电学元件的伏安特性(精)
思考题电学元件的伏安特性研究
图8 测二极管的反向伏安特性
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电学元件的伏安特性研究
五.选修实验内容
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五.选修实验内容
电学元件的伏安特性研究
六．数据记录及处理 以上各实验内容的相关数据自行设计表格
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六．数据记录及处理
电学元件的伏安特性研究
七．思考题
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七．思考题
图3(b)电流表外接
电学元件的伏安特性研究
三．实验原理
2.伏安法测线性电阻
如图4所示
电学元件的伏安特性研究
三．实验原理
2.伏安法测线性电阻
(a)电流表内接
(b)电流表外接
图4
电表内阻对特性曲线的影响
如图4所示
电学元件的伏安特性研究
三．实验原理
2.伏安法测线性电阻
(a)电流表内接
(b)电流表外接 图3 伏安法测线性电阻
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一．实验目的
电学元件的伏安特性研究
二．仪器和用具 电阻 二极管 小灯泡 毫安表 微安表 电压表 电键 万用表 检流计 滑线变阻器 返回 双路直流稳压电源 导线等
二．仪器和用具
电学元件的伏安特性研究
三．实验原理
1. 电学元件的伏安特性 在电学元件两端加上直流电压，元件内部即有电流通过， 电流随电压变化的关系称为电学元件的伏安特性。 若元件两端的电压与通过它的电流成正比，这类元件称为 线性元件，如碳膜电阻、金属膜电阻等是线性电阻， 它的阻值与外加电压的大小和方向无关，线性电阻 的伏安特性是一条直线， 如图1所示。
三．实验原理
4．电表内阻给电阻测量引进的系统误差分析
电学元件的伏安特性研究
三．实验原理
5.补偿法测电压
电压表接入电路会分掉部分电流，电压表内阻越小则分流越大， 电压测量值的误差就越大，因此实际中应尽可能选用大量程档 以减少电压表分流的影响。 但是电压表内阻不可能无限大，同时在很多情况需要较精确测定小电压， 为此，我们可用补偿法进行电压测量，如图5所示。
电学元件伏安特性测量报告
电学元件伏安特性的测量实验报告BME8 鲍小凡 2008013215【实验目的】（1）半定量观察分压电路的调节特性； （2）测定给定电阻的阻值；（3）测定半导体二极管正反向伏安特性； （4）戴维南定理的实验验证。
【实验原理】一、分压电路及其调节特性 1、分压电路的接法如图3.1.1所示，将变阻器R 的两个固定端A 和B 接到直流电源E 上，而将滑动端C 和任一固定端（A 或B ，图中为B ）作为分压的两个输出端接至负载R L 。
图中B 端电位最低，C 端电位较高，CB 间的分压大小U 随滑动端C 的位置改变而改变，U 值可用电压表来测量。
变阻器的这种接法通常称为分压器接法。
分压器的安全位置一般是将C 滑至B 端，这时分压为零。
图3.1.1 分压电路 图3.1.2 分压电路输出电压与滑动端位置的关系2、分压电路的调节特性如果电压表的内阻大到可忽略它对电路的影响，那么根据欧姆定律很容易得出分压为：()BC LL BC BCR R U E RR R R R =+-从上式可见，因为电阻R BC 可以从零变到R ，所以分压U 的调节范围为零到E ，分压U 与负载电阻R L的大小有关。
理想情况下，即当R L >>R 时，U=ER BC /R ，分压U 与阻值R BC 成正比，亦即随着滑动端C 从B 滑至A ，分压U 从零到E 线性地增大。
当R L 不是比R 大很多时，分压电路输出电压就不再与滑动端的位移成正比了。
实验研究和理论计算都表明，分压与滑动端位置之间的关系如图3.1.2的曲线所示。
R L /R 越小，曲线越弯曲，这就是说当滑动端从B 端开始移动，在很大一段范围内分压增加很慢，接近A 端时分压急剧增大，这样调节起来不太方便。
因此作为分压电路的变阻器通常要根据外接负载的大小来选用。
必要时，还要同时考虑电压表内阻对分压的影响。
E R A BCR L V E A B C 端位移 输 出 电 压 U 理想情况 1/1 1/31/7 RL/R=1/20称为电学元件的伏安特性。
