实验十七电学元件伏安特性的测量

实验十七 电学元件伏安特性的测量

电路中有各种电学元件，如线性电阻、半导体二极管和三极管，以及光敏、热敏和压敏元件等。知道这些元件的伏安特性，对正确地使用它们是至关重要的。利用滑线变阻器的分压接法，通过电压和电流表正确地测出它们的电压与电流的变化关系称为伏安测量法（简称伏安法）。伏安法是电学中常用的一种基本测量方法。

一 实 验 目 的

1 了解分压器电路的调节特性。

2 验证欧姆定律。

3 掌握测量伏安特性的基本方法。

4 学会直流电源、滑线变阻器、电压表、电流表、电阻箱等仪器的正确使用方法。

二 实 验 原 理

1. 分压电路及其调节特性

（1）分压电路的接法

如图1所示，将变阻器R 的两个固定端A 和B 接到直流电源E 上，而将滑动端C 和任一固定端（A 或B ，图中为B ）作为分压的两个输出端接至负载R L 。图中B 端电位最低，C 端电位较高，CB 间的分压大小U 随滑动端C 的位置改变而改变，U 值可用电压表来测量。滑线变阻器的这种接法通常称为分压接法。分压器的安全位置一般是将C 滑至B 端，这时分压为零。

（2）分压电路的调节特性

如果电压表的内阻大到可忽略它对电路的影响，那么根据欧姆定律很容易得出分压为

E R R R RR R R U BC BC L L BC )(?+=从上式可见，因为电阻R BC 可以从零变到R ，所以分压U 的调节

范围为零到E ，分压

曲线与负载电阻R L 的大小有关。理想情况下，即当R L >>R 时，U =ER BC /R ，分压U 与阻值R BC 成正比，亦即随

着滑动端C 从B 滑至A ，分压U 从零到E 线

性地增大。 当R L 不是比R 大很多时，分压电路输出电压就不再与滑动端的位移成正比了。实验研究

和理论计算都表明，分压与滑动端位置之间的关系如图2的曲线所示。

R L /R 越小，曲线越弯曲，这就是说当滑动端从B 端开始移动，在很大一段

范围内分压增加很小，接近A 端时,分压急剧增大，这样调节起来不太方

便。因此作为分压电路的变阻器通常要根据外接负载的大小来选用。必要时，还要同时考虑电压表内阻对分压的影响。

2. 电学元件的伏安特性

在某一电学元件两端加上直流电压，在元件内就会有电流通过，通

过元件的电流与端电压之间的关系称为电学元件的伏安特性。在欧姆定

律U=IR 式中，电压U 的单位为V，电流I 的单位为A，电阻R 的单位为Ω。一般以电压为横坐标和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的电压成正比关系变化，即其伏安特性曲线为一直线。这类元件称为线性元件，如图27-3所示。半导体二极管、稳压管等元件，通过元件的电流与加在元件两端的电压不成线性关系变化，其伏安特性为一曲线。这类元件称为非线性元件，如图4所示为某非线性元件的伏安特性。

R L

输

出电压C 端位移

图1 分压电路 图2 分压电路输出电压与滑动端位置的关系

图3 线性元件的伏安特性

在设计测量电学元件伏安特性的线路时，必须了解待测元件

电流表、滑线变阻器等的规格）3. 实验线路的比较与选择 在测量电阻R （a）中电流表内接法和图流表都有一定的内阻（分别设为R V 和R A ）表读数U 除以电流表读数I 来得到被测电阻值R 数比电阻端电压值大，即有：

A R I

U R ?= (1) 当电流表外接时，电流表读数比电阻R 中流过的

电流大，这时应有：

V

R U I R 11?= 在（1）式和（2）式中，R A 和R V 分别代表安培

表和伏特表的内阻。比较电流表的内接法和外接

法，显然，如果简单地用U/I 值作为被测电阻值，电流表内接法的结果偏大，而电流表外接法的结

果偏小，这两种接法都有一定的系统性误差。除了需要作这样简化处理的实验场合，为了减少上

述系统性误差，测量电阻的线路方案可以粗略地按下列办法来选择：

（1）当R <

（2）当R >>R A ，且R V 和R 相差不多时，宜选用电流表内接。

（3）当R >>R A ，且R <

如果要得到待测电阻的准确值，则必须测出电表内阻并按（1）和(2)式进行修正，本实验不进行这种修正。

三 实 验 仪 器

直流电源，滑线变阻器，电压表，电流表，500Ω的电阻，68Ω的保护电阻，二极管，单刀双掷开关及导线若干等。

四 实 验 内 容

1. 定性观察分压电路的调节特性

根据电磁学实验接线规则按图1接线（按回路接线），以电阻箱作为外接负载R L ，根据变阻器和负载R L 的额定电流（或功率），选择电源输出电压档和电压表的量程。当R L /R 取不同比值时，定性观察输出电压随滑动端位移变化的情况（只定性观察，不作曲线）。

2. 测一线性电阻的伏安特性

并作出伏安特性曲线，从图上求出电阻值 （1）按图6接线，其中R 为500Ω的电阻。

（2）依此选择电源的输出电压档为15V，电流表和电压表的量程分别为20mA 和20V，分压输出滑动端C 置于B 端（为什么？注意本实验中B 端皆指接于

电源负极的公共端）。然后自己复核电路无误后，请教师检查。 （3）选择测量线路。将K 2置于位置1并合上K 1，调

节分压输出滑动端C ，使电压表（可设置电压值

U 1=5.00V）和电流表有一合适的指示值，记下这时的电压值U 1和电流值I 1，然后将K 2置于位置2，调节分压输出滑动端C ，使电压表值不变，记下U 2和I 2。将U 1、I 1与U 2、I 2进行比较，若电流表示值有显著变化（增大），R 便为高阻（相对电流表内阻而言），则采用电流表内

图6 电流表内、外接判断法

R K

(a)电流表内接 (b)电流表外接 图5 伏安特性线路中常用两种接法

接法。若电压表有显著变化（减小），R 即为低阻（相对电压表内阻而言），则采用电流表外接法。按照系统误差较小的连接方式接通电路（即确定电流表内接还是外接）。但若无论电流表内接还是外接，电流表示值和电压表示值均没有显著变化，则采用任何一种连接方式均可（为什么会产生这样的现象？）。

（4）选定测量线路后，取合适的电压变化值（如从3.00V 变化到10.00V，变化步长取为1.00V），改变电压测量8个测量点，将对应的电压与电流值记录列表，以便作图。

3. 测定二极管正向伏安特性，并作出伏安特性曲线

（1）连线前，先记录所用晶体管型号和主要参数（即最大正向电流和最大反向电压）。然后用万用表欧姆档测量其正、反向阻值，从而判断晶体二级管的正、负极（万用表处于欧姆档时，负笔为正电位，正笔为负电位。指针式、数字式则相反）。

想一想如何利用万用表判别二极管的正负极？还有其它判别二极管极性的办法吗？

在本实验中，我们实际上可以直接根据在二极管元件上的标志来判断其正、反向（正、负极）的。

（1） 测晶体二极管正向特性：因为二极管正向电阻小，可用图27-7所示的电路，图中R 为保护电阻，用以限流。接通电源前应调节电源E 使其输出电压为3V

左右，并将分压输出滑动端C 置于B 端（这与图27-6

是一样的）。然后缓慢地增加电压，如取0.00V、0.10V、0.20V、……（到电流变化大的地方，如硅管约0.6~0.8V 可适当减小测量间隔），读出相应电流值，将数据记入相应表格。最后关断电源（此实验中，硅管电压范围在1V 以内，电流应小于最大正向电流，可据此选用电表量程。

表格上方应注明各电表量程及相应误差）。

预习本实验时，请务必细心阅读本实验后的附录1

和附录2。

五 数 据 与 结 果

1．定性观察分压电路的调节特点（表1）。

R U I 2

2??

