电路元件伏安特性的测量
电工学实验-电路元件伏安特性的测绘
02
实验原理
电路元件伏安特性的定义与分类
定义
电路元件的伏安特性指的是元件 两端电压与通过元件的电流之间 的关系特性。
分类
线性元件和非线性元件。线性元 件的伏安特性可以用一条直线表 示，而非线性元件的伏安特性则 不能用一条直线表示。
测绘电路元件伏安特性的基本方法
01
02
03
逐点测绘法
逐点记录电压和电流值， 然后绘制出伏安特性曲线。
加强理论与实践结合
在未来的学习和实践中，我将更加注重理论与实践的结合，通过实际操作和项目实践来加 深对理论知识的理解和应用。
感谢您的观看
THANKS
注意观察和记录实验过程中的 异常现象，以便后续分析。
数据记录和处理
详细记录实验过程中测量的电压和电 流数据。
通过数据处理软件或表格进行数据分 析和处理，得出结论。
根据记录的数据绘制伏安特性曲线， 分析电路元件的特性。
04
实验结果分析
数据整理与图表绘制
数据整理
将实验测得的数据进行整理，包括电 流、电压、电阻等参数，确保数据的 准确性和完整性。
搭建实验电路
根据实验要求选择适 当的电路元件，如电 阻器、电感器、电容 器等。
接入电源和测量仪表， 确保电路连接正确无 误。
在实验电路板上合理 布局电路元件，并使 用导线连接它们。
进行实验测量
开启电源，逐渐调节滑动变阻 器，观察并记录电路元件的伏 安特性数据。
在不同阻值的条件下，重复进 行实验测量，以获得更全面的 数据。
图表绘制
根据整理后的数据，绘制电流-电压曲 线图，清晰地展示电路元件的伏安特 性。
电路元件伏安特性的分析
线性元件分析
实验2 电路元件伏安特性的测量
图2-7
五、实验注意事项 （1）稳压电源输出切勿短路 （2）接线、拆线前，应先关闭电源开关。 （3）测普通二极管正向特性时，稳压电源输出应由小至大 逐渐增加，时刻注意毫安表读数不得超过35毫安。 六、预习要求 （1）线性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）稳压二极管与普通二极管有何区别，其用途如何？ （3）设某器件的伏安特性曲线的函数式为I=f（U），试问纵坐标、横坐标的变 量各是什么？ （4）在图2-4中，设US=2V，UD+=.07V，则毫安表读数为多少？ 七、实验报告要求 （1）根据各实验结果数据，分别在方格纸上绘制出光滑的伏安特性曲线。其中， 普通二极管与稳压二极管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可 取不同比例。 （2）将实验结果与图2-1对比，分析各种元件的伏安特性。
0 2 4 6 8 10
图2-2
电阻两端电压UR 通过电压表读出
I=U/1000
流过电阻的电流 通过电流表读出源自实验台主面板图2-2
电流表内阻接近为0， 并联到负载两端相当 于将电压源短路，造 成严重故障
实验台主面板
2.测定白炽灯(非线性电阻元件)的伏安特性 按图2-3接线, 调节稳压电源的输出电压Us,使电阻的端电压 UR从0V开始缓慢地增加,一直到5V,在表2-3中记下毫安表随 电压Us变化的读数I。
I/mA
0 0.54 0.56 0.58 0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 0.70
(2)测量反向特性 图2-6 按图2-6中的电源反接, R换成510Ω，电路变成图2-7所示电路,调节稳压电源的输出电 压Us（应在0～20V范围内）,使二极管的反向压降UZ-从0V开始缓慢地减少到-4V,在表 2-7中记下毫安表随电压UZ- 变化的读数I。 0 -1 -2 -2.5 -3 -3.4 -3.7 -4.0 UZ-/V 表2-7
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。
电学实验论文电路元件伏安特性的测绘及电源外特性的测量
基本电学实验论文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、实验设备名称数量型号1、直流恒压源恒流源1台自备2、数字万用表2台自备3、电阻11只1Ω×1 5.1Ω×110Ω×120Ω×1 47Ω×2100Ω×2200Ω×1 1kΩ×1 3kΩ×14、白炽灯泡1只12V/3W5、灯座1只M=9.3mm6、稳压二极管1只2CW567、电位器1只470 /2W8、短接桥和连接导线若干SJ-009和SJ-3019、九孔插件方板1块SJ-010三、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，就是说它不是一个常量，其伏安特性是一条过坐标原点的曲线，如图1-1(b)所示。
