《电路元件伏安特性的测定》实验指导书

试验三 电路元件伏安特性的测定一、试验目的把握线性、非线性电阻的概念，以及抱负、实际电源的概念。学习线性电阻元件和非线性电阻元件伏安特性的测试方法。学习电源外特性的测量方法。把握应用伏安法判定电阻元件类型的方法。学习直流稳压电源、直流电压表、直流电流表等仪器的正确使用。二、试验内容电阻元件伏安特性的测量。测定整流二极管的伏安特性。测定稳压二极管的伏安特性。测定抱负电压源伏安特性。测定实际电压源的伏安特性。三、试验仪器与元件序号名称型号规格数量备注1直流稳压电源0~30V1主板2直流数字电压表0~200V1自配3直流毫安表0~200mA1主板4电阻4电阻51Ω，200Ω1KΩ1N4007假设干567电位器整流二极管稳压二极管111电路根底试验〔四〕或电路根底试验〔六〕自配电路根底试验〔六〕电路根底试验〔六〕测元件的性质。电阻元件线性电阻元件的伏安特性满足欧姆定关联参考方向下可表示为R其中R 为量称为电阻的阻值。其伏安特性曲线是一条过坐标原点的直线，具有双向性。R不是一个常量，其伏安特性曲线是一条过坐标原点的曲线。非线极管都是非线性电阻元件。在被测电阻元件上施加不同极性和幅值的电压，测量出流过该元件中的电流，或在被测电阻元件中通入不同方向或幅值的电流，测量该元件两端的电压，得到被测电阻元件的伏安特性。电压源抱负直流电压源输出固定幅值的电压，输出电流的大小可由外电路打算。因此它的外特曲线是平行于电流轴的直线。实际电压源的电U 和电流I S SSUS

和内电阻R

Sθ，θRS越大。SL电压源与一可调电阻RL

相连，转变负载电阻R

的阻值，测量相应的电压源电流和端电压，L得到被测电压源外特性。L电流源电流源输出固定幅值的电流，其端电压由外电路打算，因此它的外特性曲线是平行电压轴的直线。实际电流源的电流I 和电压U 的关系为I=I-GU。实际电流源在线性工作区可S SS流源的外特性曲线有一个夹角θ，θG值越大。S五、试验留意事项阅读试验中所用仪表的使用介绍，留意量程和功能的选择。留意电压源使用时不能短路。20mA，稳压源输出端切勿碰线短路。表的极性亦不行接错。六、试验内容与步骤电阻元件伏安特性的测量R=200Ω12V调好后关闭电源。按图3.1接线。经检查无误后，接通电源，调整可变电阻器，使电压表示数分别为3.1中所列数值，记录相应的电流值U-I关系曲线图。RLUs 12V1K

mARV200图3.1测试线性电阻元件伏安特性的电路图U〔V〕I〔mA〕

表3.1电阻元件伏安特性测量数据0 2 4 6 8 10非线性电阻元件伏安特性的测量〔1〕测定整流二极管的伏安特性可选的疏一些。LS 3.2接线，U为可调稳压电源，其中DRrD的正向特性时，调整电源输出电压为12V，转变可变电阻RLS 二极管正向电流不得超过25mA，正向压降可在0~0.75V之间取值，特别是在0.5~0.75V之间更应多取几个测试点。作反向特性试验时，只需将3.2 中的二极管D 反接，使R=1K，调LS节可调稳压源输出电压U0V0~30V之间取值。由于二极管是单向性元件，留意使用中其端钮的接线。线路连好后，按3.23.3所列数据观测U-I平面中绘出其伏安特性曲线。S图3.2测试非线性电阻正向伏安特性电路图mA表3.2整流二管正向伏安特性测量数据U〔V〕

0.2 RL0.4 0.5 0.55 D0.6 0.65

0.7 0.75VUsV1KI〔mA〕U〔V〕I〔mA〕

表3.3 整流二极管反向伏安特性测量数据0 -5 -10 -15 -20 -25 -30〔2〕测定稳压二极管的伏安特性L将整流二极管换成稳压二极管3.28V，转变可R的值，重复试验内容〔1〕的测量，其正、反向电流不得超过±20mA，记录被测稳压3.43.5中。依据被测数据，绘制稳压二极管伏安特线图。LU〔V〕I〔mA〕U〔V〕I〔mA〕

表3.4 稳压二极管正向伏安特性测量数据0 0.2 0.4 0.6 0.65 0.7 0.72 0.74 0.76 0.78表3.5 稳压二极管反向伏安特性测量数据0 -1.5 -2 -2.5 -2.8 -3 -3.1 -3.2 -3.5 -3.55测定抱负电压源、电流源伏安特性3.3r=200Ω为限流电阻，sLR 为1KΩ可变电阻器。接好电路，调整稳压源输出U=10V，保持稳压源输出电压不变，转变电sLL阻R 的值，使电流表读数分别为表格3.6所示，按表3.6所列数据记录测量结果，并绘制伏安特性曲线。L电流源伏安特性的测量与电压源的测量方法全都，将电流源按3.3流L源输出为10mA，保持恒流源输出不变转变电阻R 的值使电压表读数分别为表格3.6 L3.6所列数据记录测量结果。

rmA200VUs Is RL1K图3.3测定抱负电源伏安特性电路图表3.6抱负电源伏安特性测量数据r=200Ω

=0~1KΩ电压源电流源

I〔mA〕U(V)sU(V)ssI(mA)s

L10 15 20 30 40 453 4 6 8 10 11测定实际电压源的伏安特性s L稳压电源其内阻很小，为了了解实际电压源的伏安特性，我们选取一个电阻作为稳压电源的内阻，与其串联组成一个实际电压源模型，然后测其伏安特性。试验电路如图3.4所示调整稳压源输出U=12V保持稳压源输出电压不变转变电阻R 的值使电流表读数分别为格3.7所示，按表3.7所列数据记录测量结果，并绘制伏安特性曲线，写出解析式。s L.451Ω

r源伏安特性电路图200ΩUs V RL1KI〔mA〕 10U(V)

表3.7实际电压源伏安特性测量数据15 20 25 30 35 40七、试验报告要求际电源的内阻值，并与试验给定的内阻值相比较，分析引起误差的主要缘由。简要解释各特性曲线的物理意义。依据伏安特性曲线，推断各元件的性质和名称。由线性电阻的特性曲线求出其电阻值。依据试验结果，总结、归纳被测各元件的特性。答复试验思考题。八、思考题线性电阻和非线性电阻的概念是什么？电阻器与二极管的伏安特性有何区分？置？稳压二极管与一般二极管有何区分？其用途