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电阻元件的伏安特性实验报告
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
;
、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法; 、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 台 块 块 1 块 1 只 6. 二极管1 只 只 2 只
四、实验内容
-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,,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。
3
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~。~。测反向特性时,将直流稳压电源的输出端正、负连线互换,调节直流稳压输出电压U,从0伏开始缓慢地增加,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
(1)正向特性实验
将图1-3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,数据记入表1-5。
(2)反向特性实验
将图1-3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缓慢地增加,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。数据记入表1-6。
五、实验预****br/> 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****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:电阻器是线性电阻,其伏安特性曲线的形状见图1-1(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U的数据,根据数据类型,合理地绘制伏安特性曲线。
六、实验报告
,分别在方格纸上绘制出各个电阻的伏安特性曲线(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)。