????Δ+??????Δ=ΔI U R I U R U Δ为电压表示值误差，U 为测得的值。 I Δ为电流表示值误差，I 为测得的值。

数字式电表以最后显示位最大值的一半作为仪器的示值误差，如最后显示为0.01V，则仪器误差记作0.05V。由此可见，使电表读数尽可能接近满量程时，测量电阻的准确度高。

将U 1、I 1与U 2、

I 2进行直接比较，可以确定电流表内接还是外接。本实验可以作进一步分析。

2．电阻伏安特性测定（表2）

表2 数据表

测量序数 1

2 3 4 5 6 7 8 U（V）

I （mA）

图7测晶体二极管正向特性

数据处理要求：

（1）按表2的数据进行等精度作图（复习等精度作图规则）。以自变量U 为横坐标，应变量I 为纵坐标，根据等精度原则选取作图比例尺。

（2）从U-I 图上求电阻R 值。在U-I 图上选取两点A 和B （不要与测量点数据相同，且尽可能相距远些，为什么？请思考），由式： A

B A B I I U U R ??= 求出R 值。

3．二极管正、反向伏安特性曲线测定（表3） 表3 数据表

测量序数 1

2 3 4 5 6 7 8 U （V）

I （mA）

数据处理要求：

按表3的数据进行等精度作图，画出二极管正向伏安特性曲线。

六 思 考 题

（1）电流表或电压表面板上的符号各代表什么意义？电表的准确度等级是怎样定义的？怎样确定电表读

数的示值误差和读数的有效数字？（参阅本实验附录3） （2）实验接线的基本原则是什么？电学实验基本的

操作规程是什么？ （3）滑线变阻器在电路中主要有几种基本接法？它们的功能分别是什么？在图27-8和图27-6所示的线路中

滑线变阻器各起什么作用？在图27-8中，当滑动端C 移

至A 或B 时，电压表读数的变化与图27-6中移动至C 点时的变化是否相同？

（4）1.5级0～3V 的电压表表面共有60

分格，如以V 为单位，它的读数应读到小数点后第几位？2.5级0～10mA 的毫安表表面共有50分格，如以mA 为单位，它的读数又应读到小数点后第几位？

（5）有一个0.5级、量限为100mA 的电流表，它的最小分度值一般应是多少？最大绝对误差是多少？当读数为50.0mA，此时的相对误差是多少？若电表还有200mA 的量限，上列各项分别是多少？ （6）用量限为1.5/3.0/7.5/15V 的电压表和50/500/1000mA 的电流表测量额定电压为6.3V，额定电流为300mA 的小电珠的伏安特性，电压表和电流表应选哪一量限？若欲测另一额定电压为12V 的小电珠，额定电流不知道，这时电压表和电流表的量程如何选取？

R 0=100Ω(2A)及1kΩ(0.5A)各一只；0.51.5级电压表一只。

已知电表内阻：

7.5 15 30 75 R A （Ω） 3.43 2.31 1.26 0.49

3 7.5 15 R V （Ω）×500Ω/V

①设计一个伏安法测电阻的控制电路，待测电阻200Ω，电流表内接，电流调节范围20～30mA，画出电路，并注明电路中各元件的参数。

②设计一个校正电压表的控制电路，待校表量程5V，内阻50kΩ，画出电路，并注明电路中各元件的参数。

图8 变阻器的限流接法K

mA V A C B E R

七 附 录

1．电磁学实验基本仪器

电磁学实验是物理实验的重要组成部分，电磁测量方法和测量技术在现代生产、科研和教学领域应用非常广泛。除了直接对电磁量进行测量外，还可以通过各种能量转换器件把一些非电量转换成电学量进行测量，例如温度、压力测量等。在物理实验中，熟练掌握电磁学基本仪器的性能指标、基本原理和使用方法，对深入理解电磁学实验原理和方法，掌握实验操作技术是非常重要的。

2．电源

（1）交流电源

实验室常用的交流电源由电网和变电所提

供，交流电源以符号AC 表示。一种是单相交流

电源，电压为220V，频率为50Hz，分为零线和

相线（火线），主要用于室内、外照明和小型电

器；另一种是三相交流电源，电压为380V，频

率为50Hz，由三条相线组成，主要为机器提供

动力用电。

实验室通常采用单相交流调压器获得0~270V 连续可调的交流电，以供某些仪器的使

用。单相交流调压器如图9所示。

使用单相交流调压器时，需注意接线前应断开电源开关，严格按“输入”、“输出”接线，待线路接好并检查无误后再接通电源。使用前应将调压器输出调为0V，从0V 开始逐渐增大电压值。使用过程中切勿触碰调压器的输入、输出的接线端子，使用完毕后应先切断电源开关再拆去线路，严禁带电操作，以免造成触电，危及生命安全。

（2）直流电源

直流电源分为化学电源和直流稳压电源，以符号DC 表示。

①化学电源：化学电源是将化学能转换成电能的装置，亦称化学电池，化学电池有干电池和蓄电池之分。干电池有一定的使用寿命，其化学物质被消耗后不能再恢复，电源电动势下降，内阻升高，不能继续使用，例如常用的锌锰电池。蓄电池是一种可通过充电方式反复使用的直流电源，常用的蓄电池有铅蓄电池和镉镍蓄电池等。蓄电池的优点是使用时间长，端电压在放电电流较小时能长时间保持稳定；缺点是体积大，重量较重，充电不方便，易污染，维护麻烦等，所以大部分已被直流稳压电源所代替。

②直流稳压电源：直流稳压电源具有体积小、重量轻、内阻小、电压稳定性好、输出连续可调、使用方便等优点，在生产、科研和教学中普遍使用。

直流稳压电源

种类繁多，根据不同的使用要求可选用适当的型号。实

验室常用的稳压电源多为直流5A 以下、单路、双路或

三路输出型。这里，

我们简单介绍一下三路的直流电源（YB1719型）的工

作原理，见图10。 三路直流电源

是实验室通用电

源。具有恒压、恒流工作功能

（CV/CC），且这两

种模式可随着负载

变化而进行自动转

换。另外，具有串

联主从工作功能。左边的一路为主路，右为从路。在跟踪状态下，从路的输出电压随主路而变化，这对于需要对称且可调双极性电源的场合特别适用。串联工作或串联跟踪工作时可输出0~64V，0~2A（0~3A，图9 单相交流调压器

输

0~0.5A）或0~±32V，0~2A（0~3A，0~0.5A）的单极性或双极性电源。可调的两路每路输出均有一块高质量磁电式电表作输出参数的指示。该电源具有使用方便有效，不怕短路，短路时的电流恒定的特点。面板上每一路输出端都有一接地接线柱，可以使本电源方便地接入用户的系统地电位。

●YB1719型三路直流电源性能指标

输出（三路） 电压 0~32V 0~32V 5V

电流 0~3A 0~3A 3A

指示仪表精度 电压 2.5级

电流 2.5级

●工作原理

①换档原理：由于输出电压的变化范围0~32V，所以采用变压器次级输出的交流电压换档后加至整流器。这个过程是由换档控制电路及驱动电路来完成的。换档时刻是由输出电压的变化过程决定的。 恒压、恒流工作的相互转换原理：

当恒压工作时，电压比较放大器对整流管处于优先控制状态。在实际转换中存在转换交迭区。当然这个交迭区越小，恒压、恒流的转换特性越好。

②调整电路：调整电路是串联线性调节器，由误差放大器控制，使之对输出参数进行线性调整。 ③比较放大器：比较放大器相对于调整级来说，其馈电方式为全悬浮式。该电路的优点是调整范围大，精度高，电路简单，可靠性高，不怕过载或短路。

