实验四__电阻元件伏安特性的测定
电学元件伏安特性测量报告(最新整理)
[清华大学物理实验]
[BME8 鲍小凡]
[学号：2008013215]
称为电学元件的伏安特性。一般以电压为横坐标，电流为纵坐标作出元件的电压—电流关系曲线，称为该
元件的伏安特性曲线。
对于碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等电学元件，在通常情况下，通过元件的电流与加在元件两端
RU
I
RV
RV
RV
式(3.1.4b)
用式(3.1.2a)或式(3.1.2b)来得到电阻值 R 时，线路方案及参数的选择应使△R/R 最小（选择原则 3），在 一些情况下，分别从式(3.1.4a)和式(3.1.4b)二者求得的△R/R 是相差不大的。
四、戴维南定理
戴维南定理是指一个含源二端网络可以用一个恒压源串联一个内阻抗所组成的等效电压源来代替。恒
准确地求得被测电阻值 R，R 的不确定度△R 可如下计算：
/ 电流表内接时， R ( U )2 ( I )2 ( RI )2 ( RI )2 [1 RI ]
RU
I
RI U / I
U /I
式(3.1.4a)
/ 电流表外接时， R
( U
)2
( I
)2
( RV
)2
U (
/
I
)2
[1 U / I ]
Ω；量程 Um=
任务三：测定半导体二极管正反向伏安特性
正向特性：
正向特性
测量次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
U/V
I/mA
I 修正= I-V/RV 反向特性：
伏安特性曲线的测量实验报告
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。
线性电阻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，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，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。
伏安特性曲线的测量实验报告
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。
线性电阻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，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，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。
大学物理实验伏安特性实验报告
大学物理实验伏安特性实验报告一、实验目的1、了解电学元件伏安特性的概念和意义。
2、掌握测量电学元件伏安特性的基本方法。
3、学会使用电流表、电压表、滑线变阻器等仪器。
4、学会分析实验数据，绘制伏安特性曲线，并根据曲线得出元件的特性参数。
二、实验原理伏安特性是指电学元件两端的电压与通过它的电流之间的关系。
对于线性元件（如电阻），其伏安特性曲线是一条直线，符合欧姆定律$U ＝ IR$；对于非线性元件（如二极管），其伏安特性曲线是非线性的。
在测量伏安特性时，通常采用限流电路或分压电路来改变元件两端的电压，从而测量不同电压下通过元件的电流。
限流电路简单，但电压调节范围较小；分压电路电压调节范围大，但电路相对复杂。
三、实验仪器1、直流电源：提供稳定的直流电压。
2、电流表：测量通过元件的电流，量程根据实验需求选择。
3、电压表：测量元件两端的电压，量程根据实验需求选择。
4、滑线变阻器：用于改变电路中的电阻，从而调节元件两端的电压。
5、待测电学元件（如电阻、二极管等）。
6、开关、导线若干。
四、实验内容与步骤1、测量线性电阻的伏安特性按照电路图连接实验电路，选择限流电路。
调节滑线变阻器，使电阻两端的电压从 0 开始逐渐增加，每隔一定电压值记录对应的电流值。
重复测量多次，以减小误差。
2、测量二极管的伏安特性按照电路图连接实验电路，选择分压电路。
正向特性测量：缓慢增加二极管两端的正向电压，记录不同电压下的电流值。
反向特性测量：逐渐增加反向电压，测量并记录反向电流值。
注意反向电压不能超过二极管的反向击穿电压。
3、数据记录设计合理的数据表格，记录测量的电压和电流值。
五、实验数据处理与分析1、线性电阻以电压为横坐标，电流为纵坐标，绘制伏安特性曲线。
根据曲线计算电阻值，与标称值进行比较。
2、二极管分别绘制正向和反向伏安特性曲线。
