內阻器件伏安特性檢測實驗報告- of volt-amper of - of volt-amper of ． 實驗目的 掌握電流表、電流表、直流穩壓電源等儀器的使用 學習里面 阻性器件伏安特性曲線的檢測方法 加深對歐姆定理的理解，熟悉歐姆定理的繪制方法伏安特性曲線。 2.原理 如果兩端器件的特性可以通過器件兩端的電流U和流過器件的電壓I相加得到，橫坐標，以電壓I為縱坐標，畫出IU線，則該曲線稱為二端器件的伏安特性曲線。 內阻器件是一種對電壓有抵抗力的器件。 當電壓通過內阻器件時，內阻器件將電能轉化為其他形式的能量，如熱能、光能等，同時沿電壓流動方向形成電壓降，而流過內阻的電壓等于內阻兩端的電流U與內阻電阻的比值，即這種關系稱為歐姆定律。 如果電阻R不隨電壓I變化，則稱這種內阻為線性內阻器件，常用的普通內阻近似具有這種特性，其伏安特性曲線是一條通過原點的直線，如圖1- 如圖1所示，直線斜率的倒數就是內阻R。線性內阻的伏安特性曲線關于坐標原點對稱，說明如果線性內阻在電路中反接，不會影響電路參數。 伏安特性曲線對稱于坐標原點的器件稱為單向器件。 白熾燈工作時，鎢絲處于低溫狀態，鎢絲的內阻隨溫度下降而減小，而鎢絲的溫度與流過鎢絲的電壓有關。 因此，鎢絲的電阻隨著流過鎢絲的電壓的增加而增加。 變化，鎢絲的伏安特性曲線不再是直線，而是如圖1-2所示的曲線。
半導體三極管的伏安特性曲線取決于PN結的特性。 當在半導體三極管的PN結上施加正向電流時，由于PN結的正向壓降很小，流過PN結的電壓會隨著電流的下降而大大降低； 當向PN結施加反向電流時，PN結能承受很大很大的壓降，流過PN的電壓幾乎為零。 因此，在一定的電流變化范圍內，半導體三極管具有雙向導通的特性，其伏安特性曲線如圖1-3所示。 圖1-1 線性內阻器件的伏安特性曲線圖1-2 小燈泡鎢絲的伏安特性曲線圖1-3 半導體三極管的伏安特性曲線圖1-4 晶閘管的伏安特性曲線 電壓晶閘管是一種特殊的晶閘管，其正向特性與普通半導體三極管相似。 施加反向電流時，在電流較低的一定范圍內，電壓幾乎為零； 一旦超過這個電流，電壓就會突然下降，而PN結上的電流將保持不變。 穩壓晶閘管的伏安特性曲線如圖1-4所示。 三、實驗儀器和設備 電線 四、實驗內容和步驟 測量線性內阻的伏安特性 本實驗是在實驗板上進行的。 分立器件R=200Ω和R=2000Ω普通內阻作為被測器件，按圖1-5接線。 測試無誤后，先逆時針旋轉直流穩壓電源輸出電流旋鈕，確保直流穩壓電源開啟后輸出電流在0V左右，然后打開電源開關。 依次調整直流穩壓電源的輸出電流為表1-1所列數值。
并在表中記錄相應的電壓值 圖1-5 檢測線性內阻伏安特性的水表 1-1 測量線性內阻伏安特性 正向特性 調節穩壓電源輸出電流至 2V 并關閉電源開關，按圖 1-6 接線。 測試無誤后，開啟穩壓電源。 調節電位器W，使電流表的讀數為表1-2中的數值，并記錄表1-2中電壓表的相應讀數。 為了方便畫圖，可以在曲線的彎曲部分多測量 1- 6 測試半導體三極管的正向伏安特性 表1-2 測量晶閘管的正向伏安特性實驗采用低壓小燈泡作為測試對象。 按圖1-8接線，將直流穩壓電源的輸出電流調整到0V左右。 測試無誤后，打開直流穩壓電源開關。 依次調整電源輸出電流為表1-4所列數值。 并在表1-4中記錄相應的電壓值。 注意在打開電源開關之前，必須將電流調節旋鈕逆時針調節到最小電流位置。 圖1-7 小燈泡鎢絲伏安特性的檢測 表1-3 小燈泡鎢絲伏安特性的測定 特性的優劣有哪些？ 線性內阻隨電流變化不明顯，但鎢絲隨電流變化明顯，其電阻隨電流減小而減小。 什么叫單向設備？ 在本實驗中使用的設備中電阻的測量實驗報告結論，什么是單向設備，什么不是？ 伏安特性曲線以坐標原點對稱，電路中反接不影響電路參數的器件稱為單向器件。