④基准源：由2DW7C 类的零温度系数基准电压二极管构成，具有电路简单可靠、精度稳定度高的特点。 ⑤指示电路：由两块高灵敏度磁电式仪表组成，可由面板上的琴键开关控制，对输出电压或电流进行指示。其指示精度为2.5级。

⑥串联主－从跟踪工作原理：当恒压工作的输出电流达到恒流点设定值时，恒流比较放大器对调整管起控

处于优先级，电路工作模式向恒流转换。 ●三路直流电源面板和使用方法 三路直流电源面板如图11所示。 面板控制功能说明 ① 电压表：指示输出电压

② 电流表：指示输出电流

③ 电压调节：调整恒压输出值

④ 电流调节：调整恒流输出值

⑤ 跟踪/独立工作：串联跟踪/非跟踪

工作按键 ⑥ 接地端：机壳接地接线柱

使用方法：

① 左边的旋钮和上方的按键为左路仪表指示功能选择。按下时，指示该路输出电流，否则指

示该路的输出电压。右边的旋钮和下方按键同。

②中间按键是跟踪/独立选择开关，按下此键后，再在左路输出

负端至右路输出正端之间加一短路线，开启电源开关后，整机即工

作在主－从跟踪状态。

③输出电压的调节在输出端开路时调节，输出电流的调节则在

输出端短路时进行。

3．电表

电表的种类很多，按其测量机构的工作原理不同可分为磁电式、

电磁式、电动式、热电式、感应式等。每种类型的电表的特性不同，

用途不同，物理实验中常用的电表多数为磁电式。这种电表具有较

高的灵敏度和准确度，功耗小，刻度均匀，读数方便，一般用于直流测量。如果用于交流测量，需另加整流装置。

磁电式电表的测量机构为磁电式电流计，如图12所示。其基本结构由永久磁铁：极掌、圆柱形铁心、线圈、指针、游丝、半轴、调零螺杆、平衡锤等组成。永久磁铁的两极上联有带圆筒孔腔的极

掌，极掌间装有圆柱形软铁心，铁心的作用是增强极掌与铁心间的

空隙的磁场，并使磁场均匀地沿径向分布。极掌与铁芯间装有长方形线圈，线圈长轴方向上装有转轴，轴图12 磁电式电流计1-永久磁铁 2-极掌 3-圆柱形铁心4-线圈 5-指针 6-游丝 7-半轴 8-调零螺杆 9-平衡锤

图11三路直流电源

1-电压表 2-电流表 3电压调节 4-电流调节 5-跟踪/独立工作 6-接地端

尖被支承在轴承上，使线圈中通电后可自由转动。轴上固定有一根轻质指针，指针指向刻度盘，供读数使用，线圈上固定有游丝。

磁电式电流计的工作原理如下：通电线圈在极掌与铁心间的磁场中受到磁力矩的作用发生偏转，由于磁场强度、线圈面积和匝数一定，偏转角度与通电线圈的电流强度成正比，偏转至磁力矩与游丝弹性恢复力矩平衡时，指针停留在某一确定位置，由刻度盘的刻度读出相应数值。

磁电式电流计所能允许通过的电流较小，它可直接用于检验电路中有无电流流过，这种用法的电流计称为灵敏电流计。对于较小的电流，也可以直接进行测量。对于大电流、电压的测量，必须采用分流、分压方法将其组装成不同的电流表、电压表，其基本测量原理相同。

（1）直流电表

实验室常用的直流电表（电压表和电流表）是表头经过串、并联电阻改装并校准过的基本电路测量仪器（详见电表的改装实验）。

直流电表的主要规格是指量程、准确度等级和内阻。量程指电表可测的最大电流或电压值。电表内阻，一般在仪表说明书上已给出，或由实验室测出。设计线路和使用电表时必须了解电表的规格。

电表的误差是其主要技术特性，可分为基本误差和附加误差两部分。电表的基本误差是由其内部特性和质量方面的缺陷等引起的。电表的基本误差γ用它的绝对误差ΔA 和量程A m 之比来表示，即： %100×=m

A A

量程Δ绝对误差基本误差γ 国家标准规定，如果电表的准确度等级指数为K ，在一定条件下，基本误差极限不大于±K %。电表的附加误差在普通物理实验中考虑起来比较困难。

本实验室约定：在教学实验中，一般只考虑基本误差的影响，可按下式简化误差的计算： |ΔA |≤A m ×K %=ΔA

国家标准规定：电表一般分7个准确度等级，即0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0共7个级别。电表出厂时一般已将级别标在表盘上。

读取电表示值时，可能产生一定的读数误差。要尽量减小读数误差这一附加误差，就要准确读数。眼睛要正对指针。1.0级以上的电表都配有镜面，读数时要使眼睛、指针及指针的像三者成一直线，以尽量减少由于读数而引起的附加误差。要使估计位的读数误差不大于（1/3-1/5）A Δ。一般读到仪表最小分度的1/4～1/10，这样就可以使读数的有效位数符合电表准确度等级的要求。

被测量A 一定时，为了减小A Δ/A 的值，使用电表时应让指针偏转尽量接近于满量程。此外，使用直流电表时还要注意电表的极性，正端应接在高电位处，负端应接在低电位处；在线路中电流表应串联，电压表则应并联。若接错，将会损坏仪表。

电表表盘上常用一些符号表明电表的技术性能和规格，例如 ∩ 磁电式 — 直流 ☆ 绝缘试验电压500V 冂 水平放置 ∽ 交直流两用 Ⅱ Ⅱ级防外磁场 ⊥ 竖立放置 0.5 准确度等级 Ω/V 内阻表示法

数字式仪表的量程、准确度、输入电阻等都在仪器说明书或有关实验说明中写出。使用前应先阅读这些材料。

（2）数字式电表

数字式电表由于具有内阻大（大约在MΩ数量级）、精度高（一般均在三位半以上）和自动过载保护电路等优点，现正逐步具有取代指针式电表的趋势而被广泛应用于各种电路测量场合。它的使用方式基本上等同于指针式电表的使用方式，具体技术指标见使用说明书。

4．电阻器 在实验中，常使用电阻器来调节电路中的电压和电流，或组成特定电路，实验室常用的电阻器是滑线变阻器和直流电阻箱。

（1）滑线变阻器

滑线变阻器的外形和结构如图13。把电阻丝（如镍铬丝）绕在瓷筒上，然后将电阻丝两端和接线柱A 、B 相联，因此A 、B 之间的电阻即为总电阻。在瓷筒上方的滑动接头C 可在粗铜

