哈工大物理实验报告——线性与非线性元件伏安特性的测定
实验1线性和非线性元件伏安特性测定
2． 实验内容和步骤
3.接线图
实验13.异步电动机继电控制的基本电路
2.实验内容和步骤 3.接线图
2． 实验内容和步骤
3.接线图
1.实验原理
测量电容两端电压随时间变化的曲线 （P.22图6-4取消，电路中的电阻用电阻箱）
用示波器只能测电压，不能测电流。
用示波器测量电流曲线的方法：从电阻 上测电压，再换算成电流。
实验7.研究LC元件在直流电路和交流电 路中的特性
1.实验原理 2.实验内容和步骤 3.接线图
1． 实验原理
线性电感元件上的电压、电流关系为 线性电容元件上的电压和电流关系为
解放电过程的微分方程
U c(t)
U e (t t0)/ 0
观测方法：用函数信号发生器输入连续 的方波（包括正负阶跃），通过示波器 观测波形，测量时间常数
实验内容：四个电路，每个电路两组参 数，在坐标纸上绘制8张输出波形图；用 示波器测量第一个电路第一组参数的时 间常数（从充电曲线和放电曲线中任选 一条曲线测量）
（a）含源一端口网络
（b）用戴维南定理等效替代 图3-1等效电源定理
（c）用诺顿定理等效替代
2． 实验内容和步骤
3.接线图
实验4.电压源与电流源的等效变换
1.实验原理 2.实验内容和步骤 3.接线图
1． 实验原理
电流源是除电压源以外的另一种形式的电源，它可以给外电路提供电 流。电流源可分为理想电流源和实际电流源（实际电流源通常简称电流 源），理想电流源可以向外电路提供一个恒值电流，不论外电路电阻的大 小如何。理想电流源具有两个基本性质：第一，它的电流是恒值的，而与 其端电压的大小无关；第二，理想电流源的端电压并不能由它本身决定， 而是由与之相联接的外电路确定的。理想电流源的伏安特性曲线如图4-1所 示。
大学物理实验伏安特性实验报告
大学物理实验伏安特性实验报告一、实验目的1、了解电学元件伏安特性的概念和意义。
2、掌握测量电学元件伏安特性的基本方法。
3、学会使用电流表、电压表、滑线变阻器等仪器。
4、学会分析实验数据，绘制伏安特性曲线，并根据曲线得出元件的特性参数。
二、实验原理伏安特性是指电学元件两端的电压与通过它的电流之间的关系。
对于线性元件（如电阻），其伏安特性曲线是一条直线，符合欧姆定律$U ＝ IR$；对于非线性元件（如二极管），其伏安特性曲线是非线性的。
在测量伏安特性时，通常采用限流电路或分压电路来改变元件两端的电压，从而测量不同电压下通过元件的电流。
限流电路简单，但电压调节范围较小；分压电路电压调节范围大，但电路相对复杂。
三、实验仪器1、直流电源：提供稳定的直流电压。
2、电流表：测量通过元件的电流，量程根据实验需求选择。
3、电压表：测量元件两端的电压，量程根据实验需求选择。
4、滑线变阻器：用于改变电路中的电阻，从而调节元件两端的电压。
5、待测电学元件（如电阻、二极管等）。
6、开关、导线若干。
四、实验内容与步骤1、测量线性电阻的伏安特性按照电路图连接实验电路，选择限流电路。
调节滑线变阻器，使电阻两端的电压从 0 开始逐渐增加，每隔一定电压值记录对应的电流值。
重复测量多次，以减小误差。
2、测量二极管的伏安特性按照电路图连接实验电路，选择分压电路。
正向特性测量：缓慢增加二极管两端的正向电压，记录不同电压下的电流值。
反向特性测量：逐渐增加反向电压，测量并记录反向电流值。
注意反向电压不能超过二极管的反向击穿电压。
3、数据记录设计合理的数据表格，记录测量的电压和电流值。
五、实验数据处理与分析1、线性电阻以电压为横坐标，电流为纵坐标，绘制伏安特性曲线。
根据曲线计算电阻值，与标称值进行比较。
2、二极管分别绘制正向和反向伏安特性曲线。
分析正向特性曲线，找出导通电压。
观察反向特性曲线，了解反向饱和电流和反向击穿现象。
六、实验误差分析1、仪器误差电流表、电压表的精度有限，可能导致测量误差。
《线性和非线性电阻的伏安特性测量》实验报告,2023
《基础物理实验》实验报告实验：线性和非线性电阻的伏安特性的测量姓名：学号：班级：成绩：合作者：指导教师：日期：2022 年____月____日【注意事项】（在开始实验操作前请仔细阅读以下说明）1．测量时，可调稳压电源的输出电压由0 V缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表和电流表的读数，切勿超过规定值。
2．稳压电源输出端切勿碰线短路。
3．测量中，随时注意电流表读数，及时更换电流表量程，勿使仪表超量程。
【预习题】1. 下图分别为纯电阻、白炽灯泡、普通二极管、稳压二极管的伏安特性曲线，请根据伏安特性曲线分析各种电阻有什么特点？答：纯电阻：纯电阻的伏安特性是一条直线，电压与电流成线性关系，电阻数值恒定，为线性电阻。
白炽灯泡：白炽灯泡的伏安特性是关于原点对称的曲线，其斜率由小变大，说明其电阻值由小变到大，白炽灯泡为非线性电阻。
普通二极管：二极管加反向电压时，流过二极管的电流很小，几乎为0，说明电阻非常大，趋于断路；当二极管加正向电压时，刚开始电流变化较小，但电压大于一定值时，电流会随电压的缓慢升高而急剧增大，说明电阻急剧变小，二极管为非线性电阻。
稳压二极管：稳压二极管的正向特性与普通二极管的正向特性相似。
加反向电压时，在某范围内的电压，电流较小；一旦超出一定电压，电流就会突然增加，而稳压二极管上的电压几乎恒定不变。
