实验七线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线
电阻是电学中常用的物理量。利用欧姆定律求导体电阻的方法称为伏安法，它是测量电阻的基本方法之一。
为了研究材料的导电性，通常作出其伏安特性曲线，了解它的电压与电流的关系。伏安特性曲线是直线的元件称为线性元件，伏安特性曲线不是直线的元件称为非线性元件。这两种元件的电阻都可用伏安法测量。但由于测量时电表被引入测量线路，电表内阻必然会影响测量结果，因而应考虑对测量结果进行必要的修正，以减少系统误差。
【实验目的】
1．通过对线性电阻伏安特性的测量，学习正确选择和使用伏安法测电阻的两种线路。
2．通过对二极管伏安特性的测量，了解非线性电学元件的导电特性。
3．习按电路图正确地接线，掌握限流电路和分压电路的主要特点。
4．学会用作图法处理实验数据。
【实验仪器】
欧姆定律实验盒直流稳压电源滑线变阻器（2个）单刀开关数字电流表
数字电压表保护电阻
【实验原理】
当一个元件两端加上电压，元件内有电流通过时，电压与电流之比称为该元件的电阻。若一个元件两端的电压与通过它的电流成比例，则伏安特性曲线为一条直线，这类元件称为线性元件。若元件两端的电压与通过它的电流不成比例，则伏安特性曲线不再是直线，而是一条曲线，这类元件称为非线性元件。
一般金属导体的电阻是线性电阻，它与外加电压的大小和方向无关，其伏安特性是一条直线（见图1），从图上看出，直线通过一、三象限。它表明，当调换电阻两端电压的极性时，电流也换向，而电阻始终为一定值，等于直线斜率的倒数R =V/I。
常用的半导体二极管是非线性电阻，其电阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。为了了解半导体二极管的导电特性，下面对它的结构和电学性能作一简单介绍。
图1 线性电阻的伏安特性图2 半导体二极管的p-n结和表示符号半导体二极管又叫晶体二极管。半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。如果在纯净的半导体中适当地掺入极微量的杂质，则半导体的导电能力就会有上百万倍的增加。加到半导体中的杂质可分成两种类型：一种杂质加到半导体中去后，在半导体中会产生许多带负电的电子，这种半导体叫电子型半导体（也叫N型半导体）；另一种杂质加到半导体中会产生许多缺少电
子的空穴（空位），这种半导体叫空穴型半导体（也叫P 型半导体）。
半导体二极管是由两种具有不同导电性能的N 型半导体和P 型半导体结合形成的p-n 结所构成的。它有正、负两个电极，正极由p 型半导体引出，负极由n 型半导体引出，如图2（a ）所示。p-n 结具有单向导电的特性，常用图2（b ）所示的符号表示。
关于p-n 结的形成和导电性能可作如下解释。
如图3（a ）所示，由于p 区中空穴的浓度比n 区大，空穴便由p 区向n 区扩散；同样，由于n 区的电子浓度比p n 区向p 区扩散。随着扩散的进行，p ；n 表示）。结果在p 型与n 型半导体交界的两侧附近，形成了带正、负电的薄层区，称为p-n 结。这个带电薄层内的正、负电荷产生了一个电场，其方向恰好与载流子（电子、空穴）扩散运动的方向相反，使载流子的扩散受到内电场的阻力作用，所以这个带电薄层又称为阻挡层。当扩散作用与内电场作用相等时，p 区的空穴和n 区的电子不再减少，阻挡层也不再增加，达到动态平衡，这时二极管中没有电流。
内电场方向 内电场方向 内电场方向 扩散运动方向 外电场方向 外电场方向
正向电流(较大) 反向电流(很小) (a) (b) (c)
图3 p-n 结的形成和单向导电特性
如图3（b ）所示，当p-n 结加上正向电压（p 区接正，n 区接负）时，外电场与内电场方向相反，因而削弱了内电场，使阻挡层变薄。这样，载流子就能顺利地通过p-n 结，形成比较大的电流。所以，p-n 结在正向导电时电阻很小。
如图3（c ）所示，当p-n 结加上反向电压（p 区接负，n 区接正）时，外加电场与内电场p-n
结，形成很小的反向电流。所以p-n 半导体二极管的正、反向特性曲线如图四 所示。从图上看出，电流和电压不是线性关系， 各点的电阻都不相同。凡具有这种性质的电阻，
就称为非线性电阻。
二极管的伏安特性是非线性的，如图4所示。 第一象限的曲线为正向伏安特性曲线，第三象限 （伏）