棒上移动，它的下端在移动时始终和瓷筒上的电阻丝接触。铜

棒的一端（或两端）装有接线柱C ′和C ′′，它们与C 等电位，可代替接头C 以利于联线。改变滑动接头C 的位置，就可以改变AC 之间和BC 之间的电阻。

不同规格的滑线变阻器，其总电阻（A 、B 间的电阻）不同，额定电流（即允许通过的最大电流）亦不图13 滑线电阻器

同，使用时应注意。此外使用变阻器时，还应考虑其阻值与负载电阻的配比问题。

滑线变阻器在电路中有两种不同用法，其接线方法也不同。

①限流：用滑线变阻器调节电路中的电

流的接法如图14（a），当滑动接触器C 沿金属棒向A 或B 端滑动时，AC 间电阻变化，达

到调节电路中电流大小的目的。 ②分压：用滑线变阻器调节电路中某部分电路的电压时的接法如图14（b），当滑动接触器C 向A 或B 端滑动时，AC 间的电压相

应发生变化。 （2）直流电阻箱

电阻箱是由若干个准确的固定电阻元件，按照一定的组合方式接在特殊的变换开

关装置上构成的。利用电阻箱可以在电路中

准确调节电阻值。准确度级别高的电阻箱还可作任意值的电阻标准量具。图27-15是一种电阻箱的内部电路和面板示意图。在电阻箱面板上有六个旋钮和四个接线柱，每个旋钮的边级上都标有0，1，2，3…9等数字，靠旋钮边缘的面板上刻有标志，并有×0.1，×1，…×10000等字样，称为倍率。当某个旋钮上的数字旋钮对准倍率处所示的△时, 用倍率乘上旋钮上的数字, 即为所对应的电阻。如图中电阻箱面板上每个旋钮所对应的电阻分别为3×0.1、4×1、5×10、6×100、7×1000、8×10000,总电阻为3×0.1+4×1+5×10+6×100+7×1000+8×10000=87654.3Ω。四个接线柱上标有0、0.9Ω、9.9Ω、99999.9Ω等字样，表示0与0.9Ω两接线柱的阻值调整范围为0～9×0.1Ω；0与9.9Ω两接线柱的阻值调整范围为0～9×（0.1+1）Ω；0与9999.9Ω两接线柱的阻值调整范围为0～9×（0.1+1+10+100+1000+10000）Ω。在使用时，如只需要0.1～0.9Ω或9.9Ω的阻值变化，则将导线接到“0”和“0.9”Ω或“9.9”Ω接线柱上。这种接法可以避免电阻箱其余部分的接触电阻和导线电阻对低阻值带来了不可忽略的误差。电阻箱各挡允许通过的电流是不同的。如ZX21型电阻箱各挡允许通过的电流为表4所示。

表4 ZX21型电阻箱各挡允许通过的电流

旋钮倍数 ×0.1 ×1 ×10 ×100 ×1000 ×10000

允许负载 电流（A）

1.5 0.5

0.15 0.05 0.015 0.005

5．电磁学仪器使用

注意事项

（1）电磁学实

验仪器使用前应大

致了解仪器基本构

造、工作原理、技

术特性、使用条件

和注意事项等，做

到心中有数。

（2）根据测量

要求选择精度等级

适合的仪器。过高

选择时造成仪器低效能使用，过低选

择时又达不到测量

要求。

（3）合理使用仪器量程。一般情况下，被测值应达到仪器量程的三分之二以上，但不能超量程使用。

（4）接线时应断开电源开关、仪器开关和电路内部开关，经检查确认无误后再从电源端闭合开关。

（5）接通电源后要作瞬态试验，根据仪器仪表指示判断有无异常情况，若有异常应立即断电进行检查。

（6）使用完毕应依次切断电路内部开关、仪器开关及电源开关，然后再拆去线路，严防电源、仪器图14滑线变阻器的接线方法 L (a)

(b)

() a 内部电路图() b 面板图图15 电阻箱

出现短路。

6．电磁学实验接线规则

电磁测量是现代生产和科研中应用很广的一种实验方法和技术。除了测量电磁量外，许多非电量亦可变为电学量来进行测量。这里将介绍常用的电磁学测量仪器的布置、连接和安全操作规则。

要获得正确的测量结果，实验仪器的布置和线路的正确连接是非常重要的。仪器布置不当，容易造成接线混乱，不便于检查线路，也不便于操作，甚至会造成事故。因此需要学习仪器布置、接线和安全操作的技能。

接线时，首先必须了解线路图中每个符号代表的意思，弄清楚各个仪器的作用，然后按照“走线合理，操作方便，易于观察，实验安全”的原则布置仪器。因此仪器不一定按照电路中的位置排列，一般将经常要调整或者要读数的仪器放在近处，当使用几种电源时，高压电源要远离人身。

其次，要注意从电源正极开始按回路接线。当线路复杂时，可将电路分成几个回路，而后对逐个回路一一连接。接线时应充分利用电路中的等电位点，避免在一个接线柱上集中过多的导线接线片（最好不超过三个）。

第三，在实验中还必须遵守“先接线路，后接电源；先断电源，后拆线路”的操作原则。按电路图接好线路后，先自行仔细检查，再请教师复查，经教师认可后，才能接通电源。接电源时，必须全面观察线路上的所有仪器，如发现有不正常现象（如指针超出电表的量限、指针反转、焦臭等），应立即切断电源，重新检查，分析原因。若电路正常，可用较小的电压或电流先观察实验现象，然后才开始测读数据。为便于记忆，这一操作规程可概括为“手合电源，眼观全局，先看现象，再读数据”。

测得实验数据后，应当用理论知识来判断数据是否合理，有无遗漏，是否达到了预期目的。在确认无疑又经教师复核后，方可拆除线路，并整理好仪器用具。

实验测绘小灯泡的伏安特性曲线

实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线 [学习目标] 1.理解电流表的内接法和外接法，并会进行正确选择.2.理解滑动变阻器的两种接法，能进行正确地应用.3.学会描绘小灯泡的伏安特性曲线并掌握分析图线的方法. 一、电流表的内接法和外接法的比较 1.两种接法的比较 2. (1)直接比较法：当R x R A时，采用内接法，当R x R V时，采用外接法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”. (2)公式计算法 当R x＞R A R V时，用电流表内接法， 当R x＜R A R V时，用电流表外接法， 当R x＝R A R V时，两种接法效果相同. (3)试触法： 图1 如图1，把电压表的可动接线端分别试接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法. 二、滑动变阻器两种接法的比较

1.实验原理 用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值，在I －U坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连起来，即得小灯泡的伏安特性曲线，电路图如图2所示. 图2 2.实验器材 学生电源(4～6 V直流)或电池组、小灯泡(“4 V0.7 A”或“3.8 V0.3 A”)、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干、铅笔、坐标纸. 3.实验步骤 (1)根据小灯泡上所标的额定值，确定电流表、电压表的量程，按图3所示的电路图连接好实物图.(注意开关应断开，滑动变阻器与小灯泡并联部分电阻为零) (2)闭合开关S，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压U和电流I. (3)用同样的方法测量并记录几组U和I，填入下表. (4) 4.数据处理 (1)在坐标纸上以U为横轴、I为纵轴建立直角坐标系. (2)在坐标纸中描出各组数据所对应的点. (3)将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线. 5.实验结果与数据分析 (1)结果：描绘出的小灯泡灯丝的伏安特性曲线不是直线，而是向横轴弯曲的曲线. (2)分析：灯泡灯丝的电阻随温度变化而变化.曲线向横轴弯曲，即斜率变小，电阻变大，说明小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大.

《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）

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 =352.8Ω 2. 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。 % 6.17% 7.10.30034.2951.14917.19932.6162 12132 12321的相对误差为 的相对误差为与实验值比较e e e e R E R R R R R R V R R ER E V E R R R Ω =++ ==+= =Ω=Ω=Ω= 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。

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、熟悉万用表的使用方法。 2、加深理解线性电阻的伏安特性与电流、电压的参考方向。 3、加深理解非线性电阻元件的伏安特性。 4、加深对理想电源、实际电源伏安特性的理解。 二、实验设备和器材 直流可调稳压电源0～30 V 万用表MF-500型 电位器 1 kΩ 电阻器100Ω，510Ω，1000Ω 二极管IN4007 三、实验原理与说明 1、线性电阻是双向元件，其端电压u与其中的电流i成正比，即u = Ri，其伏安特性是u—i 平面内通过坐标原点的一条直线，直线斜率为R，如实验图1-1所示。 2、非线性电阻如二极管是单向元件，其u、i的关系为 )1 (- =u S e I iα，其伏安特性是u—i 平面内过坐标原点的一条曲线，如实验图1-2所示。 3、理想电压源的输出电压是不变的，其伏安特性是平行于电流轴的直线，与流过它的电流无关，流过它的电流由电源电压U s与外电路共同决定，其伏安特性为平行于电流轴的一条直线，如实验图1-3所示。。 4、实际电压源为理想电压源U s与内阻R s的串联组合。其端口电压与端口电流的关系为：U = U s -R s I,伏安特性为斜率是R s的一条直线，如实验图1-4所示。