说明电阻刚开始非常大，随着电压增大，一旦达到一定值时，电阻急剧减小，稳压管为非线性电阻。
2. 电流表内接方式和电流表外接方式分别适用于什么情况？答：电流表内接方式适用于待测电阻值远大于电流表的内阻。
电流表外接方式适用于待测电阻值远小于伏特表的内阻。
【实验目的】1．学习由测量电压、电流求电阻值的方法（伏安法）。
2．通过对二极管伏安特性的测量，了解非线性电学元件的导电特性。
3．学习减少伏安法中系统误差的方法。
【实验仪器】【实验内容与步骤】1．测定线性电阻的伏安特性（1）确定采用外接（内接、外接）法测伏安特性，并按图接线。
实验报告-非线性元件伏安特性的测量
开启电压：U=19.53986/35.02114=0.558V
上海交通大学 4/12
大学物理实验报告
2、稳压二极管的伏安特性曲线（反向）
[2008/3/17 23:09 "/Graph3" (2454542)] Linear Regression for Data1_B: Y = A + B * X Parameter Value Error -----------------------------------------------------------A 1127.0725 122.57803 B 221.25 23.74 -----------------------------------------------------------R SD N P -----------------------------------------------------------0.97774 0.86686 6 7.3777E-4
5.06 5.07 5.09 5.1 5.11 5.12 5.13 5.14 5.15 5.16 5.17 5.18 5.18
4.39 5.08 5.96 6.56 8 8.44 9.93 11.05 11.36 14.62 16.13 18.87 19.86 黄色 U/V 1.7 1.73 1.82 1.85 1.87 1.88 1.9 1.92 1.93 1.95 1.97 1.98 1.99 2.02 2.04 2.06 2.09 2.11 2.13 2.16 2.21 2.23 2.27 2.28 2.3 I/mA 0.02 0.04 0.45 0.85 1.3 1.45 1.93 2.5 2.69 3.27 3.98 4.3 4.85 5.95 6.05 7.95 8.92 9.88 11.02 12.23 14.57 15.61 17.73 18.14 19.59 U/V 2.45 2.6 2.64 2.69 2.71 2.73 2.76 2.79 2.82 2.84 2.86 2.88 2.91 2.93 2.95 2.96 2.99 3.01 3.02 3.05 3.06 3.08 蓝色 I/mA 0.03 0.31 0.52 1 1.22 1.52 2.02 2.67 3.42 3.99 4.74 5.73 6.99 8.23 9.25 10.11 11.54 13.45 14.18 16.47 18.05 19.37
线性与非线性元件伏安特性的测定
1线性与非线性元件伏安特性的测定一.实验目的1 •学习直读式仪表和直流稳压电源等仪器的使用方法 2•掌握线性电阻元件、非线性电阻元件的伏安特性的测试技能3•加深对线性电阻元件、非线性电阻元件伏安特性的理解•验证欧姆定律二•实验原理电阻元件是一种对电流呈现阻力的元件， 有阻碍电流流动的性能。
当电流通过电阻元件 时，电阻元件将电能转换成其它形式的能量.并沿着电流流动的方向产生电压降。
电压降的大小等于电流的大小与电阻的乘积。
电压降和电流及电阻的这一关系称为欧姆定律。
U=IR上式的前提条件是电压 U 和电流I 的参考方向相关联.亦即参考方向一致。
如果参考方 向相反•则欧姆定律的形式应为U = -IR电阻上的电压和流过它的电流是同时并存的. 也就是说，任何时刻电阻两端的电压降只由该时刻流过电阻的电流所确定， 与该时刻前的电流的大小无关， 因此，电阻元件又被称为“无记忆”元件。
当电阻元件R 的值不随电压或电流大小的变化而改变时，则电阻 R 两端的电压与流过它的电流成正比例。
我们把符合这种条件的元件称为线性电阻元件。
反之.不符合上述条件的电阻元件被叫做非线性电阻元件。
电阻元件的特性除了用电压和电流的方程式表示外， 还可以用其电流和电压的关系图形来表示，该图形称为此元件的伏安特性曲线。
线性电阻的伏安特性曲线为一条通过坐标原点的直线，该直线的斜率即为电阻值，它是一个常数。
如图1-1所示。
半导体二极管是一种非线性电阻元件。
它的电阻值随着流过它的电流的大小而变化。
半导体二极管的电路符号用 本表示.其伏安特性如图 1-2所示。
由此可见半导体二极管的伏 安特性为非对称曲线。
对比图1-1和图1-2可以发现，线性电阻的伏安特性对称于坐标原点。
这种性质称为双 向性，为所有线性电阻元件所具备。
半导体二极管的伏安特性不但是非线性的.而且对于坐标原点来说是非对称性的，又称非双向性。
这种性质为多数非线性电阻元件所具备。
半导体二极管的电阻随着其端电压的大小和极性的不同而不同， 当外加电压的极性和二极管的极性 相同时，其电阻值很小，反之二极管的电阻很大。
试验1线性与非线性元件伏安特性的测定
1.实验原理: 线性电阻与半导体二极管的伏安特性
2.实验内容和步骤: 1.测定线性电阻的伏安特性.
