程，尽量使指针在满刻度的三分之二以上。 3.电表的连接电流表必须串联在待测电路中；电压表必须与被测电压的两端并联。 4.电表的极性必须让电流从表的“+”极流向“—”极，不可接错。 5.电表的安放应按电表表面指示符号正确放置电表，否则，指示数据不准。 6.避免读数误差设电表的量程为（或），电表的准确度等级为，则用该电表进行测量时可能引起的得最大误差（或）按下式计算：或 读数时，应读到有误差的一位上。如0.5级量程为150mA电流表，其 则用此量程测量电流时，读数应读到小数点后一位。 三、滑线变阻器 滑线变阻器是用来控制电路中的电压和电流的，它的主要技术指标有： 1.全电阻即全额电阻，即滑线变阻器两个底脚间的电阻值。 2. 额定电流即变阻器允许通过的最大电流，使用时不得超过该值。 滑线变阻器的两种接法： 1.限流电路如图1-1所示，当滑动C时，整个电路的电阻改变了，因此回路中的电流也改变，所以它能控制电路中的电流的大小。该电路称作限流电路。 2.分压电路如图1-2所示接通电源后，加在负载电阻上的电压取自的一部分，随着触点C的位置的变化，大小可调。该电路称作分压电路。 【实验原理】某电学元件两端加上直流电压，在元件就会有电流通过，通过元件的电流与端电压之间的关系称为电学元件的伏安特性。若以电压为横坐标，一电流为纵坐标，作出电流随电压变化的关系曲线，称作电学元件的伏安特性曲线。 对于碳膜电阻、线绕电阻等电学元件，在通常情况下的伏安特性曲线是一条直线，如图1-3所示。这类元件称作线性元件，其电阻称作线性电阻。
测电阻率和伏安特性曲线
时间：课时：1课时班级：姓名： 实验1测定金属的电阻率） 一、实验目的 二、实验原理和图象分析 三、实验过程 四、注意事项 课堂检测 1、如图所示，用伏安法测定电阻约为5Ω的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池． (1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动________使F 与A 间距稍大于被测物，放入被测物，再转动________到夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动________使F 固定后读数．(填仪器部件字母符号) (2)根据原理图连接图丙的实物图． (3)闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变________的位置，得到几组U 、I 、L 的数据，其中L 为OP 的长，用R ＝U I 计算出相应的电阻 后作出R -L 图线如图所示．取图线上两个点间数据之差ΔL 和ΔR ，若电阻丝直径为d ，则电阻率ρ＝________． 2、在“测量金属丝的电阻率”的实验中，实验所用器材为：电源(电动势3V ，内阻约为1Ω)、电流表(量程0～0.6A ，内阻约为0.1Ω)、电压表(量程0～3V ，内阻约为3k Ω)、
滑动变阻器(0～20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干．某同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 次数123456 U/V0.100.300.70 1.00 1.50 1.70 I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.460 (1)根据以上实验数据，请在下面的虚线方框里画出该同学所采 用的电路图． (2)某次测量中，电流表示数如图S7-4甲所示，电压表示数如 图乙所示，则电流表和电压表的读数分别为______A和________V. (3)任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法正确的是() A．多次测量金属丝直径取平均值，可以减小偶然误差 B．由于所用测量仪器均已校准，故测量时可认为没有误差 C．实验中电压表内阻引起的误差属于系统误差 D．用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差． 3、实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m，再利用图S7-5甲所示电路测出铜导线的电阻R x，从而确定导线的实际长度．可供使用的器材有： 电流表：量程0.6A，内阻约0.2Ω； 电压表：量程3V，内阻约9kΩ； 滑动变阻器R1：最大阻值5Ω； 滑动变阻器R2：最大阻值20Ω；甲乙 定值电阻：R0＝3Ω； 电源：电动势6V，内阻可不计； 开关、导线若干． 回答下列问题： (1)实验中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至________端(选填“a”或“b”)． (2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接． (3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，电压表示数如图乙所示，读数为________V. (4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字)．
伏安特性曲线在解题中的运用
伏安特性曲线在解题中的运用 专业：综合理科教育学号：201003113018 姓名：卢小凡指导教师：冯春杰 摘要 图像能形象地表达物理规律，能直观地描述物理过程，能鲜明地表示物理量之间的关系及变化趋势，伏安特性曲线图的特点是形象、直观、鲜明。伏安特性曲线常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，以I-U图像叫做导体的伏安特性曲线图。这种图像是物理学中常用的图像法之一。是物理学中用来解决物理问题的一种方法及手段。由于在物理学中的广泛运用。本文认为，伏安特性曲线在科学理论和实践的基础上，大大的简化了解题中的困难。 关键词：伏安特性曲线解题过程运用
目录 摘要 (1) 1前言 (4) 2影响伏安特性曲线的因素 (5) 3伏安特性曲线的适用范围 (6) 4分析伏安特性曲线的优缺点 (7) 5伏安特性曲线在解题中的运用 (8) 5.1伏安特性曲线在二极管中的运用 (8) 5.2伏安特性曲线在电路中的运用 (10) 5.3伏安特性曲线在PN结中的运用 (10) 6结论 (13) 参考文献 (14) 致谢 (15)
