电阻的伏安特性曲线及电阻测定
线性与非线性电阻的伏安特性曲线
线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线一、实验原理当一个元件两端加上电压，元件内有电流通过时，电压与电流之比称为该元件的电阻。
若一个元件两端的电压与通过它的电流成比例，则伏安特性曲线为一条直线，该类元件称为线性元件。
若元件两端的电压与通过它的电流不成比例，则伏安特性曲线不再是直线，而是一条曲线，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，它与外加电压的大小和方向无关，其伏安特性是一条直线(见图1)。
从图上看出，直线通过一、三象限。
它表明，当调换电阻两端电压的极性时，电流也换向，而电阻始终为一定值，等于直线斜率的倒数VR。
I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Ө表示)；n区的电子减少，出现了一层带正电的粒子区(以⊕表示)。
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
测量结果可以由电流表内阻RA修正
Rx R RA x
接入误差为
R x RA 100% Rx R R A x
②外接法 外接法电路中，由于电压 表内阻不为无穷大，电流 表测得的电流值为流经待 测电阻和电压表的电流之 和，因此也有接入误差。 电阻的测量值
V Rx A
E
U U R x I I x IV U R x RV U / Rx U / RV R x RV
实验条件： 电源电压取E=2V；电压表选3V档； 电流表选15mA档。
（2）在不通电的情况下连接电路（通电前 滑线变阻器应置于安全位置），调节滑线变 阻器，使电压表读数从0.000V~1.000V之间 变化，每间隔0.100V记录相应的电流值。 （3）使用坐标纸画出伏安特性曲线，并计 算U=0.55V时的静态电阻和动态电阻值。
R x
Rx RV Rx RV
测量结果可以由电压表内阻RV修正
R RV x Rx RV R x
接入误差为
R x R x 100% Rx RV
这里负号表示测量结果偏小。
③接入方法的选择 实际测量时，应选择接入误差小的接入法。 当两种接入法的接入误差相等时有
Rx RV RA Rx RV Rx
（2）在不通电的情况下连接电路（通电前 滑线变阻器应置于安全位置），调节滑线变 阻器，使电压表读数从0.000V~3.000V之间 变化，每间隔0.300V记录相应的电流值。
（3）使用坐标纸画出伏安特性曲线。 （4）根据伏安特性曲线计算电阻的测量值。 （5）对测量值进行修正，并计算接入误差。
2.测定二极管的正向伏安特性曲线 （1）使用外接法连接电路。
dU r dI
U
电阻元件的伏安特性曲线
6.注意电表正负接线。
7.实验操作完成后，关闭电源，检查整理好实验仪器。
8.预习报告、实验数据签字，下周同一时间上课前交实验报告，
课后取回。
外接
待测R
内接
100Ω
5000Ω
100Ω
5000Ω
电压表量
程
电流表量
程
I-U
I
U
IUI源自UIU量程
Rv
RX
RX0（修正
值）
R//RV
R+RA
1.2V
3V
6V
数据中任选一组计算
=
教材P74
+
其他电阻测量方法
1.电桥法
2.比较法
3.电表互测法
测量电压表内阻
测量电流表内阻
（1.最小二乘法计算RX）
2.R标准不确定度计算
不确定度来源：1.重复测量（最小二乘法）uA(R)
2.电表误差
a.分压式与限流式
b.替代法
3.误差分析
a.方法误差：
外接法与内接法
b.仪器误差
1
1
=
+
0 R
标称误差
|读数−真值|最大偏离
=
*100%=a%
量程
三.注意事项
1.注意用电安全！接线时关闭电源，打开开关。
2.选择合适的电表量程。
3.电表读数方法与估读。
4.滑动变阻器最小值接入电路（分压式），最大值（替代法）。
电阻元件的伏安特性曲线
一.实验目的
1.掌握基本电学仪器：安培计、伏特计、滑动变阻器、电阻箱、双刀双掷开关的使用方法。
电阻定律伏安特性曲线
电阻定律
1、内容：
同种材料的导体,其电阻R与它的长
度L成正比,与它的横截面积S成反比；
导体电阻与构成它的材料有关。
2、表达式:
R l
S
是比例常数，它与导体的材料有
关，是一个反映材料导电性能的物理 量，称为材料的电阻率。
电阻率()
1、反映材料导电性能的物理量 2、单位：欧姆·米 Ω·m 3、纯金属的电阻率小，合金的电阻率大 4、金属导体的电阻率随温度的升高而增大
锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小， 利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻。
超导现象:有些物质当温度降低到绝对零度附近 时它们的电阻率会突然变为零。
半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻 率随温度的升高而减小，导电性能由外界条件所控制， 如改变温度、光照、掺入微量杂质等。
1．下列关于电阻率的叙述，错误的是 [ ] A．当温度极低时，超导材料的电阻率会突然
减小到零
B．常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料 做成的
C．材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面 积和长度
D．材料的电阻率随温度变化而变化