2.测量半导体二极管的伏安特性 1).正向特性
2)反向特性:
3.测量小灯泡灯丝伏安特性
实验2 基尔霍夫定律的验证
1.实验原理: 基尔霍夫节点电流定律: ∑I=0 基乐霍夫回路电压定律: ∑U=0
实验10
改善功率因数实验
1.实验原理: 1)日光灯电路及工作原理 2)功率因数的提高
2.实验内容和步骤:
1.在实验台上选择镇流器板,开关板,熔断器板,电 容板等实验模块,连接电路. 2.接通电源,观察日光灯的启动过程. 3.测日光灯电路的端电压U,灯管两端电压UR,镇流 器两端电压URL,电压电流I以及总功率P,灯管功 率PR,镇流器功率PRL.记录数据. 4.日光灯电路两端并联电容.逐渐加大电容量,每 改变一次电容量,都要测量端电压U,总电流I,日 光灯电流IRL,电容电流IC以及总功率P之值. 5.逐渐加大电容容量过程中,注意观察并联谐振现 象,并找到谐振点.
实验6 二阶电路过渡过程实验
实验电路 由电阻、电容和电感串联组成的电路 该电路可以用二阶微分方程描述，改变 电路参数，电路响应会出现过阻尼、临 界阻尼和欠阻尼三种情况 实验内容 观测并绘制过阻尼、临界阻尼和欠阻尼 三种情况下的6条曲线：电容两端电压随 时间变化的曲线、电流随时间变化的曲 线，按讲义上的要求计算参数
du iC dt
di uL dt
图4-1 理想电流源及其伏安特性
2． 实验内容和步骤
3.接线图
实验8.正弦交流电路中RLC的特性实验
1.实验原理 2.实验内容和步骤 3.接线图
测量非线性元件的伏安特性实验报告
实验四 测量非线性元件的伏安特性【目的要求】1.了解常用电学实验仪器的规格和使用，重点掌握学习使用数字万用表；2.学习电学实验操作规程，练习连接电路，重点掌握分压电路；3.学习测量非线性元件的伏安特性，掌握测量方法、基本电路，了解误差估算方法；4.了解二极管的单向导电性以及稳压二极管的特性。
【仪器用具】直流电源（0——15V ，DC/2A ）；电位器（2个：1k Ω、额定功率2W ，100Ω、额定功率2W ）； 电阻箱（2×21旋转式，总电阻：99 999.9Ω，额定功率：0.25W ）； 数字万用表（2块，VICTOR VC9806+）；指针式电流表；电压表； 固定电阻（2个）；稳压二极管；双刀双掷开关；导线若干； 【实验原理】1.测量元件的伏安特性欧姆定律：R=U/I ，静态电阻：R D =U Q /I Q ，动态电阻：R'D =dU/dI 电流表外接法：测得值比实际值偏大。
适用于小电阻R X <V A R R 。
真实VX R U I R 11−= 电流表内接法：测得值比实际值偏小。
适用于大电阻R X >V A R R 。
真实=X R A R IU− 2.半导体二极管单向导电性；反向击穿电压；反向饱和电流。
3.稳压二极管特殊的硅二极管。
在反向击穿电压去，一个很宽的电流区间内，伏安直线陡直，此直线反向与横轴相交于稳压电压U W 【实验内容】 1.伏安法测量电阻待测电阻R 1 ≈50Ω，R 2 ≈1000Ω（1）先用万用表电阻档侧待测电阻，记录测量结果 （2）按下图连接电路，选择电表量程和电源电压。
记录电表量程、分度值、内阻、准确度等级 （3）测6~7组数据，列表记录（4）用作图法求出R X 值修正由电表内阻引起的系统误差。
2.测量稳压二极管的正反向伏安特性（1）连接电路，用数字万用表，选择适当的量程和电源电压。
（2）正反向各测12~15组数据，列表记录正向0~10mA，其中包括U=0.8V的点反向0~20mA，其中包括U=-4.0V，I=-10mA(3)作正反向伏安特性曲线计算U=0.8，-4.0V的静态电阻计算I=-10mA的动态电阻【数据表格】1.伏安法测电阻（1）万用表测的R1=_49._102Ω__电压表、电流表规格量程内阻最小分度精确度等级电流表30mA 4.55Ω0.4mA 1.0电压表 1.5V 1.5kΩ0.02V 1.0伏安法测R1 电阻数据表次数 1 2 3 4 5 6 7U/V 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 I/mA 16.8 18.8 20.9 23.6 25.2 27.6 29.2（2）万用表测R2=__995.12Ω__电压表电流表规格量程内阻最小分度精确度等级电流表 1.5mA 21.5Ω0.02mA 1.0电压表 1.5V 1.5kΩ0.02V 1.0伏安法测R2 电阻数据表次数 1 2 3 4 5 6 7U/V 0.82 0.92 1.02 1.22 1.30 1.43 1.49 I/mA 0.80 0.90 1.00 1.20 1.28 1.40 1.46 2.测量稳压二极管的正反向伏安特性【数据处理及结果】1.伏安法测小电阻的伏安特性曲线0.81.01.21.415202530ILinear Fit of II (m A )U (V)R 1 伏安特性曲线测得'1R =107.2111=slope k Ω=47.4Ω 修正由电表引起的误差：1500/14.47/11111'11−=−=VR RR =48.9Ω修正后的电阻值与万用电表测得的电阻值很接近。
测量非线性元件的伏安特性实验报告
