实验一 电路元件伏安特性的测试
实验一 电路元件的伏安特性
实验一电路元件的伏安特性一、实验目的1、研究电阻元件和直流电源的伏安特性及其测定方法。
2、学习直流仪表设备的使用方法。
二、原理及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，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。
1、独立电源和电阻的伏安特性用电压表、电流表测定，称为伏安法（伏安表法）。
伏安表法原理简单，测量方便，同时适用于非线性元件伏安特性测量。
图1-1+-图1-22、理想电压源的内部电阻值Rs为零，其端电压Us ( t )是确定的时间函数，与流过电源的电流大小无关。
如果Us ( t )不随时间变化（即为常数），则该电压源称为直流理想电压源Us, 其伏安特性曲线如图1-1中曲线a所示。
实际电源的伏安特性曲线如图1-1中曲线b所示，它可以用一个理想电压源Us和电阻Rs 相串联的电路模型来表示（图1-2）。
显然Rs越大，图1-1中的角θ也越大，其正切的绝对值代表实际电源的内阻Rs。
3、理想电流源向负载提供的电流Is ( t )是确定的时间函数，与电源的端电压大小无关。
如果Is ( t )不随时间变化（即为常数），则该电流源为直流理想电流源Is，其伏安特性如图1-3中曲线a所示。
实际电源的伏安特性如图1-3中曲线b所示，它可以用一个理想电流源Is和电导Gs相并联的电路模型来显示，（图1-4）。
显然，Gs越大，图1-3中的θ角也越大，其正切的绝对值代表实际的电导值Gs。
图1-3+-图1-44、电阻元件的特性可以用该元件两端的电压U与流过的电流I的关系来表征。
即满足于欧姆定律：UR=I在U-I坐标平面上，线性电阻的特性曲线是一条通过原点的直线。
该直线的斜率等于该元件的电阻值（以电流为横坐标）。
如图1-5中a所示。
5、非线性电阻元件的电压、电流关系，不能用欧姆定律来表示，它的伏安特性一般为一曲线。
①半导体二极管是非线性电阻元件，正向压降很小（一般的锗管约为0.2～0.3Ｖ，硅管约为0.5～0.7Ｖ），正向电流随正向电压增加而急骤上升；其反向电流随电压增加很小，可视为零。
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。
电路原理实验 实验1 电路元件伏安特性的测绘.
暨南大学本科实验报告专用纸(附页)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珠海学院电路原理实验室学生姓名学号学院系专业实验时间年月日午～月日午温度℃湿度一、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逐点测试法3. 掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。
二、实验要求1. 根据各实验结果数据，分别在附页纸上绘制出光滑的伏安特性曲线。
（其中二极管和稳压管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取为不同的比例尺）2. 根据实验结果，总结、归纳被测各元件的特性3. 必要的误差分析4. 完成后面的思考题，心得体会及其他。
三、原理说明任何一个电器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. 线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1中a所示，该直线的斜率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，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中b曲线所示。
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中 c所示。
图1《电路原理》课程实验报告第1页（共6） U(V)暨南大学本科实验报告专用纸(附页)正向压降很小（一般的锗管约为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。
实验一-电路元件伏安特性的测绘
0.489
2.14
（2）反向特性实验
将稳压二极管的方向倒转，重复实验内容2中的反向测量。 为反向施压，数据记入表3.2.5。
表3.2.5 测定稳压管的反向特性
U(V)
0
1
2
3
4
5
8
10
12
18
20
UZ—（V）
0
1.00
1.87
2.44
2.73
2.93
3.30
3.45
3.58
3.79
3.85
一、实验目的
1. 学会识别常用电路元件的方法。
2. 掌握线性电阻元件伏安特性的逐点测试法。
3.掌握常用直流电工仪表和设备的使用方法。
二、实验仪器
1．电路实验箱一台
2．万用表一块，IN4007二极管一个，2CW51稳压管一个，不同阻值线性电阻器若干
三、实验原理
任何一个电器二端元件的特性可用该元件上的端电压 与通过该元件的电流 之间的函数关系 来表示，即用 平面上
表3.2.2测定二极管的正向特性
UD+(V)
0
0.2
0.4
0.45
0.5
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
I(mA)
0
0
0.02
0.07
0.22
0.54
1.38
3.50
9.30
24.8
表3.2.3测定二极管的反向特性
UD－(V)
0
－5
－10
－15
－20
－25
－30
I(mA)
0
0
0
0
0
实验一 元件伏安特性的测量
1．学习逐点测试法，测量线性、非线性电阻元件的伏安特 性以及电压源的外特性；
2．利用测量结果，用描点法绘制元件的VAR曲线； 3．学习常用的直流电工仪表和实验设备的使用方法。
二. 实验原理
伏安特性：被测元件两端电压U，与通过它的电流I之间的
函数关系I=f(U) ，这种函数关系称为元件的VAR，有时也 称为元件外特性。 伏安特性曲线：在U-I平面坐标上绘出的U-I曲线。 实验室常用的电阻元件：