4．一根阻值为R的均匀电阻丝，长为L，横截面积 为S，设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值 仍为R？ [ ]
A．当L不变，S增大一倍时 B．当S不变，L增大一倍时
D．当L和横截面的半径都增大一倍时。
2．一粗细均匀的镍铬丝，截面直径为d，电阻为R。 把它拉制成直径为d／10的均匀细丝后，它的电阻 变为（ ）
A．R／1000 B．R／100 C．100R D．10000R
伏安特性曲线：导体的 I—U 图线
伏安特性曲线是研究导体电流和电 压关系的重要工具。
若导体的伏安特性曲线是过原点的直线， 则这种元件称为线性元件。
电阻伏安特性曲线实验报告
电阻伏安特性曲线实验报告电阻伏安特性曲线实验报告引言电阻是电路中最基本的元件之一，电阻伏安特性曲线则是描述电阻器在电流和电压之间的关系的重要工具。
本实验旨在通过测量不同电阻下的电流和电压，绘制电阻伏安特性曲线，并探讨电阻器的基本特性。
实验步骤1. 实验器材准备：准备好电源、电阻箱、电流表、电压表等实验仪器。
2. 搭建电路：将电源的正极与电阻箱相连，再将电阻箱与电流表相连，最后将电流表与电压表相连，形成一个简单的串联电路。
3. 调节电阻箱：根据实验要求，依次选取不同的电阻值，将电阻箱调节到相应的数值。
4. 测量电流和电压：在每个电阻值下，分别测量电流表和电压表的读数，并记录下来。
5. 绘制电阻伏安特性曲线：根据测得的电流和电压数据，绘制电阻伏安特性曲线。
实验结果与分析在实验过程中，我们选取了几个不同的电阻值进行测量，并记录下了相应的电流和电压数据。
通过这些数据，我们绘制了电阻伏安特性曲线。
从曲线可以看出，电阻和电流之间呈线性关系，即符合欧姆定律。
根据欧姆定律，电阻的阻值等于通过它的电流与电压之比。
因此，我们可以通过测量电流和电压，计算出电阻的阻值。
此外，从曲线的斜率可以得出电阻的阻值。
斜率越大，说明电阻越小；斜率越小，说明电阻越大。
这与我们在电路中常见的情况相符：电阻越小，通过的电流越大。
实验误差的讨论在实验中，我们可能会遇到一些误差，影响实验结果的准确性。
以下是一些可能的误差来源和讨论：1. 仪器误差：电流表和电压表有一定的测量误差，这可能会导致实际测量值与理论值之间存在一定的差异。
为了减小仪器误差，我们可以使用更精确的测量仪器。
2. 电源波动：电源的电压可能存在一定的波动，这也会对实验结果产生影响。
为了减小电源波动带来的误差，我们可以使用稳压电源或者进行多次测量取平均值。
3. 电阻内部结构：电阻器内部结构的不完美也可能导致实验结果的误差。
例如，电阻器的接触不良、温度变化等因素都可能影响电阻的阻值。
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。
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 9.947U/V 0.20 0.40 0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 0.70 I/mA0.004 0.004 0.013 0.023 0.042 0.084 0.173 0.3592、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 50.0U/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 50.0U/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。
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实验原理
由于电压表内阻已知，因此采用电压表 内接法测量
RV 10
7
V 测量I R I RV
IR I
测量电路图(电压表内接)
可调电阻 （220Ω） 待测电阻
直流电源 （12V）
可调电阻 （4.7kΩ）
电源电压 12V
接线实物图
电压表
4.7KΩ
电流表
接电源正极
220Ω
接电源负极
数据单
i
Vi(V) Ii (mA) Ii+1-Ii (mA) IR (mA)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
上机原始数据记录（不需要截位）： r= a= b= , , Ua= Ub = , 。
i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Vi(V)
Ii (mA)
0
1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00
Ii+1-Ii (mA)
IR (mA)
y 表示IR；x 表示V ，做 y=a+bx 线性拟合；则斜率 b=1/R
上机数据记录： r, a, b, Ua, Ub
电源电压 12V 初始位置：RH1 分压最小， RH2 限流最大
仪器条件记录
量程 电流表 电压表
Δ
分度值
读数误差
20 mA
0.16mA 0.01mA 0.01mA
60V
0.05V
0.01V
0.01V
数据测量
通过改变可调电阻RH1、RH2 的阻值，记录待测电 阻 R 两端电压为 0～10V 时的电流值
上海工程技术大学
物 理
实
验
电阻的伏安特性曲线及电阻测定
实训楼2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ09室，67791039 Email: phylab@ 网站:
实验目的
本实验用电流表、电压表测量电阻的伏 安特性曲线及其阻值。
实验仪器
待测电阻、实验接线板、可调电阻（两个）、 稳压电源、万用表（两个）、导线若干