测量非线性元件的伏安特性实验报告测量非线性元件的伏安特性实验报告通信一班赵雯琳 1140031【目的要求】1、了解常用电学实验仪器的规格和使用，重点学习使用数字万用电表2、学习电学实验操作规程，练习连接电路，重点掌握分压电路；3、学习测量非线性元件的伏安特性，掌握测量方法、基本电路，了解误差估计方法；4、了解二极管的单向导电性以及稳压二极管；【仪器用具】直流稳压电源、万用电表、变阻器、数字万用表（2只）、电阻箱、开关、导线等，稳压二极管和发光二极管。
【实验原理】伏安法测量元件的伏安特性是通过给元件一个直流电，测出元件两端的电压及电流，以电压为横坐标，电流为纵坐标画出关系曲线，借此研究元件的性质。
1、电流表内接法及电流表外接法电路图要求电流表内阻远小于测量元件的阻值。
此时电压表所测的电压为二极管和电流表的电压之和，U=U1+Ua。
设电流表的内阻为Ra,回流电流为I，则电压表测出的电压值：U=IR+IRa=I(R+Ra),即电阻的测量值Rx是：Rx=R+Ra，可见在测量值变化较大的时候适当增加测量点。
2、稳压二极管：是一种特殊的硅二极管，在反向击穿电压区，一个很宽的电流区间内，伏安曲线陡直。
在正向电流较大时，趋近为一条直线。
【实验内容及步骤】1、学习用万用表判别二极管的正负级：打来万用表的开关，将档位调到二极管档位，接好开关。
先接入二极管的两端，观察万用表的示数，记下示数。
改变接入万用表的两端，再观察示数，比较数据大小，若显示0.7V左右的电压值，表明红表笔对应的端为二极管的正极，另外一端为负极；若反向连接，则显示为断路状态；若两个方向测试显示相同，则该二极管已损坏。
2、用内接法和外接法测量测试板上的同一个待测电阻的阻值。
（数据见下）3、测量稳压二极管的正向特性，使用电流表外接法，所取电压为0-3V。
电路中串联保护电阻R2=150Ω，测量时不必取等间隔取点。
电流测量范围为0.05~20mA。
按电路图连接电路，滑动滑动变阻器，记录不同情况下的电压值和电流值。
电学元件伏安特性的测量实验报告
电学元件伏安特性的测量实验报告篇一：电路分析实验报告(电阻元件伏安特性的测量) 电力分析实验报告实验一电阻元件伏安特性的测量一、实验目的：（1）学习线性电阻元件和非线性电阻元件伏安特性的测试方式。
（2）学习直流稳压电源、万用表、电压表的使用方法。
二、实验原理及说明（1）元件的伏安特性。
如果把电阻元件的电压取为横坐标，电流取为纵坐标，画出电压与电流的关系曲线，这条曲线称为该电阻元件的伏安特性。
（2）线性电阻元件的伏安特性在u-i平面上是通过坐标原点的直线，与元件电压和电流方向无关，是双向性的元件。
元件的电阻值可由下式确定：R=u/i=(mu/mi)tgα,期中mu和mi分别是电压和电流在u-i平面坐标上的比例。
三、实验原件Us是接电源端口，R1=120Ω,R2=51Ω,二极管D3为IN5404，电位器Rw四、实验内容（1）线性电阻元件的正向特性测量。
（2）反向特性测量。
（3）计算阻值，将结果记入表中（4）测试非线性电阻元件D3的伏安特性（5）测试非线性电阻元件的反向特性。
表1-1 线性电阻元件正（反）向特性测量表1-5二极管IN4007正（反）向特性测量五、实验心得（1）每次测量或测量后都要将稳压电源的输出电压跳回到零值（2）接线时一定要考虑正确使用导线篇二：电学元件的伏安特性实验报告v1预习报告【实验目的】l.学习使用基本电学仪器及线路连接方法。
2.掌握测量电学元件伏安特性曲线的基本方法及一种消除线路误差的方法。
3.学习根据仪表等级正确记录有效数字及计算仪表误差。
准确度等级见书66页。
100mA量程，0.5级电流表最大允许误差?xm?100mA?0.5%?0.5mA，应读到小数点后1位，如42.3(mA) 3V量程，0.5级电压表最大允许误差?Vm?3V?0.5%?0.015V，应读到小数点后2位，如2.36(V) 【仪器用具】直流稳压电源，电流表，电压表，滑线变阻器，小白炽灯泡，接线板，电阻，导线等。
非线性元件伏安特性的测量_实验报告
非线性元件伏安特性的测量_实验报告【目的要求】1、学习测量非线性元件的伏安特性，了解进行伏安法测量时两种电表的连接方法和接入误差；2、学习用数字万用电表测量二极管，学习测量二极管的伏安特性；3、了解二极管的单向导电性和稳压二极管的稳压特性；4、了解白炽灯的伏安特性。
【实验原理】1、测量元件的伏安特性给一个电学元件通电，用电压表测出元件两端的电压，用电流表测出通过元件的电流，作出电压—电流的关系曲线，称作该元件的伏安特性曲线，这种研究元件特性的方法叫做伏安法。
2、测量元件特性时的注意事项（1）要了解元件的有关参数、性能及特点，实验中应保证元件安全使用，正常工作。
加在元件上的电压以及通过的电流都应小于其额定数值；（2）选择变阻器电路时应考虑到调节方便，能满足测量范围的要求。
实验中经常采用分压电路，如细调程度不够，可以采用两个变阻器组成二级分压（或制流）细调电路；（3）确定测量范围时，既要保证元件的安全，又要覆盖其正常工作范围，以反映元件特性。
应根据测量范围选定电源电压；（4）合理地选取测量点，可以减小测量值的相对误差。