电学元件的伏安特性研究实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除电学元件的伏安特性研究实验报告篇一：电学元件的伏安特性实验报告v1实验报告预习报告【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。
从书中学习使用以上仪器的基础知识。
【实验原理】给一个电学元件通直流电，测出元件两端的电压和通过它的电流，通常以电压为横坐标、电流为纵坐标画出元件的电流和电压关系曲线，称做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。
用伏安法测量电阻时，线路有两种接法，即电流表内接和电流表外接。
电流表内接，测得电阻Rx永远大于真值Rx，适于测量大电阻。
电流表外接时测得的电阻值永远小于真值，适于测量小电阻。
不同的线路会引入不同的线路误差，在实验中要根据被测电阻的大小适当地选择测量线路，减少线路误差，以求提高测量准确度。
二极管是常用的非线性元件，欧姆定律虽然不适用，电阻不再为常量，而是与元件上的电压或电流有关的变量。
钨丝灯泡也是非线性元件，加在灯泡上电压与通过灯丝的电流之间的关系为I?KV常数。
n，其中K、n是与该灯泡有关的实验数据实验1电流表内接：实验4小灯泡电流表内接实验5二极管正向偏压电流表外接二极管反向偏压电流表内接实验报告电学元件的伏安特性伏安法既可以测量线性元件的阻值，又可以测量非线性元件的伏安特性，具有测量范围宽、适应性广等优点，因此被广泛使用。
【实验目的】l.学习使用基本电学仪器及线路连接方法(:电学元件的伏安特性研究实验报告)。
元件伏安特性的研究(精)
； ；
内阻 内阻
。 。
直流电压表的使用
直流电压表是由表头和一高电阻串联而成，用于测量电路中两点 间电压的大小．它的主要技术指标有： 1、量程 即指针偏转满刻度时的电压值。直流电压表分伏特表、毫伏表 等，一般为多量程的。 2、内阻 即电表两端间的电阻同一电压表的不同量程，其内阻亦不同。 但是，由于各量程的每伏欧姆数都相同，所以电压表的内阻一般用 Ω /V统一表示。各量程的内阻可用下式计算： 内阻 = 量程×每伏欧姆数
1、零点调整 测量前，先检查电表指针是否指零。如不指零，用改锥细心 地调节零点调整螺丝，使指针指零。 2、选择量程 根据待测电流（或电压）的大小，选择合适量程的电流表（或 电压表）进行测量。如果选择的量程小于电路中的电流（或电压）值，会 使电表损坏；如果选择量程太大的表，指针偏转角度太小，读数就不准确。 若测量值的范围不知，应先选用大量程的表试测，再根据试测值，选用合 适的量程，尽量使指针指示在满量程的三分之二以上。 3、电表的连接 电流表必须串联在待测电路中；电压表必须与被测电压的两 端并联。
图2-8
【
实 验 步 骤
】
二、测绘 晶体二极管 伏安特性曲线
1、测二极管的正向伏安特性 按图2-9电路接线，图中R为二极管的限流电阻， 电压表量程取1V左右，电压从零缓慢地增加，每隔0.10V读数一次，将相应 的电压、电流值记入表2-2中。（当电流值变化较快时，应增加测量点） 2、测二极管的反向伏安特性 按图2-10电路接线，将毫安表换成微安表，电 压表取比1V大的量程。调节变阻器的滑动端C，逐步增大电压，从零开始每 隔1V读数一次，将相应的电压、电流值记入表2-2中。 3、以电压U为横坐标，电流I为纵坐标，作二极管的正、反向伏安特性曲线。 由于正向电流读数为mA，反向电流读数为μ A，在纵坐标的上半段和下半段 坐标纸每小格代表的电流值可以不同，但必须分别标清楚。
(完整word版)实验4元件伏安特性的测定
实验4 电阻元件伏安特性的测量【实验目的】1．验证欧姆定律；2．掌握测量伏安特性的基本方法；3．学会直流电源、电压表、电流表、电阻箱等仪器的正确使用方法。
【实验仪器】V~特性实验仪1台、专用连接线10根、电源线1根、保险丝(1A，FB型电阻A321已在电源插座中)2根、待测二极管、稳压二极管、小灯泡各2只。
【实验原理】1．电学元件的伏安特性在某一电学元件两端加上直流电压，在元件内就会有电流通过，通过元件的电流与端电压之间的关系称为电学元件的伏安特性。
在欧姆定律R=式中，电压U的单位U⋅I为伏特，电流I的单位为安培，电阻R的单位为欧姆。
一般以电压为横坐标和电流为纵坐标作出元件的电压－电流关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。