線性內阻和小燈泡是單向器件，而半導體三極管和穩壓晶閘管不是單向器件。 第二部分：實驗四__內阻器件伏安特性的測定實驗四內阻器件伏安特性的測定【實驗介紹】電阻是熱科學中常用的數學量。 借助歐姆定律測量導體內阻的方法稱為“伏安法”。 “線性器件”，伏安特性曲線不是直線的器件稱為“非線性器件”。 這兩種器件的內阻可以用伏安法檢測。 并且，由于檢測時將水表引入檢測電路，水表的阻值必然會影響檢測結果，因此應考慮對檢測結果進行必要的修正，以減少系統偏差。 【實驗目的】 1.了解熱學實驗常用儀器的尺寸和性能，并學會使用。 2、學習熱實驗的基本操作步驟和連接電路的常用技巧。 3、掌握內阻器件伏安特性的檢測方法，使用伏安法測量電阻值。 解決系統偏差的修正方法，學會繪制和處理實驗數據。 【實驗儀器及器具】直流穩壓電源、直流電流表、直流電壓表、滑線變阻器、內阻器箱（一百歐、約千歐、晶閘管一個）、導線10根 【實驗原理】 1.常用于伏安特性曲線實驗 繞線內阻、碳膜內阻和金屬膜內阻等，都具有以下共同特點，即加在內阻上的電流和通過它的電壓總是與變化成正比（忽略電壓對電阻效應的熱效應）。
若以縱坐標表示電壓，以橫坐標表示電流，則電壓與電流的關系如圖4-2(a)所示。 具有這些特性的電阻器件就成為“線性內阻器件”。 2.非線性內阻 如果內阻和內阻器件兩端電壓和電壓的關系是一條曲線，那么這類內阻器件稱為“非線性內阻器件”（如熱內阻器件電阻、二極管等）。 如圖 4-2(b) 所示，這些器件的特點是電阻隨著施加在它們上面的電流的變化而變化。 通常用伏安特性曲線來反映非線性內阻器件的特性。 3、伏安法測量內阻歐姆定理告訴我們，通過一段電路的電壓與該段電路兩端的電流成反比，與該段電路的內阻成正比，即是，我？UU。 由此，內阻R? (4-1)可以獲得RI。 這就是伏安法測量內阻所依據的基本原理。 (1)電壓表內部接線方法如圖4-3所示。 電壓表測得的電壓I是通過待測內阻Rx的電壓Ix，但電流表測得的電流U應等于Rx兩端電流Ux與電壓表上電流UA之和阻力 RA。 RUX? 聯合航空？ 接收？ RA？ Rx (1?A) (4-2) IIxRx 圖4-3電路 由該式可知，內阻RRA的檢測值是電壓表內部接法引起的偏差，Rx稱為偏見。 在簡單檢測的情況下，通常是Rx? RA（如Rx應根據公式Rx = R ? RA修正。（由RA實驗室給出）。 （2）電壓表外接法 圖4-3中電流表外接法電流表是Rx兩端的電流Ux，但是電壓表測得的電壓I應該等于Ix和IV之和。
==?(4-3)IIx?IVI(1?IV)1? 從這個公式我們可以看出，內阻的檢測值RRx是由于電壓表外接引起的接入誤差RV差值。 在簡單檢測的情況下，一般在Rx? RV（如Rx接法》。為了準確估計Rx的值，應根據公式Rx?（RV由實驗室給定）進行修正。測量1?RV4，半導體三極管半導體三極管是一種常用的非線性電子器件，由P型半導體材料制成，通過歐姆接觸由PN結封裝而成，兩個電極正負極性，二極管的主要特點是雙向導電，其伏安特性曲線如圖所示在圖4-2(b)中。其特點是：當正向電壓和反向電流較小時，伏安特性呈現單調上升曲線；當正向電壓較大時，趨近于一條直線；當反向電流大，電壓接近極限值——IS，IS稱為反向飽和電壓；當反向電壓超過一定值——Ub時，電壓大幅度下降，這些情況稱為沖擊磨損，Ub稱為擊穿電流。 由于晶閘管具有雙向導電性，因此在電子電路中得到了廣泛的應用，在數字電路中常用于檢波、檢波、限流、元器件保護以及作為開關器件。 5、測量電阻值器件特性應注意以下問題： (1)用伏安法測量內阻時，加在被測內阻兩端的電流不得超過內阻的最大電流值. 在布置檢測電路時，變阻器電路的選用應考慮到調節方便。
為滿足檢測范圍的要求，實驗中采用了分壓電路。 通常，變阻器的阻值應大于負載的內阻。 (3)使用針式水表選擇水表的電阻值時，應注意檢測值不應超過表針全偏差的三分之二，以確保水表的安全，讀數應盡可能大，以減少讀數的相對偏差。 而同組數據應該是在同一個阻值下完成的。 檢測前注意觀察并記錄水表的機械零位。 選擇內接法或外接法檢測內阻值，修正系統偏差。 最后對兩種連接方式的結果進行了對比分析。 【實驗內容及要求】 1、用電壓表內接法測量內阻。 根據圖4-3所示的電路，選擇內部接線方式，先合理安排各儀表的位置，然后接好電路。 調節電源電流和滑線變阻器，逐漸減小被測電路的電流和電壓電阻的測量實驗報告結論，根據數據記錄要求測量5的值。 （恒流、恒壓測量） 2、用電壓表外接法測量內阻電路，選擇“外接法”。 重新選擇水表電阻和供電電流。 測得值為 5。 3、測量晶閘管的伏安特性曲線。 根據圖示電路，用非線性內阻器件晶閘管代替待測內阻，檢測伏安特性曲線。 圖4-4電路實驗結束，數據將發給班主任老師審核通過。 之后，拆除電路并重新組織儀器。 【數據記錄與處理】 1、采用“內接法”測量內阻x?的數據記錄與處理。 措施？ RA？ uA?S(x)?uB?。
