电路分析实验箱-电路元件伏安特性的测量

一、实验目的
1.学会识别常用电路和元件的方法。
2.掌握线性电阻、非线性电阻元件及电压源和电流源的伏安特性的测试方法。
3.学会常用直流电工仪表和设备的使用方法。
二、实验原理
任何一个二端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I=f(U)表示，即I-U平面上的一条曲线来表征，即元件的伏安特性曲线。
1.线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1-1中a曲线所示，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。
2.一般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温度的升高而增大。通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大。一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值相差几倍至几十倍，所以它的伏安特性曲线如图1-1中b曲线所示。
3.一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其伏安特性曲线如图1-1中c曲线所示。正向压降很小（一般的锗管约为0.2～0.3V, 硅管约为0.5～0.7V）,正向电流随正向压降的升高而急剧上升，而反向电压从零一直增加到几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。
4.稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特别，如图1-1中d曲线所示。在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外加的反向电压升高而增大。注意：流过稳压二极管的电流不能超过管子的极限值，否则管子会被烧坏。 三、实验设备

序号	名称	型号与规格	数量	备注
1	可调直流稳压电源	0～12V	1
2	万用表		1
3	直流数字毫安表		1
4	直流数字电压表		1
5	可调电位器或滑线变阻器		1
6	二极管	2CP15（或IN4007）	1
7	稳压管	2CW51	1
8	白炽灯	6.3V	1
9	线性电阻	1KΩ/1W	1

四、实验内容
1.测定线性电阻器的伏安特性
按图1-2接线，调节稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓慢地增加，一直到10V，记下相应的电压表和电流表的读数U_R、I。

UR(V)	0	3	4	5	7	8	10
I(mA)

※2.测定非线性白炽灯泡的伏安特性
将图1-2中的RL换成一只6.3V的汽车灯泡，重复1的步骤。

UR(V)	0	3	4	5	7	8	10
I(mA)

3.测定半导体二极管的伏安特性
按图1-3接线，R为限流电阻器。测二极管的正向特性时，其正向电流不得超过5mA，二极管D的正向施压UD+可在0～0.75V之间取值，特别是在0.5～0.75V之间更应多取几个测量点。做反向特性实验时，只需将图1-3中的二极管D反接，且其反向施压UD－可加到30V。 正向特性实验数据

UD+(V)	0.10	0.30	0.50	0.55	0.60	0.65	0.70	0.75
I (mA)

反向特性实验数据

UD－(V)	-3	－5	－10	－20	－30	－35	－40
I (mA)

※4.测定稳压二极管的伏安特性
只要将图1-3中的二极管换成稳压二极管，重复实验内容3的测量。测量点自定。
正向特性实验数据

UD+(V)
I (mA)

反向特性实验数据

UD－(V)
I (mA)

5.测定电压源伏安特性 按图1-4连接电路图，调节U为5V，改变R_L的值，测量U和I的值。记入下表中：

RL（Ω）	100	200	300	500	600	700	800
I(mA)
U(V)

6.测定电流源伏安特性 按图1-5接好电路图，调节R_L的值，测出各种不同RL值时的I和U，记入表中：

RL（Ω）	100	200	300	500	600	700	800
I(mA)
U(V)

五、实验注意事项
1.测二极管正向特性时，稳压电源输出应由小至大逐渐增加，应时刻注意电流表读数不得超过15mA。
2.进行不同实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程，切勿使仪表超量程，仪表的极性亦不可接错。
六、思考题
1.线性电阻与非线性电阻的概念是什么？电阻器与二极管的伏安特性有何区别？
2.设某器件伏安特性曲线的函数式为I = f(U)，试问在逐点绘制曲线时，其坐标变量应如何放置？
3.在图1-3中，设U=3V，U_D+ = 0.7V，则毫安表（mA）表读数为多少？
4.稳压二极管与普通二极管有何区别，其用途如何？
七、实验报告
1.根据各实验数据，分别在方格纸上绘制出光滑的伏安特性曲线。（其中二极管和稳压管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取为不同的比例尺）。
2.根据实验结果，总结、归纳各被测元件的特性。
3.必要的误差分析。