图4-1 线性元件的伏安特性图4-2 非线性元件的伏安特对于碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等电学元件，在通常情况下，通过元件的电流与加在元件两端的电压成正比关系变化，即其伏安特性曲线为一直线。
这类元件称为线性元件，如图4-1所示。
至于半导体二极管、稳压管等元件，通过元件的电流与加在元件两端的电压不成线性关系变化，其伏安特性为一曲线。
这类元件称为非线性元件，如图4-2所示为某非线性元件的伏安特性。
在设计测量电学元件伏安特性的线路时，必须了解待测元件的规格，使加在它上面的电压和通过的电流均不超过额定值。
此外，还必须了解测量时所需其它仪器的规格(如电源、电压表、电流表、滑线变阻器等的规格)，也不得超过其量程或使用范围。
根据这些条件所设计的线路，可以将测量误差减到最小。
2．实验线路的比较与选择a 电流表内接b 电流表外接图4-3 电流表的内、外接线路在测量电阻R 的伏安特性的线路中，常有两种接法，即图4-3 (a)中电流表内接法和图4-3 (b)中电流表外接法。
电压表和电流表都有一定的内阻(分别设为V R 和A R )。
简化处理时直接用电压表读数U 除以电流表读数I 来得到被测电阻值R ，即I U R /=，这样会引进一定的系统性误差。
电学元件的伏安特性测量
U（V） I（mA）
数据处理要求 （a）按上表数据进行等精度作图（复习等精度作图规则） 。以自变量 U 为横坐标，应变量 I 为纵坐 标，且据等精度原则选取作图比例尺。例如电压表准确度 K=0.5，Um=15V，则△U=15×0.5%=0.075V≈ 0.08V，即测量的电压值中十分之一伏为可信值，而百分之一伏这一位为可疑数，故作图时横轴的比例 尺应为 1mm=0.1V。同理，可定出纵轴 1mm 代表多少 mA。 （b）从 U-I 图上求电阻 R 值。在 U-I 图上选取两点 A 和 B（不要与测量点数据相同，且尽可能相 距远些，为什么？请思考） ，由式 U −U A R= B IB − IA 求出 R 值。 （3）二极管正反向伏安特性曲线测定 测量序数 1 2 3 4 5 6 7 8
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端的电压成正比关系变化，即其伏安特性曲线为一直线。这类元件称为线性元件，如图 2-12-3 所示。 至于半导体二极管、稳压管等元件，通过元件的电流与加在元件两端的电压不成线性关系变化，其伏安 特性为一曲线。这类元件称为非线性元件，如图 2-12-4 所示为某非线性元件的伏安特性。 A A
图 2-12-7 测晶体二极管正向特性电路 （2）测晶体二极管正向特性： 因为二极管正向电阻小，可用图 2-12-7 所示的电路，图中 R 为保护电阻，用以限流。接通电源前 应调节电源 E 使其输出电压为 3V 左右，并将分压输出滑动端 C 置于 B 端（这与图 2-12-6 是一样的） 。 然后缓慢增加电压，如取 0.00V、0.10V、0.20V、……（到电流变化大的地方，如硅管约 0.6∼0.8V 可 适当减小测量间隔） ，读出相应电流值，将数据记入相应表格。最后关断电源（此实验硅管电压范围在
电学元件的伏安特性
电学元件伏安特性的测量内容1线性电阻器伏安特性测量及测试电路设计1、实验目的按被测电阻大小、电压表和电流表内阻大小，掌握线性电阻元件伏安特性测量的根本方法。
2、伏安特性在电阻器两端施加一直流电压，在电阻器1-1内就有电流通过。
根据欧姆定律, 电阻器电阻值为：R UI上式中R—电阻器在两端电压为U,通过的电流为I时的电阻值，单位Q; U—电阻器两端电压，单位V;I —电阻器内通过的电流，单位A 欧姆定律公式1-1表述成下式：I UR以U为自变量，I为函数，作出电压电流关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。
对于线绕电阻、金属膜电阻等电阻器，其电阻值比拟稳定不变，其伏安特性曲线是一条通过原点的直线，即电阻器内通过的电流与两端施加的电压成正比，这种电阻器也称为线性电阻器。
3、线性电阻的伏安特性测量电路的设计当电流表内阻为0,电压表内阻无穷大时，下述两种测试电路都不会带来附加测量误差来附加测量误差。