测量非线性元件时，选择变化较大的物理量作为自变量较为方便，可以等间隔取测量点；在测量值变化时，可适当增加测量点；（5）在正式测量之前，应先对被测元件进行粗测，以大致了解被测元件特性、物理规律及变化范围，然后再逐点测量。
【实验内容】1、用数字万用电表测量二极管；2、用伏安法测量稳压二极管的伏安特性；3、测量二极管的伏安特性曲线；4、数据处理。
【仪器用具】序号仪器名称型号/规格单价(元）备注1伏安特性实验仪DH61022500含直流稳压电源、2个4位半数字电压表、二极管、稳压二极管、白炽灯泡、电阻、导线等。
线性与非线性元件的伏安特性
线性与非线性元件的伏安特性一、实验目的1、掌握线性与非线性元件伏安特性的测试方法。
2、加深对线性与非线性元件的理解。
3、掌握常用电工仪表和设备的使用方法。
二、实验原理电路元件的特性一般可用该元件上的端电压U 与通过该元件的电流I之间的函数关系I ＝f(U)来表示，即用I-U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。
电阻元件是电路中最常见的元件，有线性电阻和非线性电阻之分。
实际电路中很少是仅由电源和线性电阻构成的“电平移动”电路，而非线性器件却常常有着广泛的使用，例如非线性元件二极管具有单向导电性，可以把交流信号变换成直流量，在电路中起着整流作用。
万用表的欧姆档只能在某一特定的U和I下测出对应的电阻值，因而不能测出非线性电阻的伏安特性。
一般是用含源电路“在线”状态下测量元件的端电压和对应的电流值，进而由公式R＝U/I求测电阻值。
1．线性电阻元件的电阻值，在其额定电流以内电流作用下，其阻值基本上保持不变（温度影响可忽略）且符合欧姆定律：U=IR 其伏安特性为一过原点的直线。
如图2-1-1（a）。
2．非线性电阻的阻值在其额定电流以内电流作用下，会随着通过的电流变化而变化。
钨丝灯泡在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温度（即电流）的改变而改变，并且具有一定的惯性，因此其伏安特性为一条曲线，如图2-1-1（b）。
可以看出，电流越大温度越高，对应的电阻也越大。
3．一般半导体二极管的伏安特性如图2-1-1(c)，正向压降很小（锗管约为0.2-0.3V，硅管约为0.5-0.7V），正向电流随正向压降的升高而急速上升，反向压降则从0一直增加到十几---几十伏时，反向电流增加很小。
所以，二极管具有单向导电性。
4．稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特殊，如图2-1-1(d)所示。
给稳压二极管加反向电压时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时，电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外加反向电压的升高而增大，这便是稳压二极管的反向稳压特性。
非线性元件伏安特性的测量实验报告
非线性元件伏安特性的测量实验报告一、实验目的掌握非线性元件的基本伏安特性测量方法，了解非线性元件的特性及其应用。
二、实验装置编号名称规格型号1 数字万用表UT 61E2 直流稳压电源0-30V/2A3 非线性元件测量台4 二极管1N5408三、实验原理非线性元件是在电子电路中广泛应用，如稳压电源、调制解调、振荡器、放大器等。
本实验主要研究二极管的静态伏安特性。
二极管是一种常用的非线性元件，在实际应用中有广泛的应用。
它是由N型半导体与P型半导体组成的，其主要是基于PN结电容、PN结电阻以及开口电流特性。
PN结电容对于反向偏置的PN结二极管，从零偏置到反向阻断电压的范围内，PN结电容几乎恒定。
但是当反向电压大于反向阻断电压时，PN结的容值会出现跳跃式的变化。
PN结电阻当PN结二极管处于正向偏置电压下，由于载流子的注入和扩散，PN结区的导电性明显增大，PN结的电阻随之减小。
PN结二极管的电阻不如PN结电容跳跃式变化，而是沿着一条曲线逐渐减小。
当正向偏置电压越来越大时，PN结的电阻减小得越来越慢，达到接近0的电压也越来越大。
当微弱的正向电流通过PN结时，PN结的电阻几乎没有变化，这也是二极管经常使用的工作范围。
开口电流特性开口电流特性（也称为反向串联电阻特性）是指反向偏置PN结二极管时，当其反向电压达到一定值时，PN结周围的电场足以穿透薄的PN结空间区域引起电离，从而使空间区域中产生少量的载流子。
当反向电压继续升高时，由于电场强度的增大，电离现象急剧增强，开口电流大大增加。
这就是开口电流特性曲线。
四、实验过程1、将实验台接通电源，并打开电源输出开关。
2、选择电源输出电压为10V，则电源电流应为0.5A（如图1）。
3、使用数字万用表测量二极管的正向工作电流，并将测量的电流值记录在表格内。
4、将测量台上的电源极性反转，电源输出的极性变为反向偏置，使用数字万用表记录反向偏置时的电流值，并将记录的数据填写在表格中。
实验二 线性与非线性元件伏安特性的测绘
实验二线性与非线性元件伏安特性的测绘自动化15-1黄港一实验目的1掌握线性电阻，非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法。
2学习恒电源，直流电压表，电流表的使用方法。
