電阻元件伏安特性的測定7周

一、實驗目的

1、研究實際獨立電源的外特性；

2、學習用直流電壓表、電流表測定獨立電源和電阻元件的伏安特性的方法；

3、掌握儀表的正確讀數(shù)方法。

1、伏安特性電阻元件的伏安特性是指元件的端電壓與通過該元件電流之間的函數(shù)關系。通過一定的測量電路，用電壓表、電流表可測定電阻元件的伏安特性，由測得的伏安特性可了解該元件的性質(zhì)。通過測量得到元件伏安特性的方法稱為伏安測量法（簡稱伏安法）。根據(jù)測量所得數(shù)據(jù)，畫出該電阻元件的伏安特性曲線，從中可以判斷該元件的性質(zhì)。二、實驗原理與說明2、伏安測量法

用電壓表、電流表測量獨立電源和電阻的伏安特性的方法稱為伏安法（伏安表法）。伏安表法原理簡單，測量方便，同時適用于非線性元件伏安特性測量。

適用測低值電阻適用于測高值電阻圖1-1電壓表的前接和后接3、直流電壓源

理想的直流電壓源輸出固定幅值的電壓，與流過電源的電流大小無關。因此它的外特性曲線是平行于電流軸的直線，如圖1-2（a）中實線所示。實際電壓源可以用一個理想電壓源Us和內(nèi)電阻Rs相串聯(lián)的電路模型來表示，如圖1-2（b）所示。實際電壓源的外特性曲線如圖1-2（a）虛線所示。圖1-2（a）中角θ越大，說明實際電壓源內(nèi)阻Rs值越大。實際電壓源的電壓U和電流I的關系式為：圖1-2電壓源特性4、直流電流源

理想的直流電流源輸出固定幅值的電流，而其端電壓的大小取決于外電路，因此它的外特性曲線是平行于電壓軸的直線，如圖1-3（a）中實線所示。實際電流源可以用一個理想電流源Is和電導Gs（Gs=1/Rs）相并聯(lián)的電路模型來表示，實際電流源的外特性曲線如圖1-3（a）中虛線所示。如圖1-3（b）所示。圖1-3（a）中的角θ越大，說明實際電流源內(nèi)電導Gs值越大。實際電流源的電流I和電壓U的關系式為：圖1-3電流源外特性5、線性電阻：線性電阻元件的特性可以用該元件兩端的電壓U與流過的電流I的關系來表征。即滿足于歐姆定律：

在U-I坐標平面上，線性電阻的伏安特性曲線是一條通過原點的直線，具有雙向性，圖1-5(a)所示。6、非線性電阻：非線性電阻元件的電壓、電流關系，不能用歐姆定律來表示，它的伏安特性一般為一曲線。圖1-5(b)給出的是一般晶體二極管的伏安特性曲線。

圖1-5其它非線性電阻伏安特性曲線三、實驗設備

DGZS-5型電工基礎綜合實驗臺中的：（1）直流穩(wěn)定電源；（2）直流電壓表；（3）直流電流表。四、實驗內(nèi)容及步驟：

1、測量實際電壓源的伏安特性（1）在實驗板上選30Ω電阻作為實際電源的內(nèi)阻，與穩(wěn)壓電源相串聯(lián)組成一個實際的電壓源。按下圖接線，取可調(diào)電阻（Rx100

）組成負載電阻RL。（2）打開電源將穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)節(jié)為Us=10V，改變可調(diào)電阻的值，使RL分別為100

、200

、300

、400

、500

、600

、700

，分別測量其相對應的電流I和電壓U，記于表1-1中。

含內(nèi)阻的電壓源特性曲線的測試電路（3）將30Ω的電阻改為51Ω，其它條件不變，重復上述實驗步驟。（4）根據(jù)測得的數(shù)據(jù)在坐標平面上繪制出實際電壓源的伏安特性曲線（曲線繪制在實驗報告數(shù)據(jù)分析處）R0(Ω）)RL(Ω)10020030040050060070030I(mA)U(V)51I(mA)U(V)表1-1含內(nèi)阻的電壓源特性曲線的測試數(shù)據(jù)2、測量線性電阻元件的伏安特性（1）取實驗臺上R＝１KΩ（或其它阻值）的電阻作為被測元件，先將穩(wěn)壓電源輸出電壓旋鈕置于零位。(注意在使用穩(wěn)壓電源時切勿將其輸出端短路)并按下圖接線。

（2）經(jīng)檢查無誤后，打開電源開關，依次調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出電壓旋鈕使直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓（用直流電壓表測量值為準）分別為表1-2中所列數(shù)值，并將相對應的電流值記錄在表1-2中。然后斷開電源，穩(wěn)壓電源輸出電壓旋鈕置于零位。（將穩(wěn)壓源電源關閉，此時電源電壓即為0）（3）根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，在坐標平面上繪制出R=1K

電阻的伏安特性曲線。（曲線繪制在實驗報告數(shù)據(jù)分析處）表1-2線性電阻元件實驗數(shù)據(jù)（注意：Us=0，將穩(wěn)壓源電源關閉即可）3、測量非線性電阻元件的伏安特性（1）取實驗臺上非線性電阻元件作為被測元件，按下圖接線，實驗步驟與前項相同，將所測數(shù)據(jù)填入表1-3。

表1-3非線性電阻元件實驗數(shù)據(jù)1、3、4、6、7、9、12、15、17、18、19、20、23、24

左接正右接負2、5、8、10、11、13、14、16、22右接正左接負U(V)011.523456789I(mA)R=U/I(Ω)五、實驗報告要求1、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在坐標平面上按比例繪出每個被測對象的伏安特性曲線。2、根據(jù)實驗結果，總結、歸納被測各元件的特性。3、回答P103思考題1、2。