为了减少这种附加误差，测量电路可以粗略地按下述方法选 择：A. 当R u >>R ，R I 和R 相差不大时，宜选用电流表外接电路，此时R 为估计值；B. 当R>>R I ，R U 和R 相差不大时，宜选用电流表内接电路，C. 当R>>R I ，R U >>R 时，必须先用电流表内接和外接电路作测试而定。
方法如下：先按电流表外接电路接好测试电路，调节直流稳压电源电压， 使数字表显示较大的数字，保持电源电压不变，记下两表值为 U i ，I i ；将电路改成电流表内接式测量电路，记下两表值为 U 2, |2。
将U i ，U 2和|1，|2比拟，如果电压值变化不大，而|2较|1有显著的减少， 说明R 是高值电阻。
此时选择电流表内接式测试电路为好；反之电流值变化不 大，而U 2较U 1有显著的减少，说明R 为低值电阻，此时选择电流表外接测试 电路为好。
当电压值和电流值均变化不大，此时两种测试电路均可选择〔思考：什么 情况下会出现如此情况？〕如果要得到测量准确值，就必须按下 1— 2, 1— 3两式，予以修正。
电学元件的伏安特性
电学元件伏安特性的测量目的1．掌握测量伏安特性的基本方法2．正确使用电压表、电流表、滑线变阻器和电阻箱。
仪器用具电压表 电流表 电阻箱 滑线变阻器 稳压电源 待测电阻 待测二极管 开关 导线 原理1．电学元件的分类当在一电学元件两端加上直流电压，元件内就会有电流通过。
通过元件的电流与端电压之间一一对应的函数关系称为电学元件的伏安特性。
以电压和电流分别为横坐标和纵坐标作出的曲线，称为该元件的伏安特性曲线。
伏安特性所遵循的规律，就是该元件的导电特性。
若所得结果为一条直线，如图1所示，这类元件称线性元件，如碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等。
若为一曲线，如图2所示，这类元件称为非线性元件，如半导体二极管、稳压管等。
2．实验电路的的比较与选择伏安法测电阻是研究物质电学特性的常用方法。
它即可以测线性电阻也可以测非线性电阻。
其优点是测量范围宽，适用性广，且只要知道被测元件两端电压U 及流过它的电流I ，由欧姆定律I U R /=就可计算出电阻R 来。
但是，在实际测量中，由于电表内阻的影响，根据I U R /=算出的阻值不是待测电阻的真实值。
如果按图3(a)所示的电流表外接法测量，电压表的读数U 等于待测电阻R 两端的电压U ，电流表的图1 线性元件的伏安特性图2 非线性元件的伏安特性—+g I HR g R VA—g I HR gR +VA(a)(b)图3读数I 不等于I x ，而是I = I x + I v 。
R x 是线性元件，因此)1(x v x xv x x I I I U I I U I U R +=+==（1） 如果v x R R <<（电压表的内阻），则x v I I <<，因此可将)1(x v x I I I +-1用二项式定理展开，略去二次幂以上的项后，式（1）变为)1()1(vx x x v x x R RR I I I U R -=-≈（2） R x /R v 是电压表内阻给测量结果带来的相对误差。
电学元件的伏安特性研究实验报告
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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。
从书中学习使用以上仪器的基础知识。
【实验原理】给一个电学元件通直流电，测出元件两端的电压和通过它的电流，通常以电压为横坐标、电流为纵坐标画出元件的电流和电压关系曲线，称做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。
用伏安法测量电阻时，线路有两种接法，即电流表内接和电流表外接。
电流表内接，测得电阻Rx永远大于真值Rx，适于测量大电阻。
电流表外接时测得的电阻值永远小于真值，适于测量小电阻。
不同的线路会引入不同的线路误差，在实验中要根据被测电阻的大小适当地选择测量线路，减少线路误差，以求提高测量准确度。
二极管是常用的非线性元件，欧姆定律虽然不适用，电阻不再为常量，而是与元件上的电压或电流有关的变量。
钨丝灯泡也是非线性元件，加在灯泡上电压与通过灯丝的电流之间的关系为I?KV常数。
n，其中K、n是与该灯泡有关的实验数据实验1电流表内接：实验4小灯泡电流表内接实验5二极管正向偏压电流表外接二极管反向偏压电流表内接实验报告电学元件的伏安特性伏安法既可以测量线性元件的阻值，又可以测量非线性元件的伏安特性，具有测量范围宽、适应性广等优点，因此被广泛使用。
