元件伏安特性的测定中国海洋大学实验报告

中国海洋大学实验报告

学生姓名 专业 授课教师 成绩

日期 星期 节 组 号

实验题目:元件伏安特性的测定

实验目的:1、学习常用仪器及其使用方法;

2、学习用电压表与电流表测定元件的伏安特性;

3、加深对线性电阻元件、非线性电阻元件及电源伏安特性的理解。

实验仪器:稳压电源、电压表、可变电阻(1000Ω左右)等。

实验原理

一.几种常用元器件的伏安特性曲线

1、电阻元件

电阻两端电压U 、电阻R 与电流I 的关系:U=IR

伏安特性曲线如图1;

2、半导体二极管 半导体二极管就是非线性元件,当外加电压极性与

二极管极性相同时电阻很小,反之很大。伏安特性曲线如图2;

3、(直流)电压源

理想电源的端电压与流过的电流大小无关,

其外伏安特性曲线如图3中实线,实际电源相当

于一个理想电源与一个电阻串联表示,当电源有

电流I 流过时,会在内阻Rs 上产生电压降,其端电压U

可表示为 U=Us —I* Rs 实际电压源的伏安特性曲线如图3中虚线所示。

二.电压与电流的测量

正确选择电压表与电流表的规格、精度与量程,

接线时接在正确位置上可以减小误差。用电压表测 Rx 的端电压U,用毫安表测Rx 的电流I,有如图4

两种连接方式,由于电表内阻影响,不可能测准Rx

的端电压与电流,若想不进行数值修正,又得到比较

准的测量结果,内接法中电流表内阻远小于Rx(一般

小两个数量级),外接法中电压表内阻远大于Rx(一般大两个数量级)。

实验内容与步骤

一.测定线性电阻的伏安特性曲线

取标称值为1kΩ的电阻作为被测元件,

参照图1-5连接,检查无误后,打开电源

开关,依次调节直流电源的电压,使电源

的输出电压(注意由电压表读出)从2V

到10V之间变化,每隔2V测一次电流值。

二.测定半导体二极管的伏安特性曲线

1.正向特性参照图1-6a连好电路,

检查无误后,开启电源,输出电压调至

2V,调节可变电阻R,以改变电压表的示数,记录电压表读数与相应的电流表读数,在曲线弯曲部分应适当多测几个点。

2.反向特性参照图1-6b接好线路,检查无误后,打开电源,将输出电压调至10V,调节R以改变电压表示数,记录电压表与电流表的读数。

三.测定直流稳压电源的伏安特性曲线

采用晶体管稳压电源作为理想电源,在其内阻与外阻相比可以忽略的情况下,输出电压基本维持不变,实验电路如图1-7所示,其中R1=100Ω,R2为可变电阻。按图1-7连接电路,打开电源,调节输出电压为10V,由大到小调节可变电阻器R2,就是电流从10mA变化到50mA,每隔10mA记录相应的电压表读数。

四.测定电压源的伏安特性曲线

取一个51Ω的电阻r与稳压电源相串联组成一个实际的电压源模型,其电路图如图1-8所示,其中R为可变电阻器,稳压电源的输出电压为10V,改变R的阻值,使电流从10mA变到50mA,每隔10mA测一次电压值。

五.数据处理

根据实验所得数据,分别在坐标纸上绘制线性电阻、半导体二极管、理想电源与实际电源的伏安特性曲线。根据线性电阻的伏安特性曲线,求出线性电阻的阻值并与其标称值比较,根据实际电源模型的伏安特性曲线,求实际电源模型的内阻。