电路元件的伏安特性
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）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。
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：1、独立电源和电阻元件的伏安特性可以用电压表、电流表测定，称为伏安测量法（伏安表法）。
伏安表法原理简单，测量方便，同时使用于非线性元件伏安特性的测定。
2、理想电压源的端电压U S (t)是确定的时间函数，而与流过电源的电流大小无关。
如果U S (t)不随时间变化（即为常数），则该电压称为理想直流电压源U S (t)，其伏安特性曲线如图1-1中曲线a 所示，实际电压源的特性曲线如图1-1中曲线b 所示，它可以用一个理想电压源U S (t)和电阻R S 相串联的电路模型来表示（图1-2）。
显然R S 越大，图1-1中的θ角也越大，其正切的绝对值代表实际电源的内阻R S 。
图1-1 图1-23、理想电流源向负载提供的电流是确定的函数，与电源的端电压大小无关。
如果I S (t)不随时间变化（即为常数），则该电流源称为理想直流电流源I S (t)，其伏安特性曲线如图1-3中曲线a 所示，实际电流源的特性曲线如图1-1中曲线b 所示，它可以用一个理想电流源I S 和电导G S 相并联的电路模型来表示（图1-4）。
显然G S 越大，图1-3中的θ角也越大，其正切的绝对值代表实际电源的内导G S 。
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 与流过元件的电流I 的关系来表征。
即满足于欧姆定律：IU R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。
三、实验内容及步骤： 1、测理想电定流源的伏安特性图1-5调节直流电源是其输出电流I s =10(mA)，先将可调电阻R 置零，按图1-5接线。
逐次增加R 的值，读取相应的电压值、电流值计入表1-1。
表1—12、测定理想电压源的伏安特性图1-6 其中R 1=50Ω调节直流稳压源使其输出电压U=10（V ），再将可调电阻R 调至最大值，按图1-6接线。
伏安特性与电路元件的应用
伏安特性与电路元件的应用一、伏安特性1.定义：伏安特性是指用电压和电流描述导体或半导体在某一温度下的导电性能的图形。
a)金属的伏安特性：线性关系，随着电压的增大，电流也增大。
b)半导体的伏安特性：非线性关系，随着电压的增大，电流的增大速度远远大于电压的增大速度。
2.伏安特性曲线的变化规律：a)在一定电压范围内，电流与电压成正比，表现为线性关系。
b)当电压超过一定值时，电流增大速度明显加快，表现为非线性关系。
二、电路元件的应用a)定义：电阻是阻碍电流流动的物理量。
b)单位：欧姆（Ω）。
c)作用：在电路中起到分压、限流的作用。
d)应用实例：灯泡、电热器等。
e)定义：电容是储存电荷的容器。
f)单位：法拉（F）。
g)作用：在电路中起到滤波、耦合、旁路的作用。
h)应用实例：滤波器、耦合器等。
i)定义：电感是阻碍电流变化的物理量。
j)单位：亨利（H）。
k)作用：在电路中起到滤波、延迟、振荡的作用。
l)应用实例：扼流圈、振荡器等。
4.二极管：a)定义：二极管是一种具有单向导电性的半导体器件。
b)作用：在电路中起到整流、稳压、调制的作用。
c)应用实例：整流器、稳压器等。
5.晶体管：a)定义：晶体管是一种具有放大作用的半导体器件。
b)作用：在电路中起到放大信号、开关控制的作用。
c)应用实例：放大器、开关等。
6.电压源和电流源：a)定义：电压源是提供恒定电压的装置，电流源是提供恒定电流的装置。
b)作用：在电路中提供稳定的电压或电流。
c)应用实例：电源、稳压器等。
通过了解伏安特性和电路元件的应用，我们可以更好地理解和分析电路的运行原理，为电路设计和故障排查提供依据。
习题及方法：1.习题：已知金属导体的电阻率随温度升高而增大，一电阻器由纯金属制成，当电阻器的温度从20℃升高到100℃时，其电阻值变为原来的5倍。
求该电阻器的电阻率。
方法：根据电阻率的定义ρ = R * S / l，其中 R 是电阻值，S 是电阻器的横截面积，l 是电阻器的长度。
实验2电路元件伏安特性的测量
目录
• 实验目的 • 实验原理 • 实验步骤 • 实验结果分析 • 实验总结与思考
01 实验目的
掌握电路元件伏安特性的测量方法
了解伏安特性测量的基本原理
01
通过测量电路元件两端的电压和电流，绘制出电压与电流之间
的关系曲线，从而分析元件的伏安特性。
熟悉实验设备和测量仪器
通过对伏安特性曲线的分析，了解元 件的工作状态和性能特点，并对其优 缺点进行评价。
绘制伏安特性曲线
根据记录的数据，绘制出元件的伏安 特性曲线，并标注相应的坐标轴和单 位。
02 实验原理
伏安特性测量原理
通过测量电路元件在不同电压下 的电流值，绘制出电压与电流之 间的关系曲线，从而得到电路元
件的伏安特性。
图表绘制
根据处理后的数据，绘制电路元件的伏安特性曲线，直观展示元件的电压与电 流之间的关系。
电路元件伏安特性曲线的比较
不同元件的比较
将不同类型电路元件的伏安特性曲线进行比 较，分析它们在电压和电流作用下的表现差 异。
理论曲线与实验曲线的比 较
将理论计算的伏安特性曲线与实验测得的曲 线进行对比，评估实验结果的准确性。
分析元件参数对伏安特性的影响
通过改变元件参数（如电阻值、二极管型号等），观察伏安特性曲线的变化，理解元件参 数对特性的影响。
比较不同类型元件的伏安特性
通过对比不同类型元件的伏安特性曲线，了解不同元件的特性和适用范围。
学习数据处理和分析的方法
数据记录和处理
分析伏安特性曲线的特征
在实验过程中，准确记录测量的电压、 电流数据，并进行必要的处理，如计 算元件的阻值、电流效率等。
通过实验，我学会了使用伏安法测量电阻、电感、电容等电路元件的伏
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。
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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
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DC 1e-&032
R2：:
丄⑷］ 二 10 V
10.000
DC
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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。