电阻元件伏安特性的测定周PPT讲稿.ppt

电阻元件伏安特性的测定周第1页，共19页，编辑于2022年，星期日一、实验目的一、实验目的 1、研究实际独立电源的外特性；、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、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；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。、掌握仪表的正确读数方法。第2页，共19页，编辑于2022年，星期日1、伏安特性、伏安特性 电阻元件的电阻元件的伏安特性伏安特性是指元件的是指元件的端电压端电压与通过该元件与通过该元件电流电流之间之间的的函数关系函数关系。通过一定的测量电路，用。通过一定的测量电路，用电电压表、电流表压表、电流表可测定电阻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到元件伏安特性的方法称为伏安测量法伏安测量法（简称伏安法）。根据测量所（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。的性质。二、实验原理与说明二、实验原理与说明第3页，共19页，编辑于2022年，星期日2、伏安测量法、伏安测量法 用用电压表电压表、电流表电流表测量独立电源和电阻的伏安特性的方法称为测量独立电源和电阻的伏安特性的方法称为伏安法伏安法（伏安表法）。伏安表法原理简单，测量方便，同时适（伏安表法）。伏安表法原理简单，测量方便，同时适用于用于非线性非线性元件伏安特性测量。元件伏安特性测量。适用测低值电阻适用于测高值电阻图图1-1 电压表的前接和后接电压表的前接和后接第4页，共19页，编辑于2022年，星期日3、直流电压源、直流电压源 理想的直流电压源理想的直流电压源输出固定幅值输出固定幅值的电压，与流过电源的电压，与流过电源的的电流大小无关。电流大小无关。因此因此它的外特性曲线是平行于电流轴的它的外特性曲线是平行于电流轴的直线直线，如图，如图1-2（a）中实线所示。实际电压源可以用一）中实线所示。实际电压源可以用一个个理想电压源理想电压源Us和和内电阻内电阻Rs相串联相串联的电路模型来表示，的电路模型来表示，如图如图1-2（b）所示。实际电压源的外特性曲线如图）所示。实际电压源的外特性曲线如图1-2（a）虚线所示。图）虚线所示。图1-2（a）中角）中角越大，说明实际电越大，说明实际电压源内阻压源内阻Rs值越大。实际电压源的电压值越大。实际电压源的电压U和电流和电流I的关的关系式为：系式为：第5页，共19页，编辑于2022年，星期日图图1-2 1-2 电压源特性电压源特性第6页，共19页，编辑于2022年，星期日4、直流电流源直流电流源 理想理想的直流电流源输出的直流电流源输出固定幅值的电流固定幅值的电流，而其端电压，而其端电压的大小取决于外电路，因此的大小取决于外电路，因此它的外特性曲线是平行于电它的外特性曲线是平行于电压轴的直线压轴的直线，如图，如图1-3（a）中实线所示。）中实线所示。实际实际电流源可以电流源可以用一个用一个理想电流源理想电流源Is和和电导电导Gs（Gs=1/Rs）相）相并联并联的电的电路模型来表示，实际电流源的外特性曲线如图路模型来表示，实际电流源的外特性曲线如图1-3（a）中）中虚线所示。如图虚线所示。如图1-3（b）所示。图）所示。图1-3（a）中的角）中的角越大，越大，说明实际电流源内电导说明实际电流源内电导Gs值越大。实际电流源的电流值越大。实际电流源的电流I和和电压电压U的关系式为：的关系式为：第7页，共19页，编辑于2022年，星期日图图1-3 1-3 电流源外特性电流源外特性第8页，共19页，编辑于2022年，星期日5、线线性性电电阻阻：线线性性电电阻阻元元件件的的特特性性可可以以用用该该元元件件两两端端的的电电压压U与与流流过过的电流的电流I的关系来表征。即满足于的关系来表征。即满足于欧姆定律欧姆定律：在在U-I坐坐标标平平面面上上，线线性性电电阻阻的的伏伏安安特特性性曲曲线线是是一一条条通通过过原原点点的的直直线线，具有双向性，具有双向性，图图1-5(a)所示。所示。6、非线性电阻、非线性电阻：非线性电阻元件的电压、电流关系，不能用欧姆：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)给出的是一般给出的是一般晶体二极管的伏安特性曲线。晶体二极管的伏安特性曲线。图图1-5第9页，共19页，编辑于2022年，星期日其它非线性电阻伏安特性曲线其它非线性电阻伏安特性曲线第10页，共19页，编辑于2022年，星期日 三、实验设备 DGZS-5型电工基础综合实验台中的：型电工基础综合实验台中的：（1）直流稳定电源；）直流稳定电源；（2）直流电压表；）直流电压表；（3）直流电流表。）直流电流表。