實(shí)驗(yàn)一電路元件伏安特性的測試

1、電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心學(xué)生實(shí)驗(yàn)報告 學(xué)年第 一學(xué)期實(shí)驗(yàn)課程 電路分析實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)室 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室二實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 東區(qū)一教518 學(xué) 號 姓 名 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目電路元件伏安特性的測試實(shí)驗(yàn)時間 月 日 星期 ， 節(jié)實(shí)驗(yàn)臺號報告成績一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握線性、非線性電阻元件及電源的概念。2. 學(xué)習(xí)線性電阻和非線性電阻伏安特性的測試方法。3. 學(xué)習(xí)直流電壓表、直流電流表及直流穩(wěn)壓電源等設(shè)備的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1、電路分析實(shí)驗(yàn)箱2、數(shù)字萬用表三、實(shí)驗(yàn)原理1.數(shù)字萬用表的構(gòu)成及使用方法數(shù)字萬用表一般由二部分構(gòu)成，一部分是被測量電路轉(zhuǎn)換為直流電壓信號，我們稱為轉(zhuǎn)換器：另一部分是直流數(shù)字電壓表。直流數(shù)字電壓表構(gòu)成了萬

2、用表的核心部分，主要由模-數(shù)轉(zhuǎn)換器和顯示器組成?？捎糜跍y量交直流電壓和電流、電阻、電容、二極管正向壓降及電路通斷，具有數(shù)據(jù)保持和睡眠功能。 整體結(jié)構(gòu) 顯示屏1) 交直流電壓測量（1）將紅表筆插入 V 插孔,黑表筆插入 COM 插孔。（2）將功能開關(guān)置于V 量程檔。并將測試表筆并聯(lián)在被測元件兩端。2) 交直流電流測量（1）將紅表筆插入 mA 或 A 插孔,黑表筆插入 COM 插孔。（2）將功能開關(guān)置A量程。（3）表筆串聯(lián)接入到待測負(fù)載回路里。3) 電阻測量（1）將紅表筆插入 V 插孔,黑表筆插入COM插孔。（2）將功能開關(guān)置于量程。（3）將測試表筆并接到待測電阻上4) 二極管和蜂鳴通斷測量 （1

3、）將紅表筆插入 V 插孔,黑色表筆插入“ COM ”插孔。（2）將功能開關(guān)置于二極管和蜂鳴通斷測量檔位。（3）如將紅表筆連接到待測二極管的正極,黑表筆連接到待測二極管的負(fù)極，則LCD上的讀數(shù)為二極管正向壓降的近似值。將表筆連接到待測線路的兩端,若被測線路兩端之間的電阻大于70,認(rèn)為電路斷路；被測線路兩端之間的電阻10,認(rèn)為電路良好導(dǎo)通,蜂鳴器連續(xù)聲響；如被測兩端之間的電阻在1070之間，蜂鳴器可能響,也可能不響。同時LCD顯示被測線路兩端的電阻值。2. 線性電阻元件的伏安特性曲線是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，如圖1.1.1所示；非線性電阻元件，如半導(dǎo)體二極管 ，其伏安特性如圖1.1.2所示，電壓、

4、電流關(guān)系不服從歐姆定律。圖1.1.1 線性電阻的伏安特性曲線 圖1.1.2二極管的伏安特性曲線 3. 理想電壓源與實(shí)際電壓源理想電壓源的符號和伏安特性曲線如圖1.1.4(a)所示，理想電壓源實(shí)際上是不存在的，實(shí)際電壓源總具有一定的能量損失，其端口的電壓與電流的關(guān)系為：U=Us-IRO(a) 理想電壓源的符號和伏安特性曲線 (b) 實(shí)際電壓源的符號和伏安特性曲線 4. 電壓、電流的測量及其測量誤差萬用表測量兩點(diǎn)電壓時，要求把表筆與這兩點(diǎn)并聯(lián)；測電流時，應(yīng)把該支路斷開，把電流表串聯(lián)接入此支路。因此要求電壓表內(nèi)阻為無窮大，而電流表內(nèi)阻為零。實(shí)際萬用表都達(dá)不到這個理想程度，接入電路時，使電路狀態(tài)發(fā)生變