二原理说明任何一个电器二端元件的特性可用该元件上的端电压U 与通过该元件的电流I之间的函数关系I＝f(U)来表示，即用I-U 平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。
根据伏安特性的不同，电阻元件分为两大类：线性电阻和非线性电阻。
线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值，阻值为常数；图a非线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值，阻值不为常数。
即在不同的电压下，电阻值是不同的。
（如白炽灯丝，普通二极管，稳压二极管等）方法：逐点测试法1.一般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温度的升高而增大，通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可相差几倍至十几倍，所以它的伏安特性如图b 2.一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其伏安特性如图c所示。
正向压降很小（一般的锗管约为0.2～0.3V，硅管约为0.5～0.7V），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十多至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。
可见，二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏；4. 稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特别，如图d所示。
在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将基本维持恒定，不再随外加的反向电压升高而增大。
三实验设备：1直流电压，电流表；2电压源（双路0~30V可调）；3MEEL-05组件。
四实验内容1测定线性电阻的伏安特性2测定6.3V白炽灯泡的伏安特性3测定半导体二极管的伏安特性4测定稳压管的伏安特性五注意事项：1. 测二极管正向特性时，稳压电源输出应由小至大逐渐增加，应时刻注意电流表读数不得超过规定值。
实验七线性和非线性电学元件伏安特性的测量
实验七线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线电阻是电学中常用的物理量。
利用欧姆定律求导体电阻的方法称为伏安法，它是测量电阻的基本方法之一。
为了研究材料的导电性，通常作出其伏安特性曲线，了解它的电压与电流的关系。
伏安特性曲线是直线的元件称为线性元件，伏安特性曲线不是直线的元件称为非线性元件。
这两种元件的电阻都可用伏安法测量。
但由于测量时电表被引入测量线路，电表内阻必然会影响测量结果，因而应考虑对测量结果进行必要的修正，以减少系统误差。
【实验目的】1．通过对线性电阻伏安特性的测量，学习正确选择和使用伏安法测电阻的两种线路。
2．通过对二极管伏安特性的测量，了解非线性电学元件的导电特性。
3．习按电路图正确地接线，掌握限流电路和分压电路的主要特点。
4．学会用作图法处理实验数据。
【实验仪器】欧姆定律实验盒直流稳压电源滑线变阻器（2个）单刀开关数字电流表数字电压表保护电阻【实验原理】当一个元件两端加上电压，元件内有电流通过时，电压与电流之比称为该元件的电阻。
若一个元件两端的电压与通过它的电流成比例，则伏安特性曲线为一条直线，这类元件称为线性元件。
若元件两端的电压与通过它的电流不成比例，则伏安特性曲线不再是直线，而是一条曲线，这类元件称为非线性元件。
一般金属导体的电阻是线性电阻，它与外加电压的大小和方向无关，其伏安特性是一条直线（见图1），从图上看出，直线通过一、三象限。
它表明，当调换电阻两端电压的极性时，电流也换向，而电阻始终为一定值，等于直线斜率的倒数R =V/I。
常用的半导体二极管是非线性电阻，其电阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。
为了了解半导体二极管的导电特性，下面对它的结构和电学性能作一简单介绍。
图1 线性电阻的伏安特性图2 半导体二极管的p-n结和表示符号半导体二极管又叫晶体二极管。
半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。
如果在纯净的半导体中适当地掺入极微量的杂质，则半导体的导电能力就会有上百万倍的增加。
实验一线性与非线性元件伏安特性的测定