---

其他技术文章链接：
加强中职学生对弱电与强电认识
好氧堆肥实验装置使用说明
传感器实验台温度控制仪表操作说明
太阳能光伏发电综合实训系统使用说明
电动机技术工作原理及运行维护
电机与拖动实验实训报告
光机电一体化实训设备实验室介绍
机械设计实验室
齿轮范成仪使用说明书
家用电器之电子消毒柜实验指导书
臭氧氧化脱色实验说明书
萃取精馏教学实验指导书
二氧化碳PVT关系测定实验指导书
空气绝热指数测定装置实验指导书
填料吸收实验装置使用指导书
超滤、纳滤、反渗透多功能膜分离实验装置说明
孔口管嘴实验仪说明书
热电偶制作校验仪说明书
好氧堆肥实验装置实验说明书
沿程阻力系数测定装置说明书
文丘里除尘器性能实验指导书
制冷压缩机性能测试实训装置指导书
化工传热实验装置使用说明书
数据采集板式静电除尘器指导书
《台虎钳》实测绘图组合训练装置
自由对流横管管外放热系数测试装置使用说明书
流体力学综合实验装置使用说明书
《典型零件》实测绘图训练装置
制冷制热工作原理及实验目的
挖掘机液压模拟训练平台操作说明
中温法向辐射率测量仪实验装置的介绍及使用说明
传感器实验台的特点及维护
热电偶校验仪使用说明
热电阻校验装置使用说明
做燃料电池教具实验要注意什么
电机及电气技术实验的基本要求及安全操作规程
交流及直流电源实验操作说明
传感器实验台温度控制仪表操作说明
冲击水浴除尘器实验装置使用说明
变压器耦合推挽功率放大器实验说明
平面磨床面板器件布局图及电路实训单元故障现象
定时兼报警记录仪的使用方法
浅谈职高《电子线路》教学中学生能力的培养
试析自动化专业实验实训室建设与实践教学体系改革
浅析创新电工电子实训教学模式提高学生自主操作能力
谈《维修电工》工学结合一体化教学
电气自动化技术专业生产性实训模式创新
浅谈电工学实验在中专专业课教学中的作用
化工电气自动化专业实训室建设探讨
浅谈液压系统污染物的防与治
关于《液压与气动技术》课程教学探索
试析“新能源导论与创新实践”教学体会与实践
浅谈电力局办公自动化系统的开发模型
两电极电化学CO传感器的研制
传感器教学中学生创新素质的培养
中职实训基地建设的探索与实践
基于ＰＬＣ多台空调机组的自动控制设计
浅谈析基于FMS的机电一体化教学培训系统开发
电工电子实验技能正确使用的认识
改善机电一体化传动管控教学改革
浅谈电工电子设备中的各种“地”作用
光机电一体化设备中变频器怎么判断故障
中职学生实验中对二极管电路认识
电工电子实训中常见问题总结
工程机械实训室建设的实习报告
中职学生为什么要学电工电子吗
在电工电子实训中几种二极管的测试技巧
关于中职机电一体化专业技能体系的构建
关于中职机电一体化专业学生技能实训探索
电工电子实验中对输入电阻和输出电阻的认识
中职学生如何上好机电一体化课程
浅谈PLC可编程序控制器在电气设备中作用
中职机电一体化设备组装与调试竞赛规程
浅谈中职机电一体化实习（实训）教学考核规范与标准
浅谈中职教师汽车专业技能标准的差异及对策
浅谈煤矿自动化机电技术探索
浅谈中职汽车一般常见故障的诊断方法
中职对机电一体化计算机基础探索
机电一体化技能竞赛促进教学质量的提高
浅谈中职汽车电气设备构造与维修课程实践教学探索
对机电一体化设备安装中几个要点认识
对新型传感器提升电动机性能并降低功耗作用
讲解光机电一体化具体内容包括
浅谈机电一体化技术专业如何适应应用性本科教育
探索中职学校汽车修理专业如何适实践作业
让高职学生了解热电偶现场使用的注意事项
浅谈教学电梯安装实训教学的分析
浅析电梯电气故障原因及解决措施
探索现代电力电子技术应用状况
高职汽车技术服务与营销专业实践教学改革新探
汽车维修职业教育中故障诊断思维方法的培养
浅谈智能楼宇闭路电视监控系统方案
浅谈PLC可编程实训课教学探索
燃料电池发电教学实验平台
PLC可编程控制技术综合实训装置(西门子1200)
家用电器综合实训室设备
光机电一体化实训设备实验室介绍
电机及电气技术实训装置
基础电工电子实验室设备
定制热管换热器实验台
物联网射频识别综合应用实验箱
初级维修电工实验台