第11页，共19页，编辑于2022年，星期日第12页，共19页，编辑于2022年，星期日四、实验内容及步骤：四、实验内容及步骤：1、测量实际电压源的伏安特性、测量实际电压源的伏安特性（1）在实验板上选）在实验板上选30电阻作为实际电源的内阻，与稳压电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，取可调电源相串联组成一个实际的电压源。按下图接线，取可调电阻（阻（Rx100）组成负载电阻）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）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，改变可调电阻的值，使的值，使RL分别为分别为100、200、300、400、500 、600 、700 ，分别测量其相对应的电流，分别测量其相对应的电流I和电压和电压U，记于表，记于表1-1中。中。含内阻的电压源特性曲线的测试电路含内阻的电压源特性曲线的测试电路第13页，共19页，编辑于2022年，星期日（3）将）将30的电阻改为的电阻改为51，其它条件不变，重复上述实验步，其它条件不变，重复上述实验步骤。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）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）曲线绘制在实验报告数据分析处）R0(）)RL()10010020020030030040040050050060060070070030I(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第14页，共19页，编辑于2022年，星期日2、测量线性电阻元件的伏安特性测量线性电阻元件的伏安特性（1）取实验台上）取实验台上RK（或其它阻值）（或其它阻值）的电阻作为被测元件，的电阻作为被测元件，先将稳压电源先将稳压电源输出电压旋钮置于零位输出电压旋钮置于零位。(注意在使用稳压电源时注意在使用稳压电源时切切勿将其输出端短路勿将其输出端短路)并按下图接线。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）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（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用直流电压表测量值为准）分）分别为表别为表1-2中中 所列数值，并将相对应的电流值记录在表所列数值，并将相对应的电流值记录在表1-2中。然中。然后后断开断开电源，电源，稳压电源输出电压旋钮置于零位稳压电源输出电压旋钮置于零位。（将稳压源电源关。（将稳压源电源关闭，此时电源电压即为闭，此时电源电压即为0）第15页，共19页，编辑于2022年，星期日（3）根据测得的数据，在坐标平面上绘制出）根据测得的数据，在坐标平面上绘制出R=1K 电阻的伏安电阻的伏安特性曲线。（特性曲线。（曲线绘制在实验报告数据分析处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：（注意：Us=0，将稳压源电源关闭即可），将稳压源电源关闭即可）第16页，共19页，编辑于2022年，星期日3、测量非线性电阻元件的伏安特性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，）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，将所测数据填入表实验步骤与前项相同，将所测数据填入表1-3。表表1-3 非线性电阻元件实验数据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 左接正左接正右接负右接负2、5、8、10、11、13、14、16、22右接正右接正左接负左接负U(V)011.523456789I(mA)R=U/I()第17页，共19页，编辑于2022年，星期日五、实验报告要求1、根据实验数据，在坐标平面上按比例绘出、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。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、根据实验结果，总结、归纳被测各元件的特性。特性。3、回答、回答P103思考题思考题1、2。第18页，共19页，编辑于2022年，星期日预习要求预习要求:1、阅读教材、阅读教材P119-122的相关内容。的相关内容。2、在实验报告相应位置描述、在实验报告相应位置描述（1）叠加定理的内容及适用条件。）叠加定理的内容及适用条件。（2）验证叠加定理的电路、电路参数及记录数据表格。）验证叠加定理的电路、电路参数及记录数据表格。下次实验内容叠加定理的验证第19页，共19页，编辑于2022年，星期日