分析正向特性曲线，找出导通电压。
观察反向特性曲线，了解反向饱和电流和反向击穿现象。
六、实验误差分析1、仪器误差电流表、电压表的精度有限，可能导致测量误差。
伏安特性实验报告结论(3篇)
第1篇一、实验概述伏安特性实验是电学基础实验之一，旨在通过测量电学元件在电压与电流作用下的关系，绘制出伏安特性曲线，从而分析元件的电阻特性。
本实验采用逐点测试法，对线性电阻、非线性电阻元件的伏安特性进行了测量和绘制。
二、实验目的1. 理解伏安特性曲线的概念，掌握伏安特性曲线的绘制方法。
2. 通过实验验证欧姆定律，了解电阻元件的伏安特性。
3. 分析非线性电阻元件的特性，掌握其应用领域。
三、实验原理1. 伏安特性曲线：在电阻元件两端施加电压，通过电阻元件的电流与电压之间的关系称为伏安特性曲线。
根据伏安特性的不同，电阻元件分为线性电阻和非线性电阻。
2. 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，斜率代表电阻值。
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。
3. 非线性电阻：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。
四、实验步骤1. 准备实验仪器：直流稳压电源、直流电压表、直流电流表、电阻元件、导线等。
2. 连接实验电路：将电阻元件与直流稳压电源、直流电压表、直流电流表连接成闭合回路。
3. 测量电压与电流：逐步调节直流稳压电源的输出电压，记录对应的电流值。
4. 绘制伏安特性曲线：以电压为横坐标，电流为纵坐标，将实验数据绘制成曲线。
五、实验结果与分析1. 线性电阻伏安特性曲线：实验结果表明，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。
斜率代表电阻值，与实验理论相符。
2. 非线性电阻伏安特性曲线：实验结果表明，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。
在低电压下，电阻值较小，随着电压的增大，电阻值逐渐增大，直至趋于饱和。
这与实验理论相符。
3. 伏安特性曲线的应用：通过伏安特性曲线，可以分析电阻元件在不同电压下的电阻值，从而了解电阻元件的电阻特性。
在工程实践中，伏安特性曲线对于设计电路、选择电阻元件具有重要意义。
电路元件伏安特性实验报告
电路元件伏安特性实验报告电路元件伏安特性实验报告引言：电路元件的伏安特性是研究电路中电流与电压之间关系的重要实验。
通过对电路元件的伏安特性进行实验研究，可以深入理解电路中的电流流动规律，探索电阻、电容、电感等元件的特性，为电路设计和应用提供理论依据。
本次实验主要研究了电阻、电容和二极管的伏安特性，并进行了数据分析和讨论。
一、电阻的伏安特性实验1. 实验目的：研究电阻的伏安特性，了解电阻的电流与电压关系。
2. 实验器材：电阻箱、直流电源、电流表、电压表、导线等。
3. 实验步骤：（1）将电阻箱连接到直流电源的正负极，将电流表和电压表分别与电阻箱相连。
（2）依次调整电阻箱的阻值，记录不同电阻下的电流和电压值。
（3）根据记录的数据绘制伏安特性曲线。
4. 实验结果与分析：通过实验数据绘制的伏安特性曲线，可以清晰地看出电阻的特性。
根据欧姆定律，电阻的电流与电压成正比，即I=U/R，其中I为电流，U为电压，R为电阻。
实验数据与理论公式相符，验证了欧姆定律的正确性。
二、电容的伏安特性实验1. 实验目的：研究电容的伏安特性，了解电容的电流与电压关系。
2. 实验器材：电容器、直流电源、电流表、电压表、导线等。
3. 实验步骤：（1）将电容器连接到直流电源的正负极，将电流表和电压表分别与电容器相连。
（2）依次调整直流电源的电压，记录不同电压下的电流值。
（3）根据记录的数据绘制伏安特性曲线。
4. 实验结果与分析：通过实验数据绘制的伏安特性曲线，可以观察到电容的特性。
根据电容的定义，电容器的电流与电压存在一定的滞后关系。
在直流电路中，电容器对电流的阻碍作用随着电压的增加而减小，电流逐渐趋于稳定。
实验结果与理论预期相符，验证了电容特性的准确性。
三、二极管的伏安特性实验1. 实验目的：研究二极管的伏安特性，了解二极管的电流与电压关系。
2. 实验器材：二极管、直流电源、电流表、电压表、导线等。
3. 实验步骤：（1）将二极管连接到直流电源的正负极，将电流表和电压表分别与二极管相连。
电学元件伏安特性的测量实验报告
电学元件伏安特性的测量实验报告一、实验目的1、了解电学元件伏安特性的概念和意义。