(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。
电工学实验——电路元件伏安特性的测绘
直流电流 源的伏安 特性测量
IS 24mA
U
I
I
RL
IS 24mA
Ri
1k
U
RL
理想直流电流源的实验数据 理想直流电流源的实验数据
RL( ) U（V） （ ） I（mA） （ ）
300
200
100
50
22
实际直流电流源的实验数据
RL( ) U（V） （ ） I（mA） （ ）
300
200
100
50
22
1、测量线性电阻元件的伏安特性 2、测量线性电阻元件的伏安特性 3、测量稳压管的伏安特性 4、测量二极管的伏安特性 5、测量直流电压和电流源的伏安特性 （选做） 选做）
实验设备
数字式万用表
指针式万用表
万用表使用时 要注意测量的 是交流还是直 流信号， 流信号，注意 选择量程， 选择量程，特 别要注意不要 用电流档去测 量电压， 量电压，会烧 坏万用表。 坏万用表。
实验目的实验内容1测量线性电阻元件的伏安特性2测量线性电阻元件的伏安特性3测量稳压管的伏安特性4测量二极管的伏安特性5测量直流电压和电流源的伏安特性选做实验设备数字式万用表指针式万用表直流稳压电源直流恒流源和电阻箱万用表使用时要注意测量的是交流还是直流信号注意选择量程特别要注意不要用电流档去测量电压会烧坏万用表
实验一 电路元件伏安特性的测绘
实验目的
1. 学会识别常用电路元件的方法。 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。 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。 掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。
实验内容
实验三电路元件伏安特性的测定
实验三电路元件伏安特性的测定一、实验原理电路元件的伏安特性是指在一定的电压下，元件所承受的电流大小的特性，也就是说，对于一个电路元件，它承受的电流大小是随着电压变化而变化的，在电压变化的过程中，元件所承受的电流的大小也会随之变化。
用伏安特性图表示电路元件的伏安特性，该图是一条由电流和电压组成的曲线，它描述了电路元件在不同电压下所产生的不同电流的大小关系。
在现实中，通常会有一些电路元件不符合欧姆定律，即电流I不能简单地通过单位电压V，而应该使用非线性模型来描述其伏安特性。
这种模型称为理想二极管特性模型，该模型的伏安特性曲线是一个非线性曲线，可以表示为：I = Is(e^(V/T)-1)。
其中，I是电流，V是电压，T是温度，Is是二极管正向饱和电流。
二、实验目的本次实验旨在通过测定不同电路元件的伏安特性，来研究不同电路元件在不同电压下所承受的电流大小，并通过实验数据来验证电路元件的理论伏安特性图中的线性或非线性特性。
三、实验器材与设备1.数字万用表2. 电源3. 变阻器4. 二极管5. 电阻6. 电容7. 充电电路电路元件的伏安特性是指电路元件在不同电压下所产生的不同电流的大小关系，即I-V曲线。
2. 二极管的伏安特性普通二极管有正向和反向两种工作状态，其伏安特性图如下所示：（1）正向偏置普通二极管在正向偏置状态下，氧化物堆叠层将通电，拉近了正负离子距离，电子就越容易穿过PN结，正向偏置的电路中，二极管之间具有几乎恒定的电压0.6~0.7 V，可以达到开关效果。
当二极管处于反向偏置的状态时，随着反向电压不断增加，PN结会不断扩散，增加的电子和空穴不断被分开，在达到一定电压下，出现击穿现象，此时的反向电流远大于漂移电流。
因此，在使用二极管的过程中，需注意不要使其承受过高的电压。
五、实验步骤1. 电阻的伏安特性的测定（1）将变阻器选择为10 kΩ，将短接线接在变阻器的输出端，将长接线连接在电源的正极上，另一根短接线连接到变阻器的输入端。
实验三电路元件伏安特性的测定
1套
河南理工大学电工电子实验中心
三、实验原理
1. 在电路中，电路元件的特性一般用该元件上的电压与通过该 元件的电流之间的函数关系来表示，这种函数关系称为该元 件的伏安特性，有时也称外部特性。
2. 线性电阻元件的伏安特性服从欧姆定律，画在平面上是一条 通过原点的直线，符合欧姆定律。线性电阻的伏安特性与元 件电压、电流的大小和方向无关，所以线性电阻元件是双向 性元件。
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四、实验内容
1.测定线性电阻的伏安特性 D01中间100 欧
2. 测 定 非 线 性 电 阻 的 伏 安 特 性
（U<6.3V）
+
直流
K
+A - +
非 线
稳压
VR
性
电源 -
-
电 阻
D02
图3-2 实验电路图