四、实验内容及步骤 1、学习万用表的使用 用万用表测量线性电阻、直流电流和直流电压，测量电路如实验图1-5所示。 （1）用直接法测电阻R1 = 100Ω，R2= 510Ω，R3= 1000Ω。 （2）按实验图1-5接好电路，用万用表测量电压U s、U1、U2,电流I、I1、I2。 （3）用间接法求电阻R1、R2、R3、R（总）。 （4）自制表格填入相关数据。 2、测量线性电阻的伏安特性 （1）按实验图1-6接线，检查无误后，接通电源。 （2）调节直流电源的输出电压，使U分别为实验表1-1所列数据，测量相应的I值填入表中。 （3）画出线性电阻的伏安特性曲线。 实验表1-1 3、测量非线性电阻元件的伏安特性 （1）按实验图1-7接好电路，检测无误后接通电源。

三极管伏安特性测量实验报告

三极管伏安特性测量实验报告

实验报告 课程名称：__电路与模拟电子技术实验_______指导老师：_____干于_______成绩：__________________ 实验名称：_______三极管伏安特性测量______实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1． 深入理解三极管直流偏置电路的结构和工作原理 2． 深入理解和掌握三极管输入、输出伏安特性 二、实验原理 三极管的伏安特性曲线可全面反映各电极的电压和电流之间的关系，这些特性曲线实际上就是ＰＮ结性能的外部表现。从使用的角度来看，可把三极管当做一个非线性电阻来研究它的伏安特性，而不必涉及它的内部结构。其中最常用的是输入输出特性。 １）输入特性曲线 输入特性曲线是指在输入回路中，Ｕce 为不同常数 专业：___ _________ 姓名：___

值时的Ｉb～Ｕbe曲线。分两种情形来讨论。 （１）从图（ａ）来看，Ｕce＝０，即ｃ、ｅ间短路。 此时Ｉb与Ｕbe间的关系就是两个正向二极管并 联的伏安特性。每改变一次Ｕbe，就可读到一组 数据（Ｕbe，Ｉb），用所得数据在坐标纸上作图， 就得到图（ｂ）中Ｕce＝０时的输入特性曲线。 ２）输出特性曲线 输出特性曲线是指在Ｉb为不同常量时输出回路中的Ｉc～Ｕce曲线。测试时，先固定一个Ｉb，改变Ｕce，测得相应的Ｉc值，从而可在Ｉc～Ｕce直角坐标系中画出一条曲线。Ｉb取不同常量值时，即可测得一系列Ｉc～Ｕce曲线，形成曲线族，如图所示。 三、实验仪器 三极管，HY3003D-3型可调式直流稳压电源，万用表、

伏安特性曲线实验报告

《描绘小灯泡的伏安特性曲线》的实验报告 一、实验目的 描绘小灯泡的伏安特性曲线，并对其变化规律进行分析。 二、实验原理 1。金属导体的电阻率随温度的升高而增大，导致金属导体的电阻随温度的升高而增大。以电流I为纵坐标，以电压U为横坐标，描绘出小灯泡的伏安特性曲线I—U图像。 2。小灯泡电阻极小，所以电流表应采用外接法连入电路；电压应从0开始变化，所以滑动变阻器采用分压式接法，并且应将滑动变阻器阻值调到最大。 三、实验器材 小灯泡一盏，电源一个，滑动变阻器一个，电压表、电流表各一台，开关一个，导线若干，直尺一把。 四、实验电路 五、实验步骤 1。按照电路图连接电路，并将滑动变阻器的滑片P移至A端，如图： 2。闭合开关S，将滑片P逐渐向B端移动，观察电流表和电压表的示数，并且注意电压表示数不能超过小灯泡额定电压，取8组，记录数据，整理分析。 3。拆除电路，整理桌面，将器材整齐地放回原位。以电流I为纵坐标，以电压U为横坐标，描绘出小灯泡的伏安特性曲线I—U图像。

六、实验结论 1。小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线 2。曲线原因的分析：根据欧姆定理，R U应该是一条直线，但是那仅仅是理想IU来说，RI电阻，R是恒定不变的但是在现实的试验中，电阻R是会受到温度的影响的，此时随着电阻本身通过电流，温度就会增加，R自然上升，对于R代表图线中的斜率，当R不变时，图像是直线，当变化时，自然就是曲线。 七、误差分析 1。测量时未考虑电压表的分流，造成电流I的实际值大于理论值。 2。读数时没有读准确，在估读的时候出现误差。 3。描绘图像时没有描绘准确造成误差。

描绘小灯泡的伏安特性曲线 《测量小灯泡伏安特性曲线》实验课题任务是：电学知识告诉我们当电压一定时电流I与电阻R成反比，但小灯炮的电阻会随温度的改变而变化，小灯泡（6。3V、0。15A）在一定电流范围内其电压 与电流的关系为UKIn，K和n是与灯泡有关的系数。 学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《测量小灯泡伏安特性曲线》的整体方案，内容包括：（写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤），然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。 设计要求 ⑴通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方 法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。 ⑵选择实验的测量仪器，设计出测量小灯泡伏安曲线的电路和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶验证公式UKIn； ⑷求系数K和n；（建议用最小二乘法处理数据）

模拟电路实验报告,实验三 二极管的伏安特性

电子实验报告 实验名称二极管的伏安特性日期2014/3/30 一、实验目的 1、了解二极管的相关特性 2、学会在面包板上搭接测量电路。 3、学会正确使用示波器测量二极管的输入输出波形 4、学习使用excel画出二极管的伏安特性曲线 5、学会正确使用函数信号发生器、数字交流毫伏表。 6、学习使用 Multisim 电子电路仿真软件。 二．实验仪器设备 示波器、函数发生器、面包板、二极管、电阻、万用表，实验箱等。 三、实验内容 1、准备一个测量二极管伏安特性的电路。 2、在面包板上搭接二极管伏安特性的测量电路，给电路加入可调的正向和反向的输入电压，分别测量不同电压下流经二极管的电流，记录数据，用excel 画出二极管的伏安特性曲线。 正向输入测量8组数据，反向测量6组。 3、给二极管的测量电路加入正弦波，用示波器分别测量二极管的输入输出波形，解释输出波形的特征。 4,利用二极管和电阻画出或门和与门，并连接电路，测量检验。 四、实验原理

示波器工作原理是利用显示在示波器上的波形幅度的相对大小来反映加在示波器Y偏转极板上的电压最大值的相对大小， 二极管是最常用的电子元件之一，它最大的特性就是单向导电，也就是电流 只可以从二极管的一个方向流过 电路图： 其伏安特性图为： 电路图为： 动态电路： 正向，二极管两端：

电阻两端： 反向：二极管两端

电阻两端 2）与门，或门可以通过二极管和电阻来实现。

五、实验数据 上述实验图分别对应的波形图及实验数据如下： 正向，二极管两端： 信号类型Vpp:V Vmax:V Vmin:V T:ms 输入信号 5.1 2.43 -2.71 1.9986 输出信号 3.4 0.7 -2.67 1.9997 电阻两端：

