线性电阻伏安特性曲线总结分析
测量电路元件伏安特性 一、实验目的 1.学习测量电阻元件伏安特性的方法； 2.掌握线性电阻和非线性电阻元件伏安特性的逐点测试方法；3.掌握直流稳压电源、直流电压表和直流电流表的使用方法。 二、实验原理 线性电阻元件两端的电压件两端的电压和电流都符合欧姆定律。任何二端电阻元件的特性都可以使用元件上的端电压U与通过元件电流I的函数关系I＝f(U)表示，即用I－U平面上的曲线被称为电阻元件的伏安特性曲线。根据伏安的不同特性，电阻元件分为线性电阻和非线性电阻两类。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所示。直线的斜率仅由电阻元件的电阻值R决定，其电阻值R为常数，与元件两端的电压U和通过元件的电流I无关；非线性电阻元件的伏特性曲线不是坐标原点的直线，电阻值R不是常数，即在不同的电压下。白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等常见的非线性电阻，其伏安特性曲线如图1-1所示。在图1-1中，U>0部分为正特性，U0的部分是反向特征。 (a)线性电阻(b)白炽灯丝 通常采用逐点测试法绘制伏安特性曲线。在不同端电压U的作用下，测量相应的电流I，然后逐步绘制出伏安特曲线I＝f(U)，电阻元件的电阻值可根据伏安特性曲线计算。 三、实验设备及设备 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个6.二极管1个7.稳压二极管1个8.电阻元件2个 四、实验内容 1.按图1-2接线测量线性电阻的伏安特性。调整直流稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓慢增加，在表1-1中写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被12个电阻R取代V，灯泡，重复1步， 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取2000限流电阻Ω，二极管型号为1N4007。测二极 管道的正向电流不得超过35mA，二极管D的正压降UD 可在0~之间取值。特别是在~之间应取几个测量点。测量反向特性时，交换直流稳压电源的输出端正和负连线，调整直流稳压输出电压U，从0伏开始缓慢增加，反向施压UD－可达－30V，表1-3和表1-4分别记录数据。 表1-3测定二极管的正向特性 4.测量稳压二极正向特性 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中的正测量。UZ 为2CW51正压，数据记录在表1-5中。 反向特性实验 图1-3中稳压二极管2CW51反接，测量2CW51反向特性。稳压电源输出电压U从0~20V慢慢增加，测量2CW51二端反向施压UZ－及电流I，由UZ-可见其稳压特性。1-6数据记录表。 五、实验预习 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缓慢增加，应始终注意电压表和电流表，不得超过规定值。 (2)直流稳压电源输出端不得短路。 (3)测量时，随时注意电流表读数，及时更换电流表量程，不要使仪表超量程，注意仪表的正负极性。 2.预习思考题 (1)线性电阻和非线性电阻的伏安特性有什么区别？它们的电阻值与通过的电流有关吗？ 答:线性电阻元件的伏安特性曲线是符合欧姆定律的直线，通过坐标原点，电压与电流的关系。电阻元件的电阻R为常数，与元件两端的电压U和通过元件的电流I无关。 非线性电阻元件的伏安特性曲线不是坐标原点的直线，其电阻R不是常数，即在不同的电压下，电阻值不同。 (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，伏安特性曲线的形状是什么？ 答:电阻器为线性电阻，伏安特性曲线形状见图1-1所示。 白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等是非线性电阻，其伏安特性曲线如图1-1所示。 (3)设置电阻元件的伏安特性函数为I＝f，如何逐步绘制伏安特性曲线？ 答:在平面上绘制xOy以x轴为电压的直角坐标系U，y轴为电流I，计算电流I和电压U的数据，根据数据类型合理绘制伏安特性曲线。 六、实验报告 1.根据实验数据，在方格纸上绘制各电阻的伏安特性曲线。 2.根据线性电阻的伏安特性曲线计算电阻值，并与实际电阻值进行比较。3.必要的误差分析。4.实验总结和经验。 伏安特性曲线非线性电阻 通过一个元件的电流随外加电压的变化关系曲线，称为伏安特性曲线。为了确定其在电路中的作用，可以从伏安特性曲线所遵循的规律中了解。