【实验目的】l.学习使用基本电学仪器及线路连接方法(:电学元件的伏安特性研究实验报告)。
电学元件伏安特性研究
电学元件伏安特性研究电学元件的伏安特性是指元件的电流-电压关系，即在不同电压下通过元件的电流大小。
对于电子元件来说，伏安特性是研究元件性能和工作状态的重要参数，也是设计和应用电路时必须考虑的因素。
本文将以电阻、电感和电容三种基本的电学元件为例，探讨它们的伏安特性及其应用。
一、电阻的伏安特性电阻是电路中最常用的元件之一，通过电阻的电流-电压关系可以研究电路的稳定性、功耗和能量转换等问题。
根据欧姆定律，电阻的电流与电压成正比，其伏安特性为直线关系。
换句话说，电压越高，通过电阻的电流就越大。
这个关系可以用下式表示：I=V/R其中，I为电流，V为电压，R为电阻。
当电压为0时，通过电阻的电流也是0，这意味着电阻是一个障碍，完全阻碍电流的流动。
电阻的伏安特性不仅仅是材料本身的特性，还与电阻的尺寸、环境温度等因素有关。
通常，电阻材料的温度系数越大，其伏安特性就越显著。
电阻的温度系数一般由材料的电阻率和温度变化率决定。
在实际应用中，电阻常用于调节电流和电压，限制电流大小和电路的功耗。
二、电感的伏安特性电感是由线圈或线圈组成的元件，通过电感的电流-电压关系可以研究电路的频率响应、能量存储和传输等问题。
根据电感的特性，当电流变化时，它会产生电压反向的感应电动势，这就是电感的自感现象。
电感的伏安特性可以用电压和电流的关系表示：V = L(di/dt)其中，V为电压，L为电感系数，di/dt为电流的变化率。
这个关系表示电感对电流变化的响应速度。
当电流变化越大，电感对电压的产生的作用力也就越大。
电感的伏安特性可以用来调整电流和电压的大小，限制电流的变化速度。
在实际应用中，电感常用于滤波电路、变压器等场合，以实现信号的处理和转换。
三、电容的伏安特性电容是由两个导体板和介质组成的元件，通过电容的电流-电压关系可以研究电路的储能和耦合效应等问题。
根据电容的特性，当电压变化时，它会存储一定数量的电荷，这就是电容的电荷-电压关系。
电学元件伏安特性的测量
实验原理
一、基本原理
电学元件的伏安特性是指该元件两端电压与通过 它的电流之间的关系特性。
这种关系既可以用它的 I ~ U 曲线表示，也可 以用该元件在某种条件下具有多大的电阻来表示。
在一定温度下，在待测电阻 Rx 两端加上直流电 压，即会有直流电流通过。用电压表和电流表测量出
电压 U 和电流 I 的数值则可由欧姆定律计算出其电
同样地，要较准确地测量 I
二极管的正向伏安特性曲线，
也要选择合适的测量电路，以
减小测量的系统误差。
实验器材
0
U
图8-3
电源E、开关K、滑线变阻器 R0 、电流表mA 、 电压表V 、待测线性电阻 Rx1 、 Rx2 、待测二极管。
实验内容及步骤
1. 实验内容：对 Rx1 和 Rx2 分别按图8-4(a)、8-4(b)的电路用
2(b)。
PN结
P区
N区
(a)
(b)
图8-2
当二极管的P端接高电位、N端接低电位时，称为正向连 接；当二极管的P端接低电位、N端接高电位时，称为反向连 接。二极管正向连接时，外加电场的方向与PN结的内电场方 向相反，当外加电场大于内电场时，二极管中有较大的正向 电流通过。二极管反向连接时，外加电场的方向与PN结的内 电场方向相同，二极管中没有电流通过(实际上有很小的反向 饱和电流)，这就是二极管的“正向导通，反向截止”。
3. 测量二极管时必须从低电压开始，电压间隔为0.1V。
测量次数n
R 的外接法测量数据
12
……
U (V)
I (mA)
R1 U / I ()
R 的内接法测量数据
测量次数n 1 2
……
U (V)
《电学元件伏安特性的测量》实验报告附页
《电学元件伏安特性的测量》实验报告（数据附页）一、半定量观察分压电路的调节特点变阻器R=470Ω二、用两种线路测电阻的对比研究电流表准确度等级1.5，量程I m=5mA，R I=8.38±0.13Ω电压表准确度等级1.5，量程U m=0.75V，R V=2.52±0.04kΩ；量程U m=3V，R V=10.02±0.15kΩ三、测定半导体二极管正反向伏安特性由于正向二极管的电阻很小，采用外接法的数据；反向电阻很大，采用内接法的数据。