三极管伏安特性测量实验报告

实验报告 课程名称：__电路与模拟电子技术实验 _______指导老师：_____干于_______成绩：__________________ 实验名称：_______三极管伏安特性测量______实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1． 深入理解三极管直流偏置电路的结构和工作原理 2． 深入理解和掌握三极管输入、输出伏安特性 二、实验原理 三极管的伏安特性曲线可全面反映各电极的电压和电流之间的关系，这些特性曲线实际上就是ＰＮ结性能的外部表现。从使用的角度来看，可把三极管当做一个非线性电阻来研究它的伏安特性，而不必涉及它的内部结构。其中最常用的是输入输出特性。 １）输入特性曲线 输入特性曲线是指在输入回路中，Ｕce 为不同常数值时的Ｉb ～Ｕbe 曲线。分两种情形来讨论。 （１） 从图（ａ）来看，Ｕce ＝０，即ｃ、ｅ间短路。此时Ｉb 与Ｕbe 间的关系就是两个正向二极 管并联的伏安特性。每改变一次Ｕbe ，就可读到一组数据（Ｕbe ，Ｉb ），用所得数据在坐标纸上作图，就得到图（ｂ）中Ｕce ＝０时的输入特性曲线。 ２）输出特性曲线 输出特性曲线是指在Ｉb 为不同常量时输出回路中的Ｉc ～Ｕce 曲线。测试时，先固定一个Ｉb ，改变Ｕce ，测得相应的Ｉc 值，从而可在Ｉc ～Ｕce 直角坐标系中画出一条曲线。Ｉb 取不同常量值时，即可测得一系列Ｉc ～Ｕce 曲线，形成曲线族，如图所示。 专业：___ _________ 姓名：___ _________ 学号： ______ 日期：_____ ______ 地点：_____ ___

实验一 电路元件伏安特性的测试

实验一电路元件伏安特性的测试 一、实验目的 1.学会识别常用电路元件的方法 2.掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测试方法 3.熟悉实验台上直流电工仪表和设备的使用方法 二、原理说明 电路元件的特性一般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，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。电阻元件是电路中最常见的元件，有线性电阻和非线性电阻之分。实际电路中很少是仅由电源和线性电阻构成的“电平移动”电路，而非线性器件却常常有着广泛的使用，例如非线性元件二极管具有单向导电性，可以把交流信号变换成直流量，在电路中起着整流作用。 万用表的欧姆档只能在某一特定的U和I下测出对应的电阻值，因而不能测出非线性电阻的伏安特性。一般是用含源电路“在线”状态下测量元件的端电压和对应的电流值，进而由公式R＝U/I求测电阻值。 1.线性电阻器的伏安特性符合欧姆定律U＝RI，其阻值不随电压或电流值的变化而变化，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，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。 图1-1 元件的伏安特性 2.白炽灯可以视为一种电阻元件，其灯丝电阻随着温度的升高而增大。一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可以相差几倍至十几倍。通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，即对一组变化的电压值和对应的电流值，所得U/I不是一个常数，所以它的伏安特性是非线性的，如图1-1(b)所示。 3.半导体二极管也是一种非线性电阻元件，其伏安特性如图1-1(c)所示。二极管的电阻值随电压或电流的大小、方向的改变而改变。它的正向压降很小（一般锗管约为0.2～0.3V，硅管约为0.5～0.7V），正向电流随正向压降的升高而急剧上升，而反向电压从零一直增加到十几至几十伏时，其反向电

小灯泡伏安特性曲线实验报告范文

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小灯泡伏安特性曲线实验报告范文 前言语料：温馨提醒，报告一般是指适用于下级向上级机关汇报工作，反映情况，答复上级机关的询问。按性质的不同，报告可划分为：综合报告和专题报告；按行文的直接目的不同，可将报告划分为：呈报性报告和呈转性报告。体会指的是接触一件事、一篇文章、或者其他什么东西之后，对你接触的事物产生的一些内心的想法和自己的理解 本文内容如下：【下载该文档后使用Word打开】 篇一：《描绘小灯泡的伏安特性曲线》的实验报告 一、实验目的 描绘小灯泡的伏安特性曲线，并对其变化规律进行分析。 二、实验原理 1。金属导体的电阻率随温度的升高而增大，导致金属导体的电阻随温度的升高而增大。以电流I为纵坐标，以电压U为横坐标，描绘出小灯泡的伏安特性曲线I―U图像。 2。小灯泡电阻极小，所以电流表应采用外接法连入电路；电压应从0开始变化，所以滑动变阻器采用分压式接法，并且应将滑动变阻器阻值调到最大。 三、实验器材 小灯泡一盏，电源一个，滑动变阻器一个，电压表、电流表

各一台，开关一个，导线若干，直尺一把。 四、实验电路 五、实验步骤 1。按照电路图连接电路，并将滑动变阻器的滑片P移至A 端，如图： 2。闭合开关S，将滑片P逐渐向B端移动，观察电流表和电压表的示数，并且注意电压表示数不能超过小灯泡额定电压，取8组，记录数据，整理分析。3。拆除电路，整理桌面，将器材整齐地放回原位。 以电流I为纵坐标，以电压U为横坐标，描绘出小灯泡的伏安特性曲线I―U图像。 八、实验结论 1。小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线 2。曲线原因的分析：根据欧姆定理，RU应该是一条直线，但是那仅仅是理想IU来说，RI电阻，R是恒定不变的但是在现实的试验中，电阻R是会受到温度的影响的，此时随着电阻本身通过电流，温度就会增加，R自然上升，对于R 代表图线中的斜率，当R不变时，图像是直线，当变化时，自然就是曲线。九、误差分析 1。测量时未考虑电压表的分流，造成电流I的实际值大于理论值。2。读数时没有读准确，在估读的时候出现误差。3。描绘图像时没有描绘准确造成误差。 篇二：描绘小灯泡的伏安特性曲线

电路实验四实验报告_二极管伏安特性曲线测量

电路实验四实验报告 实验题目：二极管伏安特性曲线测量 实验内容： 1.先搭接一个调压电路，实现电压1-5V连续可调； 2.在面包板上搭接一个测量二极管伏安特性曲线的电路； 3.测量二极管正向和反向的伏安特性，将所测的电流和电压列表记录好； 4.给二极管测试电路的输入端加Vp-p=3V、f=100Hz的正弦波，用示波器观察该电路的输 入输出波形； 5.用excel或matlab画二极管的伏安特性曲线。 实验环境： 数字万用表、学生实验箱（直流稳压电源）、电位器、整流二极管、色环电阻、示波器DS1052E，函数发生器EE1641D、面包板。 实验原理： 对二极管施加正向偏置电压时，则二极管中就有正向电流通过（多数载流子导电），随着正向偏置电压的增加，开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时，电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。 为了测量二极管的伏安特性曲线，我们用直流电源和电位器搭接一个调压电路，实现电压1-5V连续可调。调节电位器的阻值，可使二极管两端的电压变化，用万用表测出若干组二极管的电压和电流值，最后绘制出伏安特性曲线。电路图如下所示： 用函数发生器EE1641D给二极管施加Vp-p=3V、f=100Hz的交流电源，再用示波器观察二极管的输入信号波形和输出信号波形。电路图如下：

实验记录及结果分析： 得到二极管的伏安特性曲线如下： 结论：符合二极管的特性，即开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时，电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。 2. 示波器显示二极管的输入输出波形如下图（通道1为输入波形，通道2为输出波形）：

电路元件伏安特性的测绘实验报告

广东第二师范学院学生实验报告 院（系）名称班 别 姓名 专业名称学号 实验课程名称电路与电子线路实验 实验项目名称电路元件伏安特性的测绘 实验时间实验地点 实验成绩指导老师签名 一、实验目的： (1)学会识别常用电路元件的方法； (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)掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。 二、实验仪器： (1)电路实验箱一台 (2)万用表一块，2AP9二极管一个，2CW51稳压管一个，不同阻值线性电阻器若干。 三、实验内容及步骤： 1．测定线性电阻器的伏安特性 按图3-3接线，调节稳压电源的输出电压U，从0V开始缓慢地增加，一直到10V，在表3-1记下相应的电压表和电流表的读数U R和I。 表3-1 测定线性电阻的伏安特性 U R/V012345678910 I/mA0 2．测定半导体二极管的伏安特性 按图3-4接线，R为限流电阻器。测二极管的正向特性时，其正向电流不得超过25mA，二极管D的正向压降U D+可在0～之间取值。在～之间应多取几个测量点。做反向特性实验的时候，只需将图1-3中的二极管D反接，且其反向电压可加到30V左右。 表3-2 测定二极管的正向特性 U D+/V0 I/mA00 图3-4 二极管伏安特性测试 图3-3 线性电阻伏安特性测