1.线性电阻：符合欧姆定律，
c
U=IR，其伏安特性为直线a。
2.非线性电阻：
①白炽灯泡：伏安特性为曲线b。
d
②二极管：伏安特性曲线为c、d。
3.电压源外特性： 其伏安特性为U=E-R0I
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三. 实验内容
1．测定线性电阻的伏安特性
调节稳压电源的值，读记相对应的电流电压数据，用坐标 纸画出其伏安特性曲线，并说明伏安特性曲线的形状。
电工电子实验台：
实验仪器名称
规格型号
直流稳压电源 1-18v可调
直流电压表 20v量程
直流电流表50Ω2W
电位器
470Ω3W
小灯泡
6.3v
导线
数量
1 1 1 1 1 1 1 若干
1.电压源 2.电流源 3.电压表20v量程 4.九孔方板 电流表200mA
器件盒、线路板和导线
1~18v
表1-1 线性电阻R的伏安特性测量值
I/mA 0 30 40 50 60 70 80 100 U/V
2．测定非线性电阻的伏安特性
稳+
+
_
mA
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。
3）线性电阻元件的伏安特性曲线是- -条通过坐标原点的直线。
如图1.1.1所示;非线性电阻元件，如半导体二极管,其伏安特性如图1.1.2所示，电压、电流关系不服从欧姆定律。
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。
电工实验
实验一电路元件伏安特性的测绘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．实验原理与说明1．电阻元件（1）伏安特性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）。
把电阻元件上的电压取为纵（或横）坐标，电流取为横（或纵）坐标，根据测量所得数据，画出电压和电流的关系曲线，称为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。
在关联参考方向下，可表示为：U=IR，其中R为常量，称为电阻的阻值，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1-1（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，即它不是一个常量，其伏安特性是一条过坐标原点的曲线，如图1-1（b）所示。
(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1-1 伏安特性曲线（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1-2（a ）中实线所示。
实际电压源的外特性曲线如图1-2（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1-2（b ）所示。
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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
流增加很小，粗略地可视为零。
发光二极管正向电压在0.5～2.5V之间时，正向电流有很大变化。
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。
4.稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特殊，如图1-1(d)所示。
给稳压二极管加反向电压时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时，电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外加反向电压的升高而增大，这便是稳压二极管的反向稳压特性。
实际电路中，可以利用不同稳压值的稳压管来实现稳压。
三、实验设备
四、实验内容与步骤
1.线性电阻器伏安特性的测定先用万用表测量电阻器的阻值R1，按图1-2接线，R为限流电阻器，调节稳压电源Us的数值，测出对应的电压表和电流表的读数，由公式U/I计算出电阻值R′记入表1-1中。
图1-2 元件伏安特性的测定
表1-1线性电阻器的伏安特性
2.测量白炽灯泡的伏安特性
先用万用表测量一只12V的小灯泡“冷态”时的灯丝电阻值R1，再将图1-2中的电阻器换成小灯泡，重复步骤１的测试内容，数据记入表1-2中。
将图1-2中的小灯泡换成二极管，先测二极管的正向特性，正向压降可在0～0.75V之间取值。
特别是在曲线的弯曲部分（0.5～0.75之间）适当的多取几个测量点，其正向电流不得超过25mA，所测数据记入表1-3中。
作反向特性实验时，需将二极管D反接，其反向电压可在0～30V之间取值，所测数据记入表1-4中。
表1-3二极管正向特性实验
将图1-2中的二极管换成稳压二极管，重复实验内容3的测量数据记入表1-5中。
表1-5稳压二极管正向特性
1.测二极管正向特性时，稳压电源输出应由小至大逐渐增加，应时刻注意电流表读数不得超过25mA，稳压源输出端切勿碰线短路。
2.进行上述实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程，并注意仪表的极性。
六、预习思考题
1.线性电阻与非线性电阻的概念是什么？电阻器与二极管的伏安特性有何区别？
2.若元件伏安特性的函数表达式为I＝f(U)，在描绘特性曲线时，其坐标变量应如何放置？
3.稳压二极管与普通二极管有何区别，其用途如何？
七、实验报告
1.根据实验结果和表中数据，分别在坐标纸上绘制出各自的伏安特性曲线（其中二极管和稳压管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取为不同的比例尺）。
2.对本次实验结果进行适当的解释，总结、归纳被测各元件的特性。
3.必要的误差分析。
4.总结本次实验的收获。