电阻元件伏安特性的测定7周

一、实验目的

1、研究实际独立电源的外特性；

2、学习用直流电压表、电流表测定独立电源和电阻元件的伏安特性的方法；

3、掌握仪表的正确读数方法。

1、伏安特性电阻元件的伏安特性是指元件的端电压与通过该元件电流之间的函数关系。通过一定的测量电路，用电压表、电流表可测定电阻元件的伏安特性，由测得的伏安特性可了解该元件的性质。通过测量得到元件伏安特性的方法称为伏安测量法（简称伏安法）。根据测量所得数据，画出该电阻元件的伏安特性曲线，从中可以判断该元件的性质。二、实验原理与说明2、伏安测量法

用电压表、电流表测量独立电源和电阻的伏安特性的方法称为伏安法（伏安表法）。伏安表法原理简单，测量方便，同时适用于非线性元件伏安特性测量。

适用测低值电阻适用于测高值电阻图1-1电压表的前接和后接3、直流电压源

理想的直流电压源输出固定幅值的电压，与流过电源的电流大小无关。因此它的外特性曲线是平行于电流轴的直线，如图1-2（a）中实线所示。实际电压源可以用一个理想电压源Us和内电阻Rs相串联的电路模型来表示，如图1-2（b）所示。实际电压源的外特性曲线如图1-2（a）虚线所示。图1-2（a）中角θ越大，说明实际电压源内阻Rs值越大。实际电压源的电压U和电流I的关系式为：图1-2电压源特性4、直流电流源

理想的直流电流源输出固定幅值的电流，而其端电压的大小取决于外电路，因此它的外特性曲线是平行于电压轴的直线，如图1-3（a）中实线所示。实际电流源可以用一个理想电流源Is和电导Gs（Gs=1/Rs）相并联的电路模型来表示，实际电流源的外特性曲线如图1-3（a）中虚线所示。如图1-3（b）所示。图1-3（a）中的角θ越大，说明实际电流源内电导Gs值越大。实际电流源的电流I和电压U的关系式为：图1-3电流源外特性5、线性电阻：线性电阻元件的特性可以用该元件两端的电压U与流过的电流I的关系来表征。即满足于欧姆定律：

在U-I坐标平面上，线性电阻的伏安特性曲线是一条通过原点的直线，具有双向性，图1-5(a)所示。6、非线性电阻：非线性电阻元件的电压、电流关系，不能用欧姆定律来表示，它的伏安特性一般为一曲线。图1-5(b)给出的是一般晶体二极管的伏安特性曲线。

图1-5其它非线性电阻伏安特性曲线三、实验设备

DGZS-5型电工基础综合实验台中的：（1）直流稳定电源；（2）直流电压表；（3）直流电流表。四、实验内容及步骤：

1、测量实际电压源的伏安特性（1）在实验板上选30Ω电阻作为实际电源的内阻，与稳压电源相串联组成一个实际的电压源。按下图接线，取可调电阻（Rx100

）组成负载电阻RL。（2）打开电源将稳压电源的输出电压调节为Us=10V，改变可调电阻的值，使RL分别为100

、200

、300

、400

、500

、600

、700

，分别测量其相对应的电流I和电压U，记于表1-1中。

含内阻的电压源特性曲线的测试电路（3）将30Ω的电阻改为51Ω，其它条件不变，重复上述实验步骤。（4）根据测得的数据在坐标平面上绘制出实际电压源的伏安特性曲线（曲线绘制在实验报告数据分析处）R0(Ω）)RL(Ω)10020030040050060070030I(mA)U(V)51I(mA)U(V)表1-1含内阻的电压源特性曲线的测试数据2、测量线性电阻元件的伏安特性（1）取实验台上R＝１KΩ（或其它阻值）的电阻作为被测元件，先将稳压电源输出电压旋钮置于零位。(注意在使用稳压电源时切勿将其输出端短路)并按下图接线。

（2）经检查无误后，打开电源开关，依次调节调节稳压电源输出电压旋钮使直流稳压电源的输出电压（用直流电压表测量值为准）分别为表1-2中所列数值，并将相对应的电流值记录在表1-2中。然后断开电源，稳压电源输出电压旋钮置于零位。（将稳压源电源关闭，此时电源电压即为0）（3）根据测得的数据，在坐标平面上绘制出R=1K

电阻的伏安特性曲线。（曲线绘制在实验报告数据分析处）表1-2线性电阻元件实验数据（注意：Us=0，将稳压源电源关闭即可）3、测量非线性电阻元件的伏安特性（1）取实验台上非线性电阻元件作为被测元件，按下图接线，实验步骤与前项相同，将所测数据填入表1-3。

表1-3非线性电阻元件实验数据1、3、4、6、7、9、12、15、17、18、19、20、23、24

左接正右接负2、5、8、10、11、13、14、16、22右接正左接负U(V)011.523456789I(mA)R=U/I(Ω)五、实验报告要求1、根据实验数据，在坐标平面上按比例绘出每个被测对象的伏安特性曲线。2、根据实验结果，总结、归纳被测各元件的特性。3、回答P103思考题1、2。