表3-3 测定二极管的反向特性 U D-/V0-5-10-15-20-25-30 I/mA000 3．测定稳压二极管的伏安特性 (1)正向特性实验? 将图3-4中的二极管1N4007换成稳压二极管2CW51，重复实验内容2中的正向测量。UD+为正向施压，数据记入表3-4。 表3-4 测定稳压管的正向特性 U Z-/V0 I/mA00000 (2)反向特性实验 将稳压二极管2CW51反接，重复实验内容2中的反向测量。UD+为反向施压，数据记入表3-5。 表3-5 测定稳压管的反向特性 U/V012345810121820 U Z-/V0 I/mA0-42 四、实验结果： 电阻器的伏安特性曲线 半导体二极管的正向伏安特性曲线

非线性电阻伏安特性曲线实验

线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线 【教学目的】 1、测绘电阻的伏安特性曲线，学会用图线表示实验结果。 2、了解晶体二极管的单向导电特性。 【教学重点】 1、测绘电阻的伏安特性曲线； 2、了解二极管的单向导电特性。 【教学难点】 非线性电阻的导电性质。 【课程讲授】 提问：1.如何测绘伏安特性曲线？ 2.二极管导电有何特点？ 一、实验原理 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?表示)；n区的电子减少，出现了一层带正电的粒子区(以⊕表示)。 结果在p型与n型半导体交界面的两侧附近，形成了带正、负电的薄层，称为p-n结。这个带电薄层内的正、负电荷产生了一个电场，其方向恰好与载流子(电子、空穴)扩散运动的方向相反，使载流子的扩散受到内电场的阻力作用，所以这个带电薄层又称为阻挡层。当扩散作用与内电场作用相等时，p区的空穴和n区的电子不再减少，阻挡层也不再增加，达到动态平衡，这时二极管中没有电流。 如图3(b)所示，当p-n结加上正向电压(p区接正，n区接负)时，外电场与内电场方向相反，因而削弱了内电场，使阻挡层变薄。这样，载流子就能顺利地通过p-n结，形成比较大的电流。所以，p-n结在正向导电时电阻很小。 如图3(c)所示，当p-n结加上反向电压(p区接负，n区接正)时，外加电场与内场方向相同，因而加强了内电场的作用，使阻挡层变厚。这样，只有极少数载流子能够通过p-n 结，形成很小的反向电流。所以p-n结的反向电阻很大。 晶体二极管的正、反向特性曲线如图12-4所示。从图上看出，电流和电压不是线性关系，各点的电阻都不相同。凡具有这种性质的电阻，就称为非线性电阻。 图4晶体二极管的伏安特性图5测电阻伏安特性的电路 二、实验仪器 直流稳压电源，万用表（2台），电阻，白炽灯泡，灯座，短接桥和连接导线，实验用 九孔插件方板。

伏安特性曲线的测量实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除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

描绘小灯泡伏安特性曲线实验报告单

描绘小灯泡的伏安特性曲线 班别： 姓名： 一、实验目的： 通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律 二、实验原理： 金属物质的电阻率随温度升高而增大，从而使得一段金属导体的电阻随温度变化发生相应的变化。对一只灯泡来说，不正常发光和正常发光时灯丝的电阻值可以相差几倍到几十倍。它的伏安特性曲线并不是一条直线，即灯丝的电阻是非线性的。本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内，其阻值变化，从而了解它的导电特性。 三、实验器材 小灯泡、电压表、电流表、4V ～6V 学生电源、滑动变阻 器、导线若干、电健等 四、实验电路图； 1、线路原理图 1．用________测出流过小灯泡的电流，用________测出小灯泡两端的电压，测出多组(U ，I)值，在U －I 坐标系中描出各对应点，用________的曲线将这些点连接起来． 2．电路的选择：本实验用伏安法测量在不同电压下灯丝的 电流和电压，描绘出伏安特性曲线．由于使用的小灯泡是“3.8 V ，0.3 A ”的，正常发光时灯丝电阻约为13 Ω，阻值较小，因此应该用电流表________电路；由于要测小灯泡在不同电压下的电流、电压，电压取值范围要尽量大，因此滑动变阻器应该用________接法电路． 2、实物接线图 （1）先连好电源、电键、滑动变阻器所组成的串联电路（滑动变阻接下面两个接线柱） （2）将小灯泡、电流表串联好，再接到滑动变阻器的两个接线柱上（一上一下） （3）最后将伏特表并接在小灯泡的两端。 （4）注意滑动变阻器的滑动触头实验初应在使小灯泡短路的位置。 （5）注意安培表、伏特表的量程和正负接线柱（若选用的是标有“3.8V 0.3A ”的小灯泡，电流表应选用0-0.6A 量程；电压表应选用0-3V 量程。 五、实验步骤： 1．按图连接好电路。 2．检查无误后，将滑片调节至最左边附近、闭合电键，读出一组U 、I 值，记录于表格。 3．再调节滑线变阻器的滑片到不同位置，读出十二组不同的U 、I 值，记录于表格。

伏安特性实验报告

伏安特性实验报告 篇一：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。 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

电路元件特性曲线的伏安测量法 实验报告

课程名称：电路与模拟电子技术实验指导老师：张冶沁成绩：__________________实验名称：电路元件特性曲线的伏安测量法实验类型：电路实验同组学生姓名：__________一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1.熟悉电路元件的特性曲线； 2.学习非线性电阻元件特性曲线的伏安测量方法； 3掌握伏安测量法中测量样点的选择和绘制曲线的方法； 4.学习非线性电阻元件特性曲线的示波器观测方法。 二、实验内容和原理 1、电阻元件、电容元件、电感元件的特性曲线 在电路原理中，元件特性曲线是指特定平面上定义的一条曲线。例如，白炽灯泡在工作时，灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温度的改变而改变，并且具有一定的惯性；又因为温度的改变与流过灯泡的电流有关，所以它的伏安特性为一条曲线。电流越大、温度越高，对应的灯丝电阻也越大。一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”可相差几倍至十几倍。该曲线的函数关系式称为电阻元件的伏安特性，电阻元件的特性曲线就是在平面上的一条曲线。当曲线变为直线时，与其相对应的元件即为线性电阻器，直线的斜率为该电阻器的电阻值。电容和电感的特性曲线分别为库伏特性和韦安特性，与电阻的伏安特性类似。 线性电阻元件的伏安特性符合欧姆定律，它在u-i 平面上是一条通过原点的直线。该特性曲线各点斜率与元件电压、电流的大小和方向无关，所以线性电阻元件是双向性元件。非线性电阻的伏安特性在u-i平面上是一条曲线。 普通晶体二极管的特点是正向电阻和反向电阻区别很大。正向压降很小正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十几伏至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电性，如果反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性则与普通二极管不同，在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当反向电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外加的反向电压升高而增大。 上述两种二极管的伏安特性均具属于单调型。电压与电流之间是单调函数。二极管的特性参数主要有开启电压V th，导通电压V on，反向电流I R，反向击穿电压V BR以及最大整流电流I F。 2、非线性电阻元件特性曲线的逐点伏安测量法 元件的伏安特性可以用直流电压表、电流表测定，称为逐点伏安测量法。伏安法原理简单，测量方便，但由于仪表内阻会影响测量的结果，因此必须注意仪表的合理接法。 采用伏安法测量二极管特性时，限流电阻以及直流稳压源的变化范围与特性曲线的测量范围是有关系的，要根据实验室设备的具体要求来确定。在综合考虑测量效率和获得良好曲线效果的前提下，测量点的选择十分关键，由于二极管的特性曲线在不同的电压的区间具有不同的性状，因此测量时需要合理采用调电压或调电阻的方式来有效控制测量样点。 3、元件特性曲线的示波器观测法 正弦波信号发生器提供的输出电压，R是被测电阻元件，r为电流取样电阻。示波器置于X—Y 工

