电路元件伏安特性的测量

实验一：电路元件伏安特性的测量

一、实验目的

1. 掌握线性、非线性电阻元件及电源的概念。

2.学习线性电阻和非线性电阻伏安特性的测试方法。

3.学习直流电压表、直流电流表及直流稳压电源等设备的使用方法。

二、实验仪器

电路分析实验箱、数字万用表、直流电流表、直流电压表、二极管、稳压二极管、电阻

三、实验原理

1、数字万用表的构成及使用方法

数字万用表一般由二部分构成，一部分是被测量电路转换为直流电压信号，我们称为转换器，另一部分是直流数字电压表。

直流数字电压表构成了万用表的核心部分,主要由模-数转换器和显示器组成。可用于测量交直流电压和电流、电阻、电容、二极管正向压降及电路通断，具有数据保持和睡眠功能。

2、整体结构

1)交直流电压测量

(1)将红表笔插入VQ插孔,黑表笔插入COM插孔。

(2)将功能开关置于V量程档。

将测试表笔并联在被测元件两端

2)交直流电流测量

(1)将红表笔插入mA或A插孔,黑表笔插入COM插孔。(2)将功能开关置A量程。

(3)表笔串联接入到待测负载回路里。

3)电阻测量

(1)将红表笔插入VQ插孔,黑表笔插入COM插孔。

(2)将功能开关置于Q量程。

(3)将测试表笔并接到待测电阻.上

4)二极管和蜂鸣通断测量

(1)将红表笔插入VQ插孔，黑色表笔插入”COM”插孔。(2)将功能开关置于二极管和蜂鸣

通断测量档位。

(3)如将红表笔连接到待测-二极管的正极,黑表笔连接到待测二极管的负极，则LCD.上的

读数为二极管正向压降的近似值。

将表笔连接到待测线路的两端,若被测线路两端之间的电阻大于700,认为电路断路;被测线路两端之间的电阻≤100,认为电路良.好导通,蜂鸣器连续声响;如被测两端之间的电阻在10~700之间，蜂鸣器可能响,也可能不响。同时LCD显示被测线路两端的电阻值。

3）线性电阻元件的伏安特性曲线是- -条通过坐标原点的直线。

如图1.1.1所示;非线性电阻元件，如半导体二极管,其伏安特性如图1.1.2所示，电压、电流关系不服从欧姆定律。

图1.1.1线性电阻的伏安特性曲线图 1.1.2二极管的伏安特性曲线

图 1.1.1 图1. 1.2

3.理想电压源与实际电压源

理想电压源的符号和伏安特性曲线如图 1.1.3(a)所示,理想电压源实际上是不存在的，实际电压源总具有一定的能量损失其端口的电压与电流的关系为:U=Us-IR。

（a）理想电压源的符号和伏安特性曲线(b)实际电压源的符号和伏安特性曲线

图1. 1.3

四、电压、电流的测量及其测量误差

万用表测量两点电压时要求把表笔与这两点并联;测电流时应把该支路断开，把电流表串联接入此支路。因此要求电压表内阻为无穷大，而电流表内阻为零。实际万用表都达不到这个理想程度，接入电路时，使电路状态发生变化。测量值与实际值之间会产生误差，这种由于仪表的内阻引入的测量误差我们称之为方法误差。

五、实验内容

1.测定线性电阻的伏安特性

按图1.1.4接好线路,经检查无误后，接入直流稳压电源Us,调节输出电压大小，将测量所得电流值记录于表1-1-1中。

图1. 1.4线性电阻的伏安特性测试电源

2.测定理想电压源的伏安特性

按图1.1.5接线，其中R1为限流电阻，R2为稳压电源的负载。

图1.1.5理想电压源的伏安特性测试电路

接入直流稳压电源，调Us=5V，由大到小改变电阻R2的阻值其分别等于590、470、320、270、200、100将相应的电压、电流数值记入表1-1-2中。

3.测定实际电压源的伏安特性

首先选取一-个51的电阻作为直流稳压电源的内阻Ro,与稳压电源串联组成一个实际电压源模型，其实验电路如图1.1.6所示。

改变负载电阻R的值，测量电压、电流，数据填入表1-1-3中。

图1. 1.6实际电压源的伏安特性测试电路

六．数据处理

I(mA)0 1.09 2.13 3.05 4.00

七误差分析

1、测量时，可调直流稳压电源的输出电压由0缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表和电流表，

不超过规定值。

2、直流稳压电源输出端切勿碰线短路。

3、电表本身误差。