電路分析實（shí）驗箱--電路元件伏安特性的測量實（shí）驗

一、實驗目的
1.學會（huì）識（shí）別常用電路和元件的（de）方法（fǎ）。
2.掌握線性電阻、非線性電阻元件及電壓源和電流（liú）源的伏安特性的測試方法。
3.學會常用直流電工儀表和設備的使用方法（fǎ）。 
二、實（shí）驗原理
任何一個二端元件（jiàn）的特性可用該元件（jiàn）上的端（duān）電壓U與通過該元件的電流I之間的函數關係（xì）I=f(U)表示，即I-U平麵上的一條曲線來表征，即元件的（de）伏安特性曲線。
1.線性電阻器（qì）的伏安特性曲線是一條通（tōng）過坐標原點的直線，如圖1-1中a曲線（xiàn）所示，該直線的斜率等於該電阻器（qì）的電阻值。
2.一般的白熾燈在工作時燈絲處於（yú）高溫狀態，其燈絲電阻隨著溫度的升（shēng）高而（ér）增大。通過白熾燈的電流越大，其溫度越高，阻值也越大。一般燈泡的“冷電阻”與（yǔ）“熱電阻”的阻值相差幾倍至幾十倍，所以它的伏安特性曲線如圖1-1中b曲（qǔ）線所示。
3.一般的半導體二（èr）極管是一個非線性電阻（zǔ）元件，其伏安（ān）特性曲線如圖（tú）1-1中c曲線所（suǒ）示。正向壓降很小（一般（bān）的鍺管約為0.2～0.3V, 矽管約為0.5～0.7V）,正向電流隨正向壓（yā）降的升高而急劇上升，而反向電壓從零一直增加到幾十伏（fú）時，其（qí）反向電（diàn）流增加很小，粗略地可（kě）視為零。可見，二極管具有單向（xiàng）導（dǎo）電性，但反向電壓加得（dé）過高，超過管子的極限值，則會導致管子擊穿損壞。
4.穩壓二極管是一種（zhǒng）特殊的（de）半導（dǎo）體二極管，其正向特性與普通二極管類似，但其反向特性較特別，如圖（tú）1-1中d曲線所示。在反向電壓（yā）開始（shǐ）增（zēng）加（jiā）時，其反向電流幾乎為零（líng），但（dàn）當電壓增加到某一數值時（shí）（稱為管子（zǐ）的穩壓值，有各種不同穩壓值的穩壓管）電流將突然增加，以後它的端電壓將維持恒（héng）定（dìng），不再隨外加的反向電壓升（shēng）高而增大。注意：流過穩壓二極管的電流不能超過管子的極限值，否則管子（zǐ）會被燒壞。 三、實驗（yàn）設備（bèi）

序號	名稱	型號與規格	數量	備注
1	可調直流穩壓電源	0～12V	1
2	萬用表		1
3	直流數字毫安表		1
4	直流數字電壓表		1
5	可調電位器或滑線變阻器		1
6	二極（jí）管	2CP15（或IN4007）	1
7	穩壓管	2CW51	1
8	白熾燈	6.3V	1
9	線（xiàn）性（xìng）電阻	1KΩ/1W	1

四、實驗內容
1.測定線性電阻器的伏安特性
按圖1-2接線（xiàn），調節穩壓電源的輸出電壓U，從0伏開始緩慢地增加，一直到10V，記下相應的電壓表和電流表（biǎo）的讀（dú）數U_R、I。

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

※2.測定非線（xiàn）性白熾燈泡的伏安特性
將圖1-2中的RL換成一隻6.3V的汽車（chē）燈泡，重複（fù）1的步驟。

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

3.測（cè）定半導體二極管的伏安（ān）特性
按圖1-3接線，R為限流電（diàn）阻器。測二極管的正向特性（xìng）時（shí），其正向電流不得超過5mA，二極管D的正向施壓UD+可在0～0.75V之間取值，特別是（shì）在0.5～0.75V之間更應多取幾個測（cè）量點。做反（fǎn）向特性實驗時，隻需將圖1-3中的二極管D反（fǎn）接，且其反向（xiàng）施壓UD－可加到30V。 正向特性實驗數據

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

 反向（xiàng）特性實驗數據（jù）

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

 ※4.測定穩壓二極管的伏安特性
隻要將圖1-3中的二極管換成穩壓二極管，重（chóng）複實驗內容3的測量。測量點自定。
正向特性實驗數據

UD+(V)
I (mA)

 反向特性實驗數據

UD－(V)
I (mA)

5、測定電壓源伏安（ān）特性 按圖1-4連接電路圖，調節U為5V，改變R_L的值，測（cè）量U和I的（de）值。記入下表中（zhōng）：

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

6、測定電流源伏安特性 按圖1-5接好（hǎo）電路圖，調節R_L的值（zhí），測出各種（zhǒng）不同RL值時的I和U，記（jì）入表（biǎo）中：

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

六（liù）、實（shí）驗注意（yì）事項
1.測（cè）二極管正向特性時，穩（wěn）壓電（diàn）源輸出應由小至大逐漸（jiàn）增加（jiā），應（yīng）時刻注意電流表讀數不得超（chāo）過15mA。
2.進行（háng）不同實驗時（shí），應（yīng）先估算電壓和（hé）電流值，合理選擇儀表的（de）量（liàng）程，切勿使（shǐ）儀表超量（liàng）程，儀（yí）表的極性亦不可接錯。
七、思考題
1.線性（xìng）電阻與非線性電阻（zǔ）的概念是什麽？電阻器與二極管的伏安特性有何區別？
2.設某器件伏安特（tè）性曲線的（de）函數式為I = f(U)，試問在（zài）逐點繪製曲線時，其坐標（biāo）變量應如何放置？
3.在圖（tú）1-3中，設U=3V，U_D+ = 0.7V，則毫安表（mA）表讀數為多少？
4.穩壓二極管與普通二極管有何區別，其用途如何（hé）？
八、實驗報告
1.根據各實驗數據，分別在方格紙上繪製出光滑的伏安（ān）特性曲（qǔ）線。（其中二極管和穩壓管的正、反向特性均（jun1）要求畫在同一張（zhāng）圖中，正、反向電壓可取為不同的比例尺）。
2.根據實驗（yàn）結果，總結、歸納各被測元件的特性。
3.必要的誤差分析。

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