四、戴维南定理的实验验证1.将9V电源的输出端接到四端网络的输入端上，组成一个有源二端网络，求出等效电动势E e和等效内阻R e。
（外接法）修正后的结果：取第二组和第七组数据计算得到：E e=2.15V R e=319.5Ω由作图可得：E e=2.3V R e=352.8Ω2.用原电路和等效电路分别加在相同负载上，测量外电路的电压和电流值。
3.理论计算。
4．讨论。
等效电动势的误差不是很大，而等效电阻却很大。
原因是多方面的。
但我认为最大的原因应该是作图本身。
所有数据的点都集中在一个很小的区域，点很难描精确，直线的绘制也显得过于粗糙，人为的误差很大。
如果对数据进行拟合，可以得到I=-3.298U+6.836，于是得到E e=2.07V，R e=303.2Ω，前者误差为11.5%，后者误差为1.1%，效果比直接读图好，因为消除了读图时人为的误差。
另外一点，仪表读数也是造成误差大的一个原因。
比如电流表没有完全指向0，电压表不足一格的部分读得很不准等等。
总的讲，实验数值和理论还是有一定偏差，不能很好的证明。
204 电学元件的伏安特性
电流表内接测试
电流表外接测试
U（V） I（A）
R 直算 值（Ω）
R 修正 值（Ω）
U（V）
I（A）
R 直 算 R 修正 值（Ω） 值（Ω）
5、 就下述提示写出实验总结 1) 电阻器伏安特性概述 2) 电流表内接外接两种测试方法，根据 R=1KΩ，RU=1MΩ，RI= 10Ω和测试 误差，讨论两种测试方式优劣。
正向伏安曲线测试数据表
注：1）、电阻修正值按电流表外接修正公式 1－3 式计算所得。 2）、实验时二极管正向电流不得超过 20mA。
5、就下述提示可实验讨论 1）、二极管反向电阻和正向电阻差异如此大，其物理原理是什么？ 2）、在制定表 2－2 时，考虑到二极管正向特性严重非线性，电阻值变化范
围很大，在表 2－2 中加一项“电阻修正值”栏，与电阻直算值比较，讨论其误 差产生过程。
情况下会出现如此情况？）
如果要得到测量准确值，就必须按下 1－2，1－3 两式，予以修正。
即电流表内接测量时， R U RI I
电流表外接测量时， 1 I 1 R U RU
1－2 1－3
上两式中：R—被测电阻阻值，Ω；
电路元件的伏安特性实验
电路元件的伏安特性实验（一）实验目的（1）掌握直流电流表，直流电压表，万用表及可调稳压电源的使用方法。
（2）了解几种电路元件的伏安特性，学习元件伏安特性的测试方法。
（二）实验原理在电路中，电路元件的特性一般用该元件的端电压与通过该元件的电流之间的函数关系u=f(i)表示。
把这个函数关系绘成u-i平面上的一条曲线，就成为该元件的伏安特性曲线。
线性电阻的伏安特性曲线是一条过原点的直线，电压和电流满足欧姆定律，阻值不随电压和电流的变化而变化。
图一线性电阻的伏安特性白炽灯工作时处于高温状态，灯丝电阻随温度的升高而增大。
伏安特性是一条曲线。
图二白炽灯的伏安特性普通二极管是非线性元件，具有单向导电性。
图三普通二极管的伏安特性稳压管是一种特殊的半导体二极管，正向特性与普通二极管相似，为指数曲线；反向电流几乎为零，击穿区曲线很陡，近乎平行于纵轴，表现出很好的稳压特性。
图四稳压管的伏安特性（三）实验设备1.可调直流稳压电源一台。
2.直流电流表，直流电压表各一只。
3.线性电阻，白炽灯，普通二极管及稳压二极管若干。
（四）实验内容1.测定线性电阻的伏安特性如图五所示，调节稳压电源的输出电压US，从0V开始缓慢地增加，使元件两端电压增至25V，记下相应的电压表和电流表读数，并记录。
图五实验电路图电压U/V 0 5 10 15 20 25电流I/mA 0 50.7 101.4 152.2 199 242计算RL/o 0 98.61 98.61 98.55 100.5 103.3拟合图表一分析数据及拟合图像得出结论：在误差允许范围内，线性电阻的伏安特性曲线是一条过原点的直线，电压和电流满足欧姆定律，阻值不随电压和电流的变化而变化2.测定非线性电阻（白炽灯）伏安特性将RL换成一只白炽灯，其额定电压为24V，重复实验内容（1）的步骤，测试白炽灯的伏安特性，并记录。
表2 白炽灯伏安特性数据记录电压U/V 0 2 4 6 8 10电流I/mA 0 40.4 57.6 72.7 86.0 97.9计算RL/o 0 49.5 69.4 82.5 93.0 102.1拟合图表二分析数据及拟合图像得出结论：白炽灯灯丝电阻随温度的升高而增大。
电路元件的伏安特性知识讲解
电路元件的伏安特性