2、掌握测量电学元件伏安特性的基本方法。
3、学会使用实验仪器，如电压表、电流表、滑动变阻器等。
4、通过实验数据绘制伏安特性曲线，分析电学元件的性质。
二、实验原理1、伏安特性电学元件的伏安特性是指其两端电压与通过它的电流之间的关系。
对于线性元件，如电阻，其伏安特性曲线是一条直线；对于非线性元件，如二极管，其伏安特性曲线是非线性的。
2、测量方法本实验采用限流电路和分压电路两种接法来测量电学元件的伏安特性。
在限流电路中，通过改变滑动变阻器接入电路的阻值来改变电路中的电流，从而测量元件两端的电压和电流；在分压电路中，通过改变滑动变阻器滑片的位置来改变元件两端的电压，进而测量相应的电流。
三、实验仪器1、直流电源2、电压表（量程：0 3V，0 15V）3、电流表（量程：0 06A，0 3A）4、滑动变阻器（最大阻值：＿____）5、定值电阻（阻值：＿____）6、二极管7、开关8、导线若干四、实验步骤1、按照实验电路图连接好电路。
（1）限流电路：将电源、滑动变阻器、定值电阻、电学元件、电流表串联，电压表并联在电学元件两端。
（2）分压电路：将电源、滑动变阻器、电学元件、电流表串联，电压表并联在电学元件两端，滑动变阻器的一部分与电学元件并联。
2、检查电路连接无误后，闭合开关。
3、调节滑动变阻器，使电流表和电压表的示数有明显变化，并记录多组电压值和电流值。
（1）对于线性元件（如定值电阻），每隔一定的电压间隔记录一组数据。
（2）对于非线性元件（如二极管），在电压较低和较高的区域适当增加数据点的密度。
4、改变电路接法（从限流电路改为分压电路或反之），重复上述步骤。
5、实验结束后，断开开关，整理实验仪器。
五、实验数据记录与处理1、线性元件（定值电阻）｜电压（V）｜电流（A）｜｜｜｜｜ 05 ｜ 01 ｜｜ 10 ｜ 02 ｜｜ 15 ｜ 03 ｜｜ 20 ｜ 04 ｜｜ 25 ｜ 05 ｜以电压为横坐标，电流为纵坐标，绘制伏安特性曲线。
《电学元件伏安特性的测量》实验报告附页
《电学元件伏安特性的测量》实验报告（数据附页）一、半定量观察分压电路的调节特点变阻器R=470Ω二、用两种线路测电阻的对比研究电流表准确度等级1.5，量程I m=5mA，R I=8.38±0.13Ω电压表准确度等级1.5，量程U m=0.75V，R V=2.52±0.04kΩ；量程U m=3V，R V=10.02±0.15kΩ三、测定半导体二极管正反向伏安特性由于正向二极管的电阻很小，采用外接法的数据；反向电阻很大，采用内接法的数据。
四、戴维南定理的实验验证1.将9V电源的输出端接到四端网络的输入端上，组成一个有源二端网络，求出等效电动势E e和等效内阻R e。
（外接法）修正后的结果：取第二组和第七组数据计算得到：E e=2.15V R e=319.5Ω由作图可得：E e=2.3V R e=352.8Ω2.用原电路和等效电路分别加在相同负载上，测量外电路的电压和电流值。
3.理论计算。
4．讨论。
等效电动势的误差不是很大，而等效电阻却很大。
原因是多方面的。
但我认为最大的原因应该是作图本身。
所有数据的点都集中在一个很小的区域，点很难描精确，直线的绘制也显得过于粗糙，人为的误差很大。
如果对数据进行拟合，可以得到I=-3.298U+6.836，于是得到E e=2.07V，R e=303.2Ω，前者误差为11.5%，后者误差为1.1%，效果比直接读图好，因为消除了读图时人为的误差。
另外一点，仪表读数也是造成误差大的一个原因。
比如电流表没有完全指向0，电压表不足一格的部分读得很不准等等。
总的讲，实验数值和理论还是有一定偏差，不能很好的证明。
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1
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
图4-2（a）线性电阻的伏安特性曲线 图4-2（b）二极管的伏安特性曲线
2
的电阻成反比，即UIR。由此可求得电阻URI（4-1）
这是伏安法测电阻所根据的基本原理。
（1）电流表内接法
如图4-3所示，电流表内接法。电流表测出的
电流I就是通过待测电阻xR的电流xI，但电压表测
出的电压U应等于xR两端的电压xU与电流表内阻
AR上的电压A
U
之和。
(1)xAAxAxxxUURURRRRIIR
测
（4-2）
由此式可知，电阻的测量值测R比实际值xR要大，AxRR是由于电流表内接带来的误差，
称为接入误差。在粗略测量的情况下，一般在AxRR（如xR为几千欧）时用“内接法”。
为精确计算出xR的值，应按式xR=测RAR进行修正。（AR由实验室给出）。
