4 . 复习线性电阻和非线性电阻的伏安特性.

4 ． 复 习 线 性 电 阻 和 非 线 性 电 阻 的 伏 安 特 性 。

（ 1 ） 线 性 电 阻 元 件 的 伏 安 特 性 服 从 定 律 ， 它 是 一 条 通 过 座 标 原 点 的 。 线 。 非 线 性 电 阻 元 件 的 伏 安 特 性 不 服 从 非 线 形 定 律 ， 它 是 一 条 通 过 座 标 原 点 的 线 。

（ 2 ） 在 伏 安 特 性 的 测 试 中 ， 只 有 在 电 流 很 小 ， 电 阻 很 小 时 （ 只 有 几 个 欧 姆 ） ， 将 电 压 表 与 电 阻 直 接 ＿ ＿ 联 ， 再 与 电 流 表 联 。 而 测 量 较 大 电 阻 （ R = 200Ω） 的 伏 安 特 性 时 ， 要 将 电 流 表 先 直 接 与 被 测 电 阻 联 后 ， 再 与 电 压 表 联 。 这 是 因 为 。 三 、 实 验 内 容 说 明

电 阻 元 件 的 伏 安 特 性 是 指 电 阻 元 件 两 端 电 压 U 与 通 过 该 电 阻 元 件 的 电 流 I 之 间 的 关 系 曲 线 。 线 性 电 阻 元 件 伏 安 特 性 服 从 欧 姆 定 律 ， 即 U /I 为 常 数 。 不 但 其 阻 值 不 随 电 压 或 电 流 变 化 而 变 化 ， 而 且 与 电 压 或 电 流 的 方 向 无 关 。 因 此 线 性 电 阻 元 件 的 伏 安 特 性 是 一 条 通 过 座 标 原 点 的 直 线 。 如 图 6－ 2－ l （a ） 所 示 。

非 线 性 电 阻 元 件 的 伏 安 特 性 不 服 从 欧 姆 定 律 ， 即 U ／ I 不 等 于 常 数 ， 它 与 电 压 电 流 的 大 小 和 方 向 有 关 。 因 此 非 线 性 电 阻 元 件 的 伏 安 特 性 是 一 条 通 过 坐 标 原 点 的 曲 线 。 对 电 压 、 电 流 控 制 型 的 非 线 性 电 阻 元 件 ， 如 白 炽 灯 和 晶 体 二 极 管 的 伏 安 特 性 分 别 如 图 个 6—2—1（b ） 和 图 6— 2－ l （c ） 所 示 。

（ a ） （ b ） （ C ） 图 6 － 2 电 阻 伏 安 特 性 曲 线

电 阻 元 件 的 伏 安 特 性 ， 可 以 通 过 实 验 的 方 法 来 测 定 。 但 是 必 须 注 意 仪 表 的 合 理 连 接 方 法 ， 否 则 测 量 的 误 差 将 比 较 大 。 因 为 电 流 表 与 被 测 负 载 电 阻 串 联 ， 电 流 表 的 内 阻 起 了 分 压 的 作 用 。 电压 表 与 被 测 电 阻 并 联 ， 电 压 表 的 内 阻 起 了 分 流 的 作 用 。 两 者 都 直 接 影 响 测 量 的 结 果 。 所 以 根 据 被 测 电 阻 的 大 小 ， 合 理 连 接 电 压 表 和 电 流 表 ， 尽 可 能 减 少 测 量 误 差 。

四 、 实 验 仪 器

1 ． 双 路 直 流 稳 压 电 源 （ 0～ 30V 1A ） 一 台

2 ． 直 流 电 压 表 （ 45～ 75 mV

3 ～ 7.5— 15 ～ 30— 75 ～ 150 ～ 300 ～ 600 V 0.5级 ） 一 只 3 ． 直 流 毫 安 表 （ 0～100～200～500～1000mA 0.5级 ） 一 只

4 ． 直 流 微 安 表 （ 0～100～200～500～1000µA0.5级 ） 一 只

5 ． 滑 线 电 阻 器 （ 200Ω1.45 A ） 一 只

6 ．定值电阻（100Ω 20W）一只

7 . 钨丝灯泡（24V 2W）一只

8 .二极管（2AP 23 J ）一只

五、实验步骤

1 ．测定线性电阻R的伏安特性．

（1 ）按图6－2－2接线，以定值电阻R—200Ω为被测线性电阻元件。先使分压器滑动触头处于无输出电压的位置处（即零位）。

（2 ）调节直流稳压电源，使输出为15V。

注：稳压源给出的电压要用万用表（或电压表）测量。稳压源面板上电压表头指针指示的电压值仅供参考。

（3 ）根据电源电压及电阻数值估算电流表、电压表量程。

（4 ）调分压器滑动触头，使分压器输出电压从零缓慢增加到最大值。观察电流随电压的变化趋势，以便确定测试点之间的距离。

（5 ）从OV～15V之间取7个测试点进行测量，记下R两端的各个电压值及对应的各个电流值，记入表6－2 中。

注：若分压器调不到所需电压时，可轻调直流稳压电源的微调旋钮。但此时要注意各仪表的指针不要超过满刻度。

（6 ）将电阻反向连接，重复步骤（1）～（5），记下电压和电流值，记人表6－2—1 中。

注：每次换接电路时必须切断电源，待电路接好后再接通电源。

R

B

图6-2-3 线形电阻伏安特性测试图

表6－2－1 线性电阻伏安特性测定数据表

2 ．测定非线性电阻元件——白炽灯的伏安特性。

（1 ）在图6－2－2中将R换接成白炽灯泡。将电压表接至毫安表之后，直接与白炽灯泡并联。如图6－2－3所示。

（2 ）调节直流稳压电源，使输出电压为20V（注意不要超过24V）。确定电压表、电流表的量程。

（3 ）调分压器滑动触头，使分压器输出电压从零逐渐缓慢地增加到20V，观察电流随电压的变化趋势，确定测试点之间的距离。

（4 ）从OV～20V之间取11个测试点，测量并记下对应白炽灯泡两端的电压和电流，记人表6—2－2中。

表6－2－2 非线性电阻伏安特性测定数据表

注：反向特性与正向特性是对称的。

3 ．测定非线性电阻元件——二极管的伏安特性。

（1 ）正向伏安特性的测定

按图6—2－4接线。调直流稳压电源输出电压为1．5 V.再调分压器触头，使电压表的读数分别为表6－2－3中所示的各电压数值。使用直流毫安表，测量并记下对应于电压U的各值的电流I，记入表6－2－3中。

（2 ）反向伏安特性的测定

在图6－2－4中，将二极管反向连接。调节稳压电源的输出电压为25V，接通电源后调分压器，使输出电压分别为表6－2－3中所示的各电压值。使用直流微安表，测量并记下对应于电压U的电流I的值，记人表6－2－3中。

4．记下本次实验中所使用的直流电压表和直流电流表的准确度等级。