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 篇一：电路分析实验报告(电阻元件伏安特性的测量) 电力分析实验报告 实验一电阻元件伏安特性的测量 一、实验目的： （1）学习线性电阻元件和非线性电阻元件伏安特性的测试方式。 （2）学习直流稳压电源、万用表、电压表的使用方法。 二、实验原理及说明 （1）元件的伏安特性。如果把电阻元件的电压取为横坐标，电流取为纵坐标，画出电压与电流的关系曲线，这条曲线称为该电阻元件的伏安特性。 （2）线性电阻元件的伏安特性在u-i平面上是通过坐标原点的直线，与元件电压和电流方向无关，是双向性的元件。元件的电阻值可由下式确定：R=u/i=(mu/mi)tgα,期中mu和mi分别是电压和电流在u-i平 面坐标上的比例。 三、实验原件 Us是接电源端口，R1=120Ω,R2=51Ω,二极管D3为IN5404，电位器Rw 四、实验内容 （1）线性电阻元件的正向特性测量。

（2）反向特性测量。 （3）计算阻值，将结果记入表中 （4）测试非线性电阻元件D3的伏安特性 （5）测试非线性电阻元件的反向特性。 表1-1 线性电阻元件正（反）向特性测量 表1-5二极管IN4007正（反）向特性测量 五、实验心得 （1）每次测量或测量后都要将稳压电源的输出电压跳回到零值 （2）接线时一定要考虑正确使用导线 篇二：电学元件的伏安特性实验报告v1 预习报告 【实验目的】 l.学习使用基本电学仪器及线路连接方法。 2.掌握测量电学元件伏安特性曲线的基本方法及一种消除线路误差的方法。 3.学习根据仪表等级正确记录有效数字及计算仪表误差。准确度等级见书66页。 100mA量程，0.5级电流表最大允许误差?xm?100mA?0.5%?0.5mA，应读到小数点后1位，如42.3(mA) 3V量程，0.5级电压表最大允许误差?Vm?3V?0.5%?0.015V，应读到小数点后2位，如2.36(V) 【仪器用具】 直流稳压电源，电流表，电压表，滑线变阻器，小白炽

非线性元件伏安特性的测量实验报告

非线性元件伏安特性的 测量实验报告 Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022

实验报告 姓名：汤博班级：F0703028 学号：28 实验成绩： 同组姓名：无实验日期：2008-3-4 指导老师：助教19 批阅日期： 非线性元件伏安特性的测量 【实验目的】 1．学习测量非线性元件的伏安特性,针对所给各种非线性元件的特点，选择一定的实验方法，援用配套的实验仪器，测绘出它们的伏安特性曲线。 2. 学习从实验曲线获取有关信息的方法。 【实验原理】 1、非线性元件的阻值用微分电阻表示，定义为 R = dU/dI。 2、如下图所示，为一般二极管伏安特性曲线 3、测量检波和整流二极管，稳压二极管，发光二极管的伏安特性曲线，电路示意图如下

(1)检波和整流二极管 检波二极管和整流二极管都具有单向导电作用，他们的差别在于允许 通过电流的大小和使用频率范围的高低。 (2)稳压二极管 稳压二极管的特点是反向击穿具有可逆性，反向击穿后，稳压二极管 两端的电压保持恒定，这个电压叫稳压二极管的工作电压。 (3)发光二极管 发光二极管当两端的电压小于开启电压时不会发光，也没有电流流 过。电压一旦超过开启电压，电流急剧上升，二极管发光，电流与电压 呈线性关系，直线与电压坐标的交点可以认为是开启电压． 计算光的波长。 使用公式eU=hc λ 【实验数据记录、实验结果计算】 1、检波二极管 正向： 表一测量检波二极管的正向伏安特性数据 编号12345678910 U(V) I(mA) 编号11121314151617181920 U(V) I(mA)

三极管伏安特性测量实验报告

课程名称：__电路与模拟电子技术实验_______指导老师：_____干于_______成绩：__________________ 实验名称：_______三极管伏安特性测量______实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1．深入理解三极管直流偏置电路的结构和工作原理 2．深入理解和掌握三极管输入、输出伏安特性 二、实验原理 三极管的伏安特性曲线可全面反映各电极的电压和电流之间的关系，这些特性曲线实际上就是ＰＮ结性能的外部表现。从使用的角度来看，可把三极管当做一个非线性电阻来研究它的伏安特性，而不必涉及它的内部结构。其中最常用的是输入输出特性。 １）输入特性曲线 输入特性曲线是指在输入回路中，Ｕce为不同常数值时的Ｉb～Ｕbe曲线。分两种情形来讨论。 （１）从图（ａ）来看，Ｕce＝０，即ｃ、ｅ间短路。此时Ｉb与Ｕbe间的关系就是两个正向二极管并联的伏安特性。每改变一次Ｕbe，就可读到一组数据（Ｕbe，Ｉb），用所得数据在坐标 纸上作图，就得到图（ｂ）中Ｕce＝０时的输入特性曲线。 ２）输出特性曲线 输出特性曲线是指在Ｉb为不同常量时输出回路中的Ｉc～Ｕce曲线。测试时，先固定一个Ｉb， 改变Ｕce，测得相应的Ｉc值，从而可在Ｉc～Ｕce直角坐标系中画出一条曲线。Ｉb取不同常量值时，即 可测得一系列Ｉc～Ｕce曲线，形成曲线族，如图所示。

三、实验仪器 三极管，HY3003D-3型可调式直流稳压电源，万用表、电子技术实验箱。 四、实验步骤 1．输入特性的测量 Rb=100KΩ。取Vcc=0以及5V，输入不同的Vbb，测出Vbe以及V Rb，间接测出i b。将所得的数据写入表格并画出图线。 2.输出特性的测量 Vbb=5V，Rc=470Ω。取Rb=100KΩ和400KΩ。输入不同的Vcc，测量Vce和V Rc，间接测量出i c。将所得的数据写入表格并画出图线。 五、数据记录与处理

非线性元件伏安特性的测量实验报告

实验报告 姓名：汤博班级：F0703028 学号：实验成绩： 同组姓名：无实验日期：2008-3-4 指导老师：助教19 批阅日期： 非线性元件伏安特性的测量 【实验目的】 1．学习测量非线性元件的伏安特性,针对所给各种非线性元件的特点，选择一定的实验方法，援用配套的实验仪器，测绘出它们的伏安特性曲线。 2. 学习从实验曲线获取有关信息的方法。 【实验原理】 1、非线性元件的阻值用微分电阻表示，定义为 R = dU/dI。 2、如下图所示，为一般二极管伏安特性曲线 3、测量检波和整流二极管，稳压二极管，发光二极管的伏安特性曲线，电路示意图如下 (1)检波和整流二极管 检波二极管和整流二极管都具有单向导电作用，他们的差别在于允许通过电流的大小和使用频率范围的高低。 (2)稳压二极管 稳压二极管的特点是反向击穿具有可逆性，反向击穿后，稳压二极管两端的电压保持恒定，这个电压叫稳压二极管的工作电压。 (3)发光二极管 发光二极管当两端的电压小于开启电压时不会发光，也没有电流流过。电压一旦

超过开启电压，电流急剧上升，二极管发光，电流与电压呈线性关系，直线与电压坐标的交点可以认为是开启电压． 使用公式eU=hc 计算光的波长。 λ 【实验数据记录、实验结果计算】 1、检波二极管 正向： 图1 检波二极管正向伏安特性曲线及线形拟合直线 Parameter Value Error ------------------------------------------------------------ A B ------------------------------------------------------------ R SD N P ------------------------------------------------------------ 5 < ------------------------------------------------------------ 最后测得： = (V) 检波二极管的开启电压U = ?A B 逆向：