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（2）测定理想电压源的伏安特性
直流稳压电源，其内阻很小，作为理想的电压源。
按图1—3线路接好后，接通晶体管稳压电源，调节输出电压Us=10v ，再调节可变电阻R L ，使直流电流表读数分别为表1—4中数据，将相应的电压数据写入表1—3中。
图1-3
（3）测定实际电源内阻及伏安特性
晶体管直流稳压电源和一个51欧的电阻串联，作为一个实际电压源。
按图1—
R L
稳 压 电 源
200Ω
mA
V
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4接线，当负载R L 开路时调节稳压电源的输出电压U=10V ，再调节负载，当电流表的数据分别为表1-1~表1-3中的数值时，将相应的电压、电流数值写入表1-3中，并计算相应的功率值。
图1-4
数据记录：
表1-1 线性电阻伏安特性
U(v) 0 2 4 6 8 10 I(mA)
0.000
2.000
4.000
6.001
8.001
10.000
表1-2 理想电压源的伏安特性
I(mA) 0 10 20 30 40 50 U(v)
10
10
10
10
10
10
R
L
稳 压 电 源
51Ω
mA
V
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电路元件的伏安特性.
实验一 电路元件的伏安特性一、实验目的：1、研究电阻元件和直流电源的伏安特性及其测定方法。
2、学习直流仪表设备的使用方法。
二、原理及说明：1、独立电源和电阻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）。
伏安表法原理简单，测量方便，同时使用于非线性元件伏安特性的测定。
2、理想电压源的端电压U S (t)是确定的时间函数，而与流过电源的电流大小无关。
如果U S (t)不随时间变化（即为常数），则该电压称为理想直流电压源U S (t)，其伏安特性曲线如图1-1中曲线a 所示，实际电压源的特性曲线如图1-1中曲线b 所示，它可以用一个理想电压源U S (t)和电阻R S 相串联的电路模型来表示（图1-2）。
显然R S 越大，图1-1中的θ角也越大，其正切的绝对值代表实际电源的内阻R S 。
图1-1 图1-23、理想电流源向负载提供的电流是确定的函数，与电源的端电压大小无关。
如果I S (t)不随时间变化（即为常数），则该电流源称为理想直流电流源I S (t)，其伏安特性曲线如图1-3中曲线a 所示，实际电流源的特性曲线如图1-1中曲线b 所示，它可以用一个理想电流源I S 和电导G S 相并联的电路模型来表示（图1-4）。
显然G S 越大，图1-3中的θ角也越大，其正切的绝对值代表实际电源的内导G S 。
图1-3 图1-44、电阻元件的特性可以用该元件两端的电压U 与流过元件的电流I 的关系来表征。
即满足于欧姆定律：IU R在U-I 坐标平面上，线性电阻的特性曲线是一条通过原点的直线。
三、实验内容及步骤： 1、测理想电定流源的伏安特性图1-5调节直流电源是其输出电流I s =10(mA)，先将可调电阻R 置零，按图1-5接线。
逐次增加R 的值，读取相应的电压值、电流值计入表1-1。
表1—12、测定理想电压源的伏安特性图1-6 其中R 1=50Ω调节直流稳压源使其输出电压U=10（V ），再将可调电阻R 调至最大值，按图1-6接线。
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电学元件伏安特性的测量
目的
1．掌握测量伏安特性的基本方法
2．正确使用电压表、电流表、滑线变阻器和电阻箱。
仪器用具
电压表电流表电阻箱滑线变阻器稳压电源待测电阻待测二极管开关导线
原理
1．电学元件的分类
当在一电学元件两端加上直流电压，元件内就会有电流通过。
通过元件的电流与端电压之间一一对应的函数关系称为电学元件的伏安特性。
以电压和电流分别为横坐标和纵坐标作出的曲线，称为该元件的伏安特性曲线。
伏安特性所遵循的规律，就是该元件的导电特性。
若所得结果为一条直线，如图1所示，这类元件称线性元件，如碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等。
若为一曲线，如图2所示，这类元件称为非线性元件，如半导体二极管、稳压管等。