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3.测量硅二极管的正向伏安特性（U≤0.7V）
V
R
图3-5 实验电路图
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五、实验注意事项
1. 实验过程中，电压源不能短路，电流源不 能开路，以免损坏设备。
2. 实验时，电流表要与负载串联，电压表要 与负载并联，且极性不得接反。
3. 实验过程中，如需换接电路，或出现故障 时，都要先关闭电源，严禁带电操作。
4. 注意各仪表量程的选取。
河南理工大学电工电子实验中心
六、实验报告要求
1. 根据测量数据，在坐标纸上按比例绘出各 伏安特性曲线图。
2. 绘制伏安特性曲线时，注意坐标比例的合 理选取，电量及其单位应标明。
3. 图表规范，数据正确。 4. 铅笔尺子橡皮绘图。
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实验一电路元件伏安特性的测量
一、实验目的
1、熟悉万用表的使用方法。
2、加深理解线性电阻的伏安特性与电流、电压的参考方向。
3、加深理解非线性电阻元件的伏安特性。
4、加深对理想电源、实际电源伏安特性的理解。
二、实验设备和器材
直流可调稳压电源0～30 V
万用表MF-500型
电位器 1 kΩ
电阻器100Ω，510Ω，1000Ω
二极管IN4007
三、实验原理与说明
1、线性电阻是双向元件，其端电压u与其中的电流i成正比，即u = Ri，其伏安特性是u—i 平面内通过坐标原点的一条直线，直线斜率为R，如实验图1-1所示。
2、非线性电阻如二极管是单向元件，其u、i的关系为
)1
(-
=u
S
e
I
iα，其伏安特性是u—i
平面内过坐标原点的一条曲线，如实验图1-2所示。
3、理想电压源的输出电压是不变的，其伏安特性是平行于电流轴的直线，与流过它的电流无关，流过它的电流由电源电压U s与外电路共同决定，其伏安特性为平行于电流轴的一条直线，如实验图1-3所示。
4、实际电压源为理想电压源U s与内阻R s的串联组合。
其端口电压与端口电流的关系为：U = U s -R s I,伏安特性为斜率是R s的一条直线，如实验图1-4所示。
四、实验内容及步骤
1、学习万用表的使用
用万用表测量线性电阻、直流电流和直流电压，测量电路如实验图1-5所示。
（1）用直接法测电阻R1 = 100Ω，R2= 510Ω，R3= 1000Ω。
（2）按实验图1-5接好电路，用万用表测量电压U s、U1、U2,电流I、I1、I2。
（3）用间接法求电阻R1、R2、R3、R（总）。
（4）自制表格填入相关数据。
2、测量线性电阻的伏安特性
（1）按实验图1-6接线，检查无误后，接通电源。
（2）调节直流电源的输出电压，使U分别为实验表1-1所列数据，测量相应的I值填入表中。
（3）画出线性电阻的伏安特性曲线。
实验表1-1
3、测量非线性电阻元件的伏安特性
（1）按实验图1-7接好电路，检测无误后接通电源。
（2）依次调节直流电源的电压为实验表1-2中U s相应数据，分别测量对应的二极管电压U及流过二极管电流I，填入实验表1-2中。
（3）将二极管反接，重复步骤（2）。
（4）画出二极管的伏安特性曲线。
实验表1-2
4、测量理想电压源的伏安特性
（1）按实验图1-8接好电路，检查无误后接通电源，固定直流电源的输出电压U = 6 V。
（2）调节可变电阻，使电流I分别为实验表1-3中数据，测量电压U分别填入表中。
（3）画出理想电压源的伏安特性曲线。
实验表1-3
5、测量实际电压源的伏安特性
（1）按实验图1-9接好电路，检查无误后接通电源，300Ω作电源内阻。
（2）调节直流电源电压为8 V ，调节可变电阻使电路中电流I 分别为实验表1-4中数据，
测量相应电压U 。
（3）画出实际电压源的伏安特性曲线。
实验表1-4
五、实验注意事项
1、测量二极管正向特性时，稳压电源输出应从小到大逐渐增加，应时刻注意电流表读数不得超过35 mA 。
2、进行不同实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程，勿使仪表超量程，仪表的极性亦不可接错。
六、思考题
1、线性电阻和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、设某器件的伏—安特性曲线的函数式为I = f （U ），试问在逐点绘制曲线时，其坐标变量应如何放置？
七、实验报告
1、根据各实验数据，分别在方格纸上绘制出光滑的伏—安特性曲线。
其中二极管和稳压二极管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取不同的比例尺。
2、根据实验结果，总结、归纳出被测元件的伏—安特性。