实验一电阻元件伏安特性的测绘一．实验目的1．掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法；2．学习恒电源、直流电压表、电流表的使用方法。二．原理说明任一二端电阻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U＝f(I)来表示，即用U－I平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该电阻元件的伏安特性曲线。根据伏安特性的不同，电阻元件分两大类：线性电阻和非线性电阻。线性电阻元件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）所示，该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R决定，其阻值为常数，与元件两端的电压U和通过该元件的电流I无关；非线性电阻元件的伏安特性是一条经过坐标原点的曲线，其阻值R不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不同的，常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等，它们的伏安特性如图5－1中（b）、（c）、（d）。在图5－1中，U〉0的部分为正向特性，U〈0的部分为反向特性。绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法，即在不同的端电压作用下，测量出相应的电流，然后逐点绘制出伏安特性曲线，根据伏安特性曲线便可计算其电阻值。三．实验设备1．数字万用表。2．KHDL-1电路原理实验箱。四．实验内容1．测定线性电阻的伏安特性按图1－2接线，图中的电源U选用恒压源的可调稳压输出端，通过直流数字毫安表与1kΩ线性电阻相连，电阻两端的电压用直流数字电压表测量。调节恒压源可调稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓慢地增加（不能超过10V），在表5－1中记下相应的电压表和电流表的读数。表1－1线性电阻伏安特性数据U(V)0246810I(mA)2．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，取200Ω（十进制可变电阻箱），二极管的型号为1N4007。测二极管的正向特性时，其正向电流不得超过25mA，二极管ＶＤ的正向压降可在0～0.75V之间取值。特别是在0.5～0.75之间更应取几个测量点；测反向特性时，将可调稳压电源的输出端正、负连线互换，调节可调稳压输出电压U，从0伏开始缓慢地增加（不能超过－30V），将数据分别记入表1－3和表1－4中。表1－3二极管正向特性实验数据U(V)00.20.40.450.50.550.600.650.700.75I(mA)表1－4二极管反向特性实验数据U(V)0－5－10－15－20－25－30I(mA)3．测定稳压管的伏安特性将图1—3中的二极管1N4007换成稳压管2CW51，重复实验内容2的测量，其正、反向电流不得超过±20mA，将数据分别记入表1－５和表1－６中。表1－５稳压管正向特性实验数据U(V)00.20.50.60.70.80.91.01.11.2I(mA)表1－６稳压管反向特性实验数据U(V)0－2－2.6－3.－3.5－3.8－4－4.5－5.0I(mA)五．实验注意事项1．测量时，可调稳压电源的输出电压由0缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表和电流表，不能超过规定值。2．稳压电源输出端切勿碰线短路。3．测量中，随时注意电流表读数，及时更换电流表量程，勿使仪表超量程。六．预习与思考题1．线性电阻与非线性电阻的伏安特性有何区别？它们的电阻值与通过的电流有无关系？3．请举例说明哪些元件是线性电阻，哪些元件是非线性电阻，它们的伏安特性曲线是什么形状？4．以电阻元件的伏安特性函数式为I＝f（U），如何用逐点测试法绘制出伏安特性曲线。七．实验报告要求1．根据实验数据，分别在方格纸上绘制出各个电阻的伏安特性曲线。2．根据伏安特性曲线，计算线性电阻的电阻值，并与实际电阻值比较。