实验一 线性与非线性元件伏安特性的测定一、实验目的1．掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测试技能; 2．学习直流稳压电源、直流电压表、电流表的使用方法;3．加深对线性电阻元件、非线性电阻元件伏安特性的理解,验证欧姆定律;二、实验原理电阻元件是一种对电流呈现阻力的元件,有阻碍电流流动的性能;当电流通过电阻元件时,必然要消耗能量,就会沿着电流流动的方向产生电压降,电压降的大小等于电流的大小与电阻值的乘积;电压降和电流及电阻的这一关系称为欧姆定律;IR U = 1－1上式的前提条件是电压U 和电流I 的参考方向相关联,亦即参考方向一致;如果参考方向相反,则欧姆定律的形式应为IR U -= 1－2电阻上的电压和流过它的电流是同时并存的,也就是说,任何时刻电阻两端的电压降只由该时刻流过电阻的电流所确定,与该时刻前的电流的大小无关,因此电阻元件又称为“无记忆”元件;当电阻元件R 的值不随电压或电流大小的变化而改变时,则电阻R 两端的电压与流过它的电流成正比例;我们把符合这种条件的电阻元件称为线性电阻元件;反之,不符合上述条件的电阻元件被叫做非线性电阻元件;任一二端电阻元件的特性可用该元件上的端电压U 与通过该元件的电流I 之间的函数关系U ＝f I 来表示,即用U －I 平面上的一条曲线来表征,这条曲线称为该电阻元件的伏安特性曲线;根据伏安特性的不同,电阻元件分两大类：线性电阻和非线性电阻;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中a 所示,该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R 决定,其阻值为常数,与元件两端的电压U 和通过该元件的电流I 无关；非线性电阻元件的伏安特性是一条经过坐标原点的曲线,其阻值R 不是常数,即在不同的电压作用下,电阻值是不同的,常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等,它们的伏安特性如图1－1中b 、c 、d ;在图1－1中,U >0的部分为正向特性,U < 0的部分为反向特性;线性电阻的伏安特性对称于坐标原点,这种性质称为双向性,为所有线性电阻元件所具备;半导体二极管的伏安特性不但是非线性的,而且对于坐标原点来说是非对称性的,又称非双向性;这种性质为多数非线性电阻元件所具备．半导体二极管的电阻随着其端电压的大小和极性的不同而不同,当外加电压的极性和二极管的极性相同时,其电阻值很小,反之二极管的电阻值很大;半导体二极管的这一性能称为单向导电性,利用单向导电性可以把交流电变换为直流电;(d)(b)(c)U UUII I (a)U I 0000图1－1mA VU +_+_010～VΩk 1LR 图 1-2mAVU++_030～VIN4007200ΩVD图 1-3绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法,即在不同的端电压作用下,测量出相应的电流,然后逐点绘制出伏安特性曲线,根据伏安特性曲线便可计算其电阻值;三、实验设备1．直流电压表、电流表各1块；2．直流稳压电源双路0～30V 可调1台； 3．EEL —51N 单元板1块;4．低压导线若干;四、实验内容及步骤1．测定线性电阻的伏安特性按图1－2接线,图中的电源U 选用恒压源的可调稳压输出端,通过直流数字毫安表与1kΩ线性电阻相连,电阻两端的电压用直流数字电压表测量;调节恒压源可调稳压电源的输出电压U ,从0伏开始缓慢地增加不能超过10V ,在表1－1中记下相应的电压表和电流表的读数; 表1－1 线性电阻伏安特性数据 U V 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 I mA2．测定白炽灯泡的伏安特性将图1-2中的1kΩ线性电阻换成一只的灯泡,重复1的步骤,电压不能超过否则会烧毁灯泡,在表1－2中记下相应的电压表和电流表的读数; 表1－2 白炽灯泡伏安特性数据 U V 0 1 2 3 4 5 I mA3．测定半导体二极管的伏安特性 1测量二极管的正向特性按图1—3接线,R 为限流电阻,取200Ω十进制可变电阻箱,二极管的型号为1N4007;测二极管的正向特性时,其正向电流不得超过25mA ,二极管VD 的正向压降可在0～之间取值;特别是在～之间更应取几个测量点；将数据记入表1－32测量二极管的反向特性测反向特性时,将可调稳压电源的输出端正、负连线互换,调节可调稳压输出电压U ,从0伏开始缓慢地减少不能超过-30V , 将数据记入表1－4中;表1－3 二极管正向特性实验数据U VI mA表1－4 二极管反向特性实验数据U V 0 －5 －10 －15 －20 －25 －30I mA4．测定稳压管的伏安特性将图1—3中的二极管1N4007换成稳压管2CW51,重复实验内容3的测量,其正、反向电流不得超过±20mA,将数据分别记入表1－5和表1－6中;表1－5稳压管正向特性实验数据U V 0I mA表1－6稳压管反向特性实验数据U V 0 －1 －－2. －－－3 －－－I mA五、实验注意事项1．测量时,可调稳压电源的输出电压由0V缓慢逐渐增加,应时刻注意电压表和电流表,不能超过规定值;2．稳压电源输出端切勿碰线短路;3．测量中,随时注意电流表读数,及时更换电流表量程,勿使仪表超量程;六、实验报告要求1．根据实验数据,分别在四个直角坐标系中绘制出各个电阻的伏安特性曲线;2．根据伏安特性曲线,计算线性电阻的电阻值,并与实际电阻值比较;3．思考题：通过比较线性电阻与灯丝的伏安特性曲线分析这两种元件的性质有什么不同。