5、化。測量值與實(shí)際值之間會產(chǎn)生誤差，這種由于儀表的內(nèi)阻引入的測量誤差我們稱之為方法誤差。圖1.1.5 電壓、電流測試電路例如在測量圖1.1.5中的 支路的電流和電壓時，電壓表在線路中的連接方法有兩種可供選擇，如圖中的1-1點(diǎn)和2-2點(diǎn)。在1-1點(diǎn)時，電流表的讀數(shù)為流過R的電流值，而電壓表的讀數(shù)不僅含有R上的電壓降，而且含有電流表內(nèi)阻上的電壓降，因此電壓表的讀數(shù)較實(shí)際值為大；當(dāng)電壓表在2-2處時，電壓表的讀數(shù)為R上的電壓降，而電流表的讀數(shù)除含有電阻R的電流外還含有流過電壓表的電流值，因此電流表的讀數(shù)較實(shí)際值為大。顯而易見，當(dāng)R的阻值比電流表的內(nèi)阻大得多時，電壓表宜接在1-1處，當(dāng)電壓表的內(nèi)阻比R的

6、阻值大得多時則電壓表的測量位置應(yīng)選擇在2-2處。實(shí)際測量時，某一支路的電阻常常是未知的，因此，電壓表的位置可以用下面方法選定：先分別在1-1和2-2兩處試一試，如果這兩種接法電壓表的讀數(shù)差別很小，甚至無差別，即可接在1-1處。如果兩種接法電流表的讀數(shù)差別很小或無甚區(qū)別，則電壓表接于1-1處或2-2處均可。四、預(yù)習(xí)要求1、通過預(yù)習(xí)熟悉基本電工儀表2、從理論上能分析出萬用表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響3、完成預(yù)習(xí)報告清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖及表格，計算出理論值，用鉛筆填入表格內(nèi)。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1. 測定線性電阻的伏安特性按圖1.1.6接好線路，經(jīng)檢查無誤后，接入直流穩(wěn)壓電源Us，調(diào)

7、節(jié)輸出電壓大小，將測量所得電流值記錄于表1-1-1中。圖1.1.6 線性電阻的伏安特性測試電路 2. 測定理想電壓源的伏安特性按圖1.1.8接線，其中R1為限流電阻，R2作為穩(wěn)壓電源的負(fù)載。圖1.1.8 理想電壓源的伏安特性測試電路接入直流穩(wěn)壓電源，調(diào)US=5V，由大到小改變電阻R2的阻值，使其分別等于590W 、 470W、 320W、 270W、 200W、 100W，將相應(yīng)的電壓、電流數(shù)值記入表1-1-4中。 3. 測定實(shí)際電壓源的伏安特性首先選取一個51W的電阻作為直流穩(wěn)壓電源的內(nèi)阻Ro，與穩(wěn)壓電源串聯(lián)組成一個實(shí)際電壓源模型，其實(shí)驗(yàn)電路如圖1.1.9所示。改變負(fù)載電阻R的值，測量電壓、電流，數(shù)據(jù)填入表1-1-5中。圖1.1.9 實(shí)際電壓源的伏安特性測試電路六、數(shù)據(jù)處理1、表1-1-1 線性電阻測量數(shù)據(jù)記錄024682、表1-1-4 理想電壓源測量數(shù)據(jù)記錄開路5904703202702001003、表1-1-5 實(shí)際電壓源測量數(shù)據(jù)記錄開路590470320270200100七、思考題1、以下是用伏安法測量電阻的兩種不同接線方法，為使得測量結(jié)果更準(zhǔn)確，選擇哪種測量方法更好些？ 為什么？（提示：可以從R值較小和R值很大兩種情況分析） 2、如何用實(shí)驗(yàn)的方