实验一电路元件伏安特性的测量一、实验目的1．学习测量电阻元件伏安特性的方法；2．掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法；3．掌握直流稳压电源和直流电压表、直流电流表的使用方法。二、实验原理在任何时刻，线性电阻元件两端的电压与电流的关系，符合欧姆定律。任何一个二端电阻元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系式I＝f(U)来表示，即用I－U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为电阻元件的伏安特性曲线。根据伏安特性的不同，电阻元件分为两大类：线性电阻和非线性电阻。线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1-1（a）所示。该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R决定，其阻值R为常数，与元件两端的电压U和通过该元件的电流I无关；非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线，其阻值R不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不同的。常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等，它们的伏安特性曲线如图1-1（b）、（c）、（d）所示。在图1-1中，U＞0的部分为正向特性，U＜0的部分为反向特性。绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法，电阻元件在不同的端电压U作用下，测量出相应的电流I，然后逐点绘制出伏安特性曲线I＝f(U)，根据伏安特OIU(a)线性电阻OII(b)白炽灯丝OIU(c)普通二极管OIU(d)稳压二极管图1-1线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线性曲线便可计算出电阻元件的阻值。三、实验设备与器件1台2.直流电压表1块3.直流电流表1块4.万用表1块5.白炽灯泡1只6.二极管1只7.稳压二极管1只8.电阻元件2只四、实验内容1．测定线性电阻的伏安特性按图1-2接线。调节直流稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓慢地增加（不得超过10V），在表1-1中记下相应的电压表和电流表的读数。表1-1测定线性电阻的伏安特性U（V）012345678910I（mA）012．测定白炽灯泡的伏安特性将图1-2中的1kΩ线性电阻R换成一只的灯泡，重复1的步骤，在表1-2中记下相应的电压表和电流表的读数。表1-2测定白炽灯泡的伏安特性U（V）0.112345I（mA）203．测定半导体二极管的伏安特性按图1-3接线，R为限流电阻，取200Ω，二极管的型号为1N4007。测二极管的正向特性时，其正向电流不得超过35mA，二极管Ｄ的正向压降UD+可在0～之间取值。特别是在～之间更应取几个测量点。测反向特性时，将直流稳压电源的输出端正、负连线互换，调节直流稳压输出电压U，从0伏开始缓慢地增加，其反向施压UD－可达－30V，数据分别记入表1-3和表1-4。DIN4007+－U+－R+mA－200VDIN4007+－U+－R+mA－200V图1-3测定非线性电阻的伏安特性图1-2测定线性电阻的伏安特性1K+－UR+mA－+－V1K+－UR+mA－+－V1kΩ表1-3测定二极管的正向特性UD+(V)0I(mA)表1-4测定二极管的反向特性UD－(V)0－5－10－15－20－25－30I(mA)00000004．测定稳压二极管的伏安特性（1）正向特性实验将图1-3中的二极管1N4007换成稳压二极管2CW51，重复实验内容3中的正向测量。UZ+为2CW51的正向施压，数据记入表1-5。表1-5测定稳压管的正向特性UZ+（V）0I（mA）00000000（2）反向特性实验将图1-3中的稳压二极管2CW51反接，测量2CW51的反向特性。稳压电源的输出电压U从0～20V缓慢地增加，测量2CW51二端的反向施压UZ－及电流I，由UZ－可看出其稳压特性。数据记入表1-6。表1-6测定稳压管的反向特性U(V)012345810121820UZ—（V）0I（mA）0五、实验预习1.实验注意事项(1)测量时，可调直流稳压电源的输出电压由0缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表和电流表，不能超过规定值。(2)直流稳压电源输出端切勿碰线短路。(3)测量中，随时注意电流表读数，及时更换电流表量程，勿使仪表超量程，注意仪表的正负极性。2.预习思考题(1)线性电阻与非线性电阻的伏安特性有何区别？它们的电阻值与通过的电流有无关系？答：线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，电压与电流的关系，符合欧姆定律。线性电阻元件的阻值R为常数，与元件两端的电压U和通过该元件的电流I无关。非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线，其阻值R不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不同...