伏安特性的测定实验报告-伏安特性曲线实验报告思考与讨论
电工实验报告本学院：班级：学号：姓名：指导教师：成绩：、实验名称：伏安特性的测定二、实验目的：1、熟悉电工综合实验装置；2、掌握几种元件的伏安特性的测试方法，加深对线性电阻元件、非线性电阻元件伏安特性的理解；3、掌握实际电压源使用调节方法；4 、学习常用直流电工仪表和设备的使用方法。
三、实验原理电路元件的伏安特性一般用该元件上的电压U 与通过该元件的电流I 之间的函数关系U=f(I) 来表示。
伏安特性以U和I分别作为纵坐标和横坐标绘制成曲线，即伏安特性曲线或外特性曲线。
电路元件的伏安特性可以用电压表、电流表测定，称为伏安测量法(伏安表法) 。
四、实验步骤及任务1、测试线性电阻R 的伏安特性曲线电路电路图：图1-1-2 测试线性电阻R 的伏安特性仿真截图：2, 测试二极管的伏安特性线路电路图：图1-1-4 测试二极管的伏安特性五、思考题：用电压表和电流表测量元件的伏安特性时，电压表可接在电流表之前或之后，两者对测量误差有何影响？实际测量时应根据什么原则选择？（画图并说明）答：伏安特性曲线，有电流表外接和内接。
当电流表外接时：由于电压表的分流作用，有欧姆定律可知，R测<R真。
所以分流越小，误差越小，所以这个适合用来测量小电阻。
即R<<Rv. 当电流表内接时：由于电流表的分压作用，由欧姆定律，R测>R真。
所以分压越少，误差越小，所以这个适合用来测量大电阻。
R>>RA.六、实验结论及收获实验结论以及数据处理：1，线性电阻的的伏安特性曲线为过原点的一条直线，也说明它为线性电阻，电压变化与电流变化是正比关系。
2，二极管的伏安特性曲线为一条曲线，所以为非线性元件。
由图可见，当加二极管上正向电压较小时，正向电流几乎等于0，只有当其两端电压超过某一数值时，正向电流才明显增大。
在此实验数据中加正向电压<0.7V 时, 电流随电压变化较缓慢,当电压超过0.7V时,电流随电压变化很快。
[理科实验报告精品]非线性元件伏安特性的测量 实验报告
![[理科实验报告精品]非线性元件伏安特性的测量 实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/9ffd522fb0717fd5360cdc97.png)
实验报告姓名：班级：学号：实验成绩：同组姓名：实验日期：2010-4-12 指导老师：助教02 批阅日期：非线性元件伏安特性的测量【实验目的】1．学习测量非线性元件的伏安特性,针对所给各种非线性元件的特点，选择一定的实验方法，援用配套的实验仪器，测绘出它们的伏安特性曲线。
2. 学习从实验曲线获取有关信息的方法。
【实验原理】1、非线性元件的阻值用微分电阻表示，定义为 R = dU/dI。
2、如下图所示，为一般二极管伏安特性曲线3、测量检波和整流二极管，稳压二极管，发光二极管的伏安特性曲线，电路示意图如下(1)检波和整流二极管检波二极管和整流二极管都具有单向导电作用，他们的差别在于允许通过电流的大小和使用频率范围的高低。
(2)稳压二极管稳压二极管的特点是反向击穿具有可逆性，反向击穿后，稳压二极管两端的电压保持恒定，这个电压叫稳压二极管的工作电压。
(3)发光二极管发光二极管当两端的电压小于开启电压时不会发光，也没有电流流过。
电压一旦超过开启电压，电流急剧上升，二极管发光，电流与电压呈线性关系，直线与电压坐标的交点可以认为是开启电压．使用公式计算光的波长。
【实验数据记录、实验结果计算】1、整流二极管正向：编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U测0.380.410.440.480.510.540.560.620.630.65 (V)I(mA) 0.0080.0210.0360.0990.2100.4250.660 1.076 2.142 2.866编号11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 U(V) 0.670.680.700.730.740.780.800.830.860.89 I(mA) 3.691 4.004 5.224 6.5277.0029.90211.10413.32315.71018.169根据图像去掉了几个异常点得到图像如下:图1整流二极管正向伏安特性曲线及线形拟合直线拟合直线方程：I = 72.56604 * U —46.6435令I = 0，得U0 = 0.642 (V)则整流二极管的开启电压U0 = 0.642(V)反向：表二测量整流二极管的反向伏安特性数据编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U(V) -1.00-3.00-5.00-7.00-9.00-11.00-13.00-15.00-17.00-19.00 I(A) 0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000根据数据得到图像如下:图2 整流二极管反向伏安特性曲线及线性拟合直线在测量范围（I≤20mA)内，电压恒为0。