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;
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 和电流I 的关系:U=IR
伏安特性曲线如图1;
2. 半导体二极管 半导体二极管是非线性元件,当外加电压极性和
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
理想电源的端电压和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
于一个理想电源和一个电阻串联表示,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.电压和电流的测量
正确选择电压表和电流表的规格、精度和量程,
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
的端电压和电流,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1k Ω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,记录电压表读数和相应的电流表读数,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,记录电压表和电流表的读数。
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,在其内阻和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,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、理想电源和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。