电阻元件伏安特性的测定周优秀PPT.ppt

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1、电阻元件伏安特性的测定周现在学习的是第1页，共19页一、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。现在学习的是第2页，共19页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、电流表可测定电可测定电阻元

2、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得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（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。质。二、实验原理与说明二、实验原理与说明现在学习的是第3页，共19页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测量独立电源和电阻的伏安特性的方法称为称为伏安法伏安法（伏安表法）。伏安

3、表法原理简单，测量方便，同时（伏安表法）。伏安表法原理简单，测量方便，同时适用于适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现在学习的是第4页，共19页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，与流过电的电压，与流过电源的源的电流大小无关。电流大小无关。因此因此它的外特性曲线是平行于电它的外特性曲线是平行于电流轴的直线流轴的直线，如图，如图1-2（a）中实线所示。实际电压源可）中实线所示。实际电压源可以用一个以用一个理想电压源理想电压源Us和和内电阻内电阻R

4、s相串联相串联的电路模型来的电路模型来表示，如图表示，如图1-2（b）所示。实际电压源的外特性曲线如）所示。实际电压源的外特性曲线如图图1-2（a）虚线所示。图）虚线所示。图1-2（a）中角）中角越大，说明实际越大，说明实际电压源内阻电压源内阻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：现在学习的是第5页，共19页图图1-2 1-2 电压源特性电压源特性现在学习的是第6页，共19页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

5、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。实际实际电流源电流源可以用一个可以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）相并联并联的电路模型来表示，实际电流源的外特性曲线如图的电路模型来表示，实际电流源的外特性曲线如图1-3（a）中虚线所示。如图）中虚线所示。如图1-3（b）所示。图）所示。图1-3（a）中）中的角的角越大，说明实际电流源内电导越大，说明实际电流源内电导Gs值越大。实际电流值越大。实际电流源的电流源的电流I和电压和电压U的关系式为：的关系式为：现在学习的是第7页，共19页图图1-3

6、 1-3 电流源外特性电流源外特性现在学习的是第8页，共19页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与流过的电流与流过的电流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：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。图姆定律来表示，它的伏安

7、特性一般为一曲线。图1-5(b)给出的是一给出的是一般晶体二极管的伏安特性曲线。般晶体二极管的伏安特性曲线。图图1-5现在学习的是第9页，共19页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现在学习的是第10页，共19页 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。现在学习的是第11页，共19页现在学习的是第12页，共19页四、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

8、阻作为实际电源的内阻，与稳压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（电阻（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，改变可调电阻的值，使阻的值，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，记于表表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现在学习的是第13页

9、，共19页（3）将）将30的电阻改为的电阻改为51，其它条件不变，重复上述实验步骤。，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）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（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现在学习的是第14页，共19页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

10、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注意在使用稳压电源时时切勿将其输出端短路切勿将其输出端短路)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）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（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用直流电压表测量值为准）分别为表分别为表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。中。然后然后断

11、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）现在学习的是第15页，共19页（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 电阻的伏安特电阻的伏安特性曲线。（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）现在学习的是第16页，共19页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

12、测元件，按下图接线，实）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()现在学习的是第17页，共19页五、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。现在学习的是第18页，共19页预习要求预习要求: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现在学习的是第19页，共19页