1.前言 1.前言 伏安特性曲线常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，以此画出的I-U 图像叫做伏安特性曲线图。它是物理学常用的图像法之一。它有着广泛的应用，特别是用在解题中有着极其重要的意义。在物理学中它不仅运用在解决二极管、PN结中的问题(如：模电问题)。而且还用于解决电路中等多方面的问题。伏安特性曲线是图像方法之一，图像在中学物理中应用十分广泛[1],是分析解决物理问题的一种有效手段,许多时候运用伏安特性曲线解题可大大简化解题过程,使某些难题迎刃而解,以达到事半功倍的目的[2]。 从初中开始一直到大学都学习物理学中相关的知识，起初自己一直对物理这一门学科充满好奇心听别人说学起来很有趣。但是后来自己再怎么努力还是学不好物理，但是自己从来没有放弃对它的学习。可能是和物理有缘吧！大学物理学成为我的专业知识。经过自己的努力，物理逐渐学好啦！因而更激起我学习的欲望。在学习的过程中，我就对伏安特性曲线有了兴趣因为发现它在解决物理学中的相关问题都有着广泛的运用。
实验一 电阻元件伏安特性的测绘
实验一 电阻元件伏安特性的测绘 一．实验目的 1．学习Multisim 仿真环境的使用，恒压源、直流电压表、电流表等虚拟器件的使用方法； 2．掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法。 二．原理说明 任一二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U ＝f(I )来表示，即用U －I 平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该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中（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是一条经过坐标原点的曲线，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，它们的伏安特性如图1－1中（b ）、（c ）、（d ）。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。 绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法，即在不同的端电压作用下，测量出相应的电流，然后逐点绘制出伏安特性曲线，根据伏安特性曲线便可计算其电阻值。 三．实验设备 1．PC 机及Multisim 7软件 2．Multisim 7中的恒压源、万用表、电阻、二极管。 四．实验内容 1．测定线性电阻的伏安特性 按图1－2接线，图中的电源U 选用可调输出的恒压源，通过电流表与1k Ω线性电阻相连，电阻两端的电压用电压表测量。 调节恒压源可调稳压电源的输出电压U ，从0伏开始增加（不能超过10V ），在表1－1中记下相应的电压表和电流表的读数。 (d) (b) (c) U U U I I I (a) U I 0 0 0 0 图1－1
电学元件伏安特性研究
电学元件伏安特性研究 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
中国石油大学（华东）现代远程教育 实验报告 课程名称：大学物理(二) 实验名称： 实验形式：在线模拟+现场实践 提交形式：提交书面实验报告 学生姓名：史玉龙学号： 年级专业层次： 16秋计算机应用技术网络秋高起专 学习中心： 提交时间： 2017 年 5 月 22 日
1．测定线性电阻的伏安特性 本实验在实验板上进行。分立元件R=200Ω和R=2000Ω普通电阻作为被测元件，并按图1-5接好线路。经检查无误后，先将直流稳压电源的输出电压旋钮逆时针旋转，确保打开直流稳压电源后的输出电压在0V左右，然后再打开电源的开关。依次调节直流稳压电源的输 出电压为表1-1中所列数值。并将相对应的电流值记录在表中。 2．测量半导体二极管的伏安特性（1）正向特性 将稳压电源的输出电压调到2V 后，关闭电源开关，按图1-6接好线路。经检查无误后，开启稳压电源。调节电位器W，使电压表读数分别为 表1-2中数值，并将相对应的电流表读数记于表1-2中。为了便于作图，在曲线弯曲部分可适当多取几个测量点。 3．测定小灯泡灯丝的伏安特性 本实验采用低压小灯泡作为测 试对象。 按图1-8接好电路，并将直流稳 压电源的输出电压调到0V左右。经 检查无误后，打开直流稳压电源开关。依次调节电源输出电压为表1-4 所列数值。并将相对应的电流值记 录在表1-4中。注意在打开电源开 关前一定先将电压调节旋钮逆时针 调到电压最小的位置。 图1-5 测量线性电阻伏安特性的电路图1-6 测量半导体二极管的正向伏安特性 图1-7 测量小灯泡灯丝的伏安特性
实验六电阻元件的伏安特性
实验六 电阻元件的伏安特性 一、实验目的 1．学习常用电磁学仪器仪表的正确使用及简单电路的连接方法。 2．掌握用伏安法测量电阻及其误差分析的基本方法。 3．学习测量线性电阻和非线性电阻的伏安特性。 4．学习用作图法处理实验数据，并对所得伏安特性曲线进行分析。 二、实验仪器 电阻元件伏安特性测量实验仪集成了0~20V 可调直流稳压电源；直流数字电压表，量程为2V/20V 可调，内阻为1M Ω；直流数字毫安表，量程为200μA/2mA/20mA/200mA 可调，其相对应内阻分别为1K Ω、100Ω、10Ω、1Ω；待测240Ω/2W 金属膜电阻、待测稳压管（5.6V ）、待测小灯泡（12V/0.1A ）等。 三、实验原理 电阻是导体材料的重要特性，在电学实验中经常要对电阻进行测量。测量电阻的方法有多种，伏安法是常用的基本方法之一。所谓伏安法，就是运用欧姆定律，测出电阻两端的电压V 和其上通过的电流I ，根据 （1） 即可求得阻值R 。也可运用作图法，作出伏安特性曲线，从曲线上求得电阻的阻值。对有些电阻，其伏安特性曲线为直线，称为线性电阻，如常用的碳膜电阻、线绕电阻、金属膜电阻等。另外，有些元件，伏安特性曲线为曲线，称为非线性电阻元件，如灯泡、晶体二极管、稳压管、热敏电阻等。非线性电阻元件的阻值是不确定的，只有通过作图法才能反映它的特性。 用伏安法测电阻，原理简单，测量方便，但由于电表内阻接入的影响，给测量带来一定系统误差。 在电流表内接法中，如图（1）所示。由于电压表测出的电压值V 包括了电流表两端的电压，因此，测量值要大于被测电阻的实际值。由 （2） 可见，由于电流表内阻不可忽略，故给测量带来一定的误差。 图（1） I V R =??? ? ? ?+=+=+== x mA x mA x x mA x x R R 1R R R I V V I V R