4 复习线性电阻和非线性电阻的伏安特性

本文格式为Word版，下载可任意编辑——4复习线性电阻和非线性电阻的伏安特性4．复习线性电阻和非线性电阻的伏安特性。

（1）线性电阻元件的伏安特性服从定律，它是一条通过座标原点的。线。非线性电阻元件的伏安特性不服从非线形定律，它是一条通过座标原点的线。

（2）在伏安特性的测试中，只有在电流很小，电阻很小时（只有几个欧姆），将电压表与电阻直接＿＿联，再与电流表联。而测量较大电阻（R=200Ω）的伏安特性时，要将电流表先直接与被测电阻联后，再与电压表联。这是因为。三、实验内容说明

电阻元件的伏安特性是指电阻元件两端电压U与通过该电阻元件的电流I之间的关系曲线。线性电阻元件伏安特性服从欧姆定律，即U/I为常数。不但其阻值不随电压或电流变化而变化，而且与电压或电流的方向无关。因此线性电阻元件的伏安特性是一条通过座标原点的直线。如图6－2－l（a）所示。

非线性电阻元件的伏安特性不服从欧姆定律，即U／I不等于常数，它与电压电流的大小和方向有关。因此非线性电阻元件的伏安特性是一条通过坐标原点的曲线。对电压、电流控制型的非线性电阻元件，如白炽灯和晶体二极管的伏安特性分别如图个6—2—1（b）和图6—2－l（c）所示。（a）（b）（C）图6－2电阻伏安特性曲线

电阻元件的伏安特性，可以通过实验的方法来测定。但是必须注意仪表的合理连接方法，否则测量的误差将比较大。因为电流表与被测负载电阻串联，电流表的内阻起了分压的作用。电压表与被测电阻并联，电压表的内阻起了分流的作用。两者都直接影响测量的结果。所以根据被测电阻的大小，合理连接电压表和电流表，尽可能减少测量误差。

四、实验仪器

1．双路直流稳压电源（0～30V1A）一台

2．直流电压表（45～75mV3～7.5—15～30—75～150～300～600V0.5级）一只3．直流毫安表（0～100～200～500～1000mA0.5级）一只4．直流微安表（0～100～200～500～1000μA0.5级）一只5．滑线电阻器（200Ω1.45A）一只

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OIOIOUUUI6．定值电阻（100Ω20W）一只7.钨丝灯泡（24V2W）一只8.二极管（2AP23J）一只五、实验步骤

1．测定线性电阻R的伏安特性．

（1）按图6－2－2接线，以定值电阻R—200Ω为被测线性电阻元件。先使分压器滑动触头处于无输出电压的位置处（即零位）。

（2）调节直流稳压电源，使输出为15V。

注：稳压源给出的电压要用万用表（或电压表）测量。稳压源面板上电压表头指针指示的电压值仅供参考。

（3）根据电源电压及电阻数值估算电流表、电压表量程。

（4）调分压器滑动触头，使分压器输出电压从零缓慢增加到最大值。观察电流随电压的变化趋势，以便确定测试点之间的距离。

（5）从OV～15V之间取7个测试点进行测量，记下R两端的各个电压值及对应的各个电流值，记入表6－2中。

注：若分压器调不到所需电压时，可轻调直流稳压电源的微调旋钮。但此时要注意各仪表的指针不要超过满刻度。

（6）将电阻反向连接，重复步骤（1）～（5），记下电压和电流值，记人表6－2—1中。注：每次换接电路时必须切断电源，待电路接好后再接通电源。

图6-2-3线形电阻伏安特性测试图

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﹢﹢mA﹣﹢V﹣直流稳压电源Rp﹣白炽灯图6-2-2白炽灯伏安特性测试图直流稳压源﹢Rp﹢V﹣﹣﹢mA﹣AR