图1 线性元件的伏安特性图2 非线性元件的伏安特性2．实验电路的的比较与选择
伏安法测电阻是研究物质电学特性的常用方法。
它即可以测线性电阻也可以测非线性电阻。
其优点是测量范围宽，适用性广，且只要知道被测元件两端电压U及流过它的电流I，由欧姆定律I
=就可计
U
R/
算出电阻R来。
但是，在实际测量中，由于电表内阻的影响，根据I
=算出的阻值不是待测电阻的真
U
R/
实值。
读数I 不等于I x ，而是I = I x + I v 。
R x 是线性元件，因此
)
1(x v x x
v x x I I I U I I U I U R +=+==
（1） 如果v x R R <<（电压表的内阻），则x v I I <<，因此可将)1(x v x I I I +-1用二项式定理展开，略去二次幂以上的项后，式（1）变为
)1()1(v
x x x v x x R R
R I I I U R -=-≈
（2） R x /R v 是电压表内阻给测量结果带来的相对误差。
由式（2）可见，电流表外接时，若用U / I 作为被测电阻值，则比实际值R x 略小些，应作以下修正。
若R V 值已知。
则
(1/)
(1)(1)(1)
x x
x v v x v v v
U U R I I I I I U I I
R I I I
R
R R =
=
--≈
+=+=+ （3） 对于电流表内接法，由图3（b ）可知
)1(x A x A x x
A
x R /R R R R I U U I U R +=+=+==
（4） 其中，R A 为电流表的电阻，x A R /R 为电流表的内阻给测量带来的相对误差。
由式（4）可见，若简单地用U/I 值作为被测量电阻值，则比实际值R x 略大些，应作如下修正。
若R A 值已知，则
)1(R /R R R R I
U U R A A A
x -=-=-=
（5）
综上所述，不论哪种连接法，误差总是难免的。
该误差是由选用的实验方法引起的，故称为“方法误差”。
用伏安法进行测量时，应根据被测电阻的阻值范围及所用电表的内阻来合理选择电路，使“方法误差”尽可能减小，通常可作如下选择：由式（4）可知，当A x R R >>时，接入误差才可以忽略不计, 宜采用电流表内接法，此时，R ≈ R x ；由式（2）可知，当x v R R <<时，宜采用电流表外接法，接入误差才可以忽略不计，此时，R ≈ R x 。
对于既满足A x R R >>，又满足x v R R <<的电阻，两种方法均可采用。
实验内容和步骤
一．测量电阻的伏安特性曲线及R x 值
待测电阻约为100Ω，采用电流表的内接法，其电路如图（4）。
1．电源电压E 为3V ，合理地选择电流表和电压表的量程，按图（4）联接好电路。
2．经教师检查无误后，接通电源，调节滑线变阻器，使电压表的指示值为表1所列，测出相应得电流值，填入表1。
表1
3．作伏安特性曲线。
用作图法求出R 值，再由式（5）求出x R 值。
4. 用逐法求R 值
)(311
41425253636I I U U I I U U I I U U R --+--+--=
再由式（5）求出x R 值。
将上述两种方法得出的R 和x R 值进行比较，作误差分析。
二．测量晶体二极管伏安持性曲线
晶体二极管由P —N 结构成。
它有正、负两个极,具有单向导电的性能。
即它的正、反方向的电阻值相差很大。
对小功率晶体二极管来说，正向电阻—般只有几十到几百欧，反向电阻则有几百至几千欧，其值 无论正向、反向都不是定值．与所加电压有关，其伏安特性曲线是非线性的。
1．测量晶体二极管正向伏安持性曲线
电源电压E 用1.5V ，合理地选择好电流表和电压表的量程，然后按图5连接好电路。
经教师检查无误后，方可接通电源。
调节滑线变阻器，使电压表的指示值为0.00V 、0.10V 、0.20V 、0.30V 、…直到电流达到最大允许电流为止(电流变化大的地方电压值的间隔应取小些)。
测出相应的电流值，填入表2中。
作出二极管正向伏安特性曲线。
表2
思考题
1．若测量晶体二极管反向伏安持性曲线, 电流表的接法与测正向时是否相同, 为什么?
2．有一个12 V、15W的钨丝灯泡，已知加在灯泡上的电压与通过灯丝的电流之间的关系为I=KU n，其中K、n是与该灯泡有关的常数。
如何通过实验方法并用作图法处理数据求出K、n，得到I随U变化的经验公式？画出实验电路图并简述作图法处理数据的步骤。