电路元件伏安特性的测量实验报告答案.docVIP

实验一 电路元件伏安特性的测量 一、、何一个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。 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、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1 只.稳压二极管 1 只 .电阻元件 2 只、直流1-1 测定线性电阻的伏安特性 U（V） 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 I（mA） 将图1-2中的1kΩ线性电阻R换成一只12V，0.1A1-2 测定白炽灯泡的伏安特性 U（V） 0I（mA） 按图1-3接线，R为限流电阻，取200Ω，二极管的型号为1N4007。测二极管的正向特性时，其正向电流不得超过35mA，二极管Ｄ的正向压降UD+可在0～0.75V之间取值。特别是在0.5～0.75之间更应取几个测量点。测反向特性时，将直流直流其反向施压UD－可达30V，数据分别记入表1-3和表1-4。 表1-3 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) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.11 0.32 1.07 3.21 10.2 25.6 表1-4 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 0 0 4．测定稳压二极管的伏安特性 （1）正向特性实验将图-3中的二极管1N4007换成稳压二极管2CW51，重复实验内容3中的正向测量UZ+为2CW51的正向施压　　1-5 测定稳压管的UZ+（V） I（mA） 　　 （2）反向特性实验将图-3中的稳压二极管2CW51反接，测量2CW51的反向特性。稳压电源的输出电压U从0～20V，测量2CW51二端的反向施压UZ－及电流I，由UZ－可看出其稳压特性。1-6 测定稳压管的U(V) 0 1 2 3 4 5 8 10 12 18 20 UZ—（V） I（mA） 、1. 实验注意事项 1)测量时，可调直流稳压电源的输出电压由0缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表和电流表，不能超过规定值。 (2)直流稳压电源输出端切勿碰线短路。 (3)测量中，随时注意电流表读数，及时更换电流表量程，勿使仪表超量程，注意仪表的正负极性。 2. 预习思考题 1)线性电阻与非线性电阻的伏安特性有何区别？它们的电阻值与通过的电流有无关系？ 答：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，电压与电流的关系，符合欧姆定律。线性电阻元件的阻值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。 (2)请举例说明哪些元件是线性电阻，哪些元件是非线性电阻，它们的伏安特性曲线是什么形状？ 答：电阻器a）所示。 白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等是非线性电阻，它们的伏安特性曲线如图1-1（b）、（c）、（d）所示。 (3)设某电阻元件的伏安特性函数式为I＝f（U），如何用逐点测试法绘制出伏安特性曲线。 答：在平面内绘制xOy直角坐标系，以x轴为电压U，y轴为电流I，计算出电流I和电压、（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）3. 必要的误差分析。 4. 4 (a)线性电阻 (b)白炽灯丝 (c)普通二极管 (d)稳压二极管 图1-1 线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线 图 1-3测定非线性电阻的伏安特性 图 1-2测定线性电阻的伏安特性 1kΩ