（2）电流表外接法
图4-3中电流表外接法．电压表测出的电压U就是xR两端的电压xU，但电流表测出
电流Ｉ应等于xI与VI之和。
xx
VxVxxUUU===IIIII(1)1Ixx
V
R
R
R
测R
（4-3）
由此式可知，电阻的测量值R测比实际值xR要小，xVRR是由于电流表外接带来的接入误
差。在粗略测量的情况下，一般在VxRR（如xR为几欧或几十欧）时用“外接法”。为
精确计算出xR的值，应按式1xVRRRR测测进行修正。（VR由实验室给出）。
4、半导体二极管
半导体二极管是一种常用的非线性电子元件，由P型、N型半导体材料制成PN结经欧
姆接触引出电极，封装而成。两个电极分别为正极、负极。二极管的主要特点是单向导电性，
其伏安特性曲线如图4-2（b）所示。其特点是：在正向电流和反向电压较小时，伏安特性
呈现为单调上升曲线；在正向电流较大时，趋近为一条直线；在反向电压较大时，电流趋近
极限值SI—,SI叫做反向饱和电流；在反向电流超过某一数值—bU时，电流急剧增大，这
种情况称做击穿，bU叫做击穿电压。由于二极管具有单向导电性，它在电子电路中得到了
图4-3电路
3
广泛应用，常用于整流、检波、限幅、元件保护以及在数字电路中作为开关元件。
5、测量电阻元件特性应注意的问题：
（1）伏安法测电阻
测量时加在被测电阻两端的电压不得超过该电阻的最大电压值。
（2安排测量电路时，变阻器电路的选择应考虑到调节方便。能满足测量范围的要求，实
验中采用分压电路，一般变阻器的阻值应小于负载电阻。
（3）使用指针式电表选取电表量程时，既要注意测量值最好不得超指针满偏的三分之二
以保证仪表安全，又要使读数尽可能大以减小读数的相对误差，并且同一组数据要在同一
量程下完成。测量前应注意观察记录电表的的机械零点。对测量电阻值分别选择内接法或
外接法进行测量，并进行系统误差的修正，最后对两种接法的结果进行比较分析。
【实验内容和要求】
１、用电流表内接法测电阻
按图4-3所示电路，选用内接法，先合理摆放好各仪器的位置，然后连接电路。调节电
源电压和滑线变阻器，使待测电路的电压和电流逐渐增大，按数据记录要求测出5组U、
I
的值。（定电压，测电流）
２、用电流表外接法测电阻
电路选用“外接法”。重新选择电表量程和电源电压。测出5组U、I值。
3、测量二极管的伏安特性曲线
按图所示电路，将待测电阻换为非线性电阻元件二极管，测量伏安特性曲线。
图4-4电路
实验结束，数据送交教师审阅，教师认可后，再拆除电路，归整仪器。
【数据记录与处理】
1 2 3 4 5 量程
内接
法
R1
电压（伏） 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 7.5伏
电流
R2
电压（伏） 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 7.5伏
电流
外接
法
R1
电压（伏） 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 7.5伏
电流
R2
电压（伏） 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 7.5伏
电流
二极
管
正
向
电压（伏） 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 3伏
电流
反
向
电压（伏） 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 7.5伏
电流
正向时采用外接法，
反向时采用内接法，
思考为什么
4
1、用“内接法”测电阻的数据记录及处理
xA
RRR
测
= 。
2
(-()(-1)iAxRRuSRnn测测）
。
22
()()[][]BxuUuI
uRUI
。
（说明：()0.5%muUU,()0.5%muII,U和I取5组中的最大值，电压表、电
流表均为0.5级）
22
()xABuRuu
。
()xxxRRuR
。
2、用“外接法”测电阻的数据记录及处理
1xVRRRR
测
测
，
2
(()(1)iAxRRuSRnn测测）
，
22
()()[][]BxuUuI
uRUI
，
22
()xABuRuu
，
()xxxRRuR
。
3、根据非线性电阻元件伏安特性曲线测量数据记录，画出伏安特性曲线。
【思考题】
1、如何使用直流稳压电源？
2、通常，滑线变阻器在电路中有几种作用？它们的接法有何不同？
3、电表分哪几个等级？等级的数值意义是什么？电表的极限误差怎么计算？使用电表
应注意哪些问题？