电阻元件伏安特性

实验五测绘线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线

【实验目的】

1.熟悉电学常用仪器的基本技术指标，掌握其使用方法。

2.训练用回路接法看图接线。

3.学习测绘线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线。

【实验仪器】

直流电压表、电流表，滑线变阻器，电阻箱，直流稳压电源，二极管，开关及导线等。

一、直流电压表

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。直流电压表分为伏特表、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

二、直流电流表

直流电流表是由表头和一个低电阻并联而成。用于测量电路中的电流的大小。它的主要技术指标有

1.量程：即指针偏转满刻度时的电流值。直流电流表分为安培表、毫安表、微安等，一般为多量程的。

2.内阻：一般安培表的内阻都在0.1Ω以下，毫安表、微安表的内阻可达几百欧姆到几千欧姆。

使用电表时应注意以下几点：

1.零点调整测量前，先检查电表指针是否指零，如不指零，要用一字形螺丝刀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。在不知道测量范围时要选用大量程电表进行测试，再根据测量值得大小，选用合适的量程，尽量使指针在满刻度的三分之二以上。

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。

4.电表的极性必须让电流从表的“+”极流向“—”极，不可接错。

5.电表的安放应按电表表面指示符号正确放置电表，否则，指示数据不准。

6.避免读数误差设电表的量程为（或），电表的准确度等级为，则用该电表进行测量时可能引起的得最大误差（或）按下式计算：或

读数时，应读到有误差的一位上。如0.5级量程为150mA电流表，其

则用此量程测量电流时，读数应读到小数点后一位。

三、滑线变阻器

滑线变阻器是用来控制电路中的电压和电流的，它的主要技术指标有：

1.全电阻即全额电阻，即滑线变阻器两个底脚间的电阻值。

2. 额定电流即变阻器允许通过的最大电流，使用时不得超过该值。

滑线变阻器的两种接法：

1.限流电路如图1-1所示，当滑动C时，整个电路的电阻改变了，因此回路中的电流也改变，所以它能控制电路中的电流的大小。该电路称作限流电路。

2.分压电路如图1-2所示接通电源后，加在负载电阻上的电压取自的一部分，随着触点C的位置的变化，大小可调。该电路称作分压电路。

【实验原理】某电学元件两端加上直流电压，在元件就会有电流通过，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。若以电压为横坐标，一电流为纵坐标，作出电流随电压变化的关系曲线，称作电学元件的伏安特性曲线。

对于碳膜电阻、线绕电阻等电学元件，在通常情况下的伏安特性曲线是一条直线，如图1-3所示。这类元件称作线性元件，其电阻称作线性电阻。

如图1-4所示，晶体二极管有正、负两极，正极由p型半导体引出，负极由n型半导体引出，其p-n结具有单向导电性。

从图3-5可以看出二极管的伏安特性是非线性的，因此，二极管是非线性元件，其电阻称为非线性电阻。

【实验步骤】

一、测绘线性电阻的伏安特性曲线

1.按图1-6采用回路接线法接线。即按箭头所指的方向，由回路I的点开始连线，连至点，再依次连接回路Ⅱ、回路Ⅲ。电源在最后接入电路，接入电路时开关呈断开状态，连线后，按回路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的顺序复查电路接线是否正确；电源和电表的正、负极是否接对；电表的量程是否合适；滑线变阻器的滑动端位置是否恰当（应先放在处）等。再经教师检查认可后方能闭合开关K，如一切正常，即可开始实验。

2.调节变阻器的滑动端C，使电压从零开始逐步增大，读出相应的电压、电流值记入表1—1中。

3.以电压为横坐标，电流为纵坐标，作出电阻的伏安特生曲线，用图解法求电阻值，并与其准确值（其值由实验室给出）比较，计算相对误差。

二、测绘晶体二极管的伏安特性曲线

1.测二级管的正向伏安特性按图1—7电路接线，图中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1—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1—8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1—2中。

3.以电压为横坐标，电流为纵坐标，作二极管的正、反向伏安特性曲线，由于正向电流读数为mA级，反向电流读数为uA级，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。

【注意事项】

1.每次连接线路时要断开电源，不要带电操作。

2.拆线时应先切断电源，并拆除电源一端连线后，再拆其它导线，防止电源短路。

3.测量晶体二极管正向伏安特性时，毫安表读数不得超过二极管允许通过的最大正向电流值（该值由实验室给出）。

4.测量晶体二极管反向伏安特性时，加在二极管上的电压不得超过二极管允许的最大反向电压值（该值由实验室给出）。

【数据记录】表1—1 线性电阻的测量

电流表量程______ ；准确度等级_______；内阻_______Ω.

电压表量程______ ；准确度等级_______；内阻_______Ω.

待测电阻的准确值=_______Ω；

待测电阻的测量值= _______Ω；

表1—2 非线性电阻的测量

毫安表量程______ ；准确度等级______；内阻______Ω.

电压表量程______ ；准确度等级______；内阻______Ω.

正向特性

反向特性

微安表量程_______uA；准确度等级______；内阻______Ω.

电压表量程________V；准确度等级______；内阻______Ω.