（解釋：u(U)?Um?0.5%,u(I)?Im?0.5%,Uu(Rx)?.Rx?x?u(Rx)?。 2.用“外接法”測量內阻數據記錄與處理測量1?RVuA?S(x)?uB?,u(Rx)?,Rx?x?u(Rx)?. 3.根據伏安特性曲線檢測數據記錄非線性內阻器件，畫出伏安特性曲線 [思考題] 1、如何使用直流穩壓電源？ 2、滑線變阻器在電路中一般有幾種作用？有哪些？三、電表的等級有哪些？等級的數值意義是什么？如何計算水表的極限偏差？使用水表時應注意什么？第3部分: 實驗一 電路器件伏安特性測繪 電路器件伏安特性測試指南 李衛華 班主任 實驗項目編號 項目類型 驗證實驗地點 電路暨南大學電氣與電子信息學院原理實驗室 中學生姓名 實驗目的 掌握線性內阻和非線性內阻器件伏安特性的逐點測試方法 掌握在試驗臺上使用直流鉗工儀器和設備。 2、實驗要求 根據每次實驗的結果和數據，在附紙上勾勒出一條平滑的伏安特性曲線。
（晶閘管和穩壓器的正向和反向特性要求畫在同一張圖中，正向和反向電流可以作為不同的刻度。）測試設備完成之前的思考題、感受等。 3、原理描述 家用電器的任意二端器件的特性都可以用器件上的端電流U與通過器件的電流之間的函數關系I=f(U)來表示，即可以是在IU平面上用一條曲線表示，這條曲線稱為器件的伏安特性曲線。 普通白熾燈的鎢絲在工作時處于低溫狀態，隨著溫度的下降，鎢絲的內阻減小。 通過白熾燈的電壓越大，其溫度越高，電阻越大。 “內阻”和“熱阻”的阻值可以相差幾倍到十幾倍，所以它的伏安特性如圖1所示。正向壓降很小（通常的鍺管大約為0.2-0.3V ，而硅管約為0.5~0.7V），正向電壓隨著正向壓降的下降而急劇上升，當反向電流仍從零減小到十幾到幾十伏時，反向電壓下降很少，可以簡單的認為是零。 由此可見，晶閘管具有雙向導電性，但如果反向電流加得太小，超過管子的極限值，就會造成管子擊穿和損壞。 齊納三極管是一種特殊的半導體三極管。 它的正向特性與普通晶閘管相似，但它的反向特性卻很特殊，如圖1所示。當反向電流開始減小時，它的反向電壓幾乎為零，但當電流減小到一定值（稱為管的穩壓值，有各種穩壓值不同的穩壓管）電壓會突然下降，然后其端電流基本保持不變，當施加的反向電壓繼續下降時，其端電流只會略有下降。
注意：流過晶閘管或穩壓晶閘管的電壓不能超過管子的極限值，否則會燒壞管子。 五、實驗內容 測量線性內阻的伏安特性 按圖2連接，調節穩壓電源輸出電流U，從0伏開始逐漸減小，仍為10V，記下讀數UR對應的電流表和電壓表，I。測量半導體三極管的伏安特性，按圖3接線，R為限流內阻。 測量二極管的正向特性時，其正向電壓不得超過35mA，晶閘管D的正向壓降UD+可在0～0.75V之間選取。 0.5~0.75V之間應取幾個檢測點。 測量反向特性時，只需將圖3中的晶閘管D反向，其反向電流UD-可加至30V即可測量穩壓晶閘管的伏安特性 (1)正向特性實驗：把圖3中的晶閘管換成穩壓晶閘管，重復實驗內容3換成510Ω，反接，檢查的反向特性。 穩壓電源輸出電流為UO0～20V，檢測兩端的電流UZ-和電壓I。 從UZ-可以看出。 降低時，要時刻注意電壓表的讀數不得超過35mA。 穩壓電源輸出端不得接觸線路漏電。 如果要測量2AP9的伏安特性，正向特性電流值應為0、0.10、0.13、0.15、0.17、0.19、0.21、0.24、0.30（V），反向電流值為 應該是 0, 2, 4,?, 10(V)。
不要使儀表超出量程，儀表的極性不要接反。 在進行不同的實驗時，應先計算電流值和電壓值，合理選擇儀表的電阻值。 7、線性內阻和非線性內阻是什么概念？ 內阻和三極管的伏安特性有什么區別？ 假設某元器件的伏安特性曲線的函數公式為I=f(U)，那么在逐點繪制曲線時，坐標變量應該如何放置呢？ 穩壓晶閘管與普通晶閘管有什么區別，用途是什么？ ，如果U=2V，UD+=0.7V，mA表的讀數是多少？