B表6－2－1线性电阻伏安特性测定数据表

U（V）正向I（mA）U（V）反向I（mA）2．测定非线性电阻元件——白炽灯的伏安特性。

（1）在图6－2－2中将R换接成白炽灯泡。将电压表接至毫安表之后，直接与白炽灯泡并联。如图6－2－3所示。

（2）调节直流稳压电源，使输出电压为20V（注意不要超过24V）。确定电压表、电流表的量程。（3）调分压器滑动触头，使分压器输出电压从零逐渐缓慢地增加到20V，观察电流随电压的变化趋势，确定测试点之间的距离。

（4）从OV～20V之间取11个测试点，测量并记下对应白炽灯泡两端的电压和电流，记人表6—2－2中。

表6－2－2非线性电阻伏安特性测定数据表

U(V)I(mA)02468101214161820注：反向特性与正向特性是对称的。

3．测定非线性电阻元件——二极管的伏安特性。（1）正向伏安特性的测定

按图6—2－4接线。调直流稳压电源输出电压为1．5V.再调分压器触头，使电压表的读数分别为表6－2－3中所示的各电压数值。使用直流毫安表，测量并记下对应于电压U的各值的电流I，记入表6－2－3中。

（2）反向伏安特性的测定

在图6－2－4中，将二极管反向连接。调节稳压电源的输出电压为25V，接通电源后调分压器，使输出电压分别为表6－2－3中所示的各电压值。使用直流微安表，测量并记下对应于电压U的电流I的值，记人表6－2－3中。

4．记下本次实验中所使用的直流电压表和直流电流表的准确度等级。

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图6-2-4二极管伏安特性测试图μA﹢﹣mA直流稳压电源﹢﹢RpV﹣﹣DA▽BD△表6－2－3二极管伏安特性测试数据表

正向反向U(V)I(mA)U(V)I(mA)000.120.1540.260.2580.3100.4120.6160.8201.024六、实验总结报告

1．根据实验数据表格，作出线性电阻元件R和非线性电阻元件白炽灯泡和晶体二极管的伏安特性曲线，并与图6－2－1（a），（b），(c）进行比较（白炽灯泡的反向特性，根据对称方法可以作出）。

在绘制特性曲线时，要注意坐标比例的合理选择，特别是绘制晶体二极管的特性曲线时，正向与反向特性的横坐标和纵坐标要取不同的比例尺。2．写出本次实验中所遇到的故障及排除的方法。3.回答思考题中的第(2）题。思考题：

(1)根据仪表的准确度及测量的手段和方法，思考一下产生误差的原因有哪些。（2）线性电阻和非线性电阻区别何在?结合实验所绘曲线加以说明。

（3）从白炽灯泡伏安特性曲线的绘制中看出，金属导体的电阻将随温度的变化而变化。白炽灯是一非线性元件。只有当导体本身的温度变化小，材料的温度系数小的情况下，电阻值才能近似看作不变。因此对一些大功率的电热性负载：如白炽灯、电阻炉、碘钨灯等电阻电热器。通电的前后，温度变化很大。热状态电阻值与冷状态电阻值并不相等，热状态电阻值远大于冷状态电阻值数倍。所以大功率电热负载在冷状态时的通电启动电流也大于额定电流数倍，启动过程较长。因此在实际应用中要注意。

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七、实验注意事项

1.微安表只用于测二极管的反向特性。若用于测量其它几种情况时将烧毁微安表。2.接分压器时，不能错接为图6－2－5中的情况，否则将损坏设备。3．注意二极管最大允许电流值及毫安表的量程，实验时不得超过此值。

实验三线性网络定理

一、实验目的

1．加深理解叠加原理和戴维南定理，进一步理解电流、电压的参考方向。2．熟练使用直流电流表和稳压电源。二、预习要求

1．复习叠加原理和戴维南定律。

2．参阅第一篇第二、四章，进一步熟悉直流电表、万用表和稳压电源的使用方法。3．熟悉实验原理、步骤及接线图。4．完成下列境空题。

（1）当支路中电动势，电压或电流的实际方向与电路图中所标的参考方向一致时，其值为＿＿；当实际方向与标定参考