的曲线为反向特性曲线。由曲线可看出，二极管 的电阻值（曲线上每一点的斜率）随U 、I 的变 化在很大的范围内变化（称为动态电阻）。当二极 管加正向电压时，在OA 段正向电流随电压的变化 图4 半导体二极管的伏安特性 缓慢，电阻值较大。在AB 段二极管的电阻值随U 的增加很快变小，电流迅速上升，二极管呈导通状态。若二极管加反向电压，在OC 段，反向电流很小，并几乎不随反向电压的增加而变化。二极管呈截止状态，电阻值很大。当电压继续增加，电流剧增，二极管被击穿，电阻值
趋于零。因此，若要用伏安法较精确的测量二极管的伏安特性曲线，必须正确地选择测量线路。
【伏安法测电阻的线路分析】
欧姆定律是直流电路的基本定律。在电阻R 中通以电流I ，其两端的电压为U ，则有
I
U
R =
用电压表测得U ，用电流表测得I ，即可求出R 。这种方法称为“伏安法”。用伏安法测电阻，通常采用图七所示的两种线路。图5（a ）为电流表的内接法，图5（b ）为电流表的外接法。
(a) 内接法 (b) 外接法
图5 测电阻的线路
但是，由于电表有内阻，无论采用内接法还是外接法，均会给测量带来系统误差。在图七（a ）中，设电流表的内阻为R A ，则 A R IR U U +=
U 为电压表的指示值。若将电压表的指示值作为待测电阻R 两端的电位差，给测量带来的系统误差为
A R
A R R R R
U IR U U U ==-=? 故有
R
R U U A
R R =
? 只有当电流表内阻R A ＜＜ 待测电阻R 时，能使
0→?R
U U
，用内接法测量电阻不会带来明显的系统误差。
同样，在图七(b) 中，设电压表的内阻为R V ，则
V R I I I +=
I 为电流表指示值。若将电流表的指示值I 作为流经电阻R 的电流，给测量带来的系统误差为
V
R
V R R R R I I I I I ==-=? 故有
V
R R R R
I I =
? 只有当电压表内阻远大于待测电阻R 时，能使0→?R
R
I I ，用外接法测量电阻不会带来明显的系统误差。综合上两种情况，可得
当R ＞V A R R 时，用内接法系统误差小。 当R ＜V A R R 时，用外接法系统误差小。
当R=V A R R 时，两种接法可任意选用。
因此，通常只在对电阻值的测量精确度要求不高时，才使用伏安法，并且还要根据电表的内阻R A 、R V 和待测电阻值的大小来合理选择测量线路。
测定元件的伏安特性曲线与测量元件的电阻一样，也存在着用电流表内接还是外接的问题，我们也应根据待测元件电阻的大小，适当地选择电表和接法，减小系统误差，使测出的伏安特性曲线尽可能符合实际。
【分压电路和限流电路】
要测定元件的伏安特性曲线，就要改变加在元件上的电压。利用滑线电阻来改变加在元件上的电压，方法有两种： 1．限流电路
如图6所示，滑线电阻与待测元件串联，改变滑线电阻的阻值，就可以改变待测元件与滑线电阻的分压比，从而达到调节待测元件电压的目的。限流电路的特点：简单、省电、但可调节范围小。
图6
限流电路
E
图7分压电路
2．分压电路
如图7所示，当滑线电阻上有电流流过时，沿滑线电阻上各点的电位逐渐变化，当滑动点P 从A 往B 移动时，PA 两点的电压逐渐升高，从而使待测元件上得到连续变化的电压。
分压电路的特点：调节范围大，电压变化的线性好，但较费电。 3．粗调与细调
实验中会发现只用一个滑线电阻有时很难调节到位。为此，可增加一个阻值较小的滑线电阻作为细调，如图8所示。
E
(a)双分压电路
E
R X
(b)分压+限流电路
图8粗调与细调
【实验内容】
（一）测绘金属电阻的伏安特性曲线
1．按图9接好线路，根据待测电阻选择开关K2接向“1”还是“2”。注意将分压器R1的滑动端调至电压为零的位置，将R2阻值调到最大；电流表和电压表的量限要选择得适当。
2．经教师检查线路后，接通电源，将电源E调到10V，滑线电阻器的滑动头，从零开始逐步增大电压（例如取0.00V, 0.50V, 1.00V,1.50V,…，5.00V）,读出相应的电流值。
3．将电压调为零，改变加在电阻上的电压方向（可将电源电压E正负调换），取电压为0.00V，-0.50V，-1.00V，-1.50V，·····-5.00V，读出相应的电流值。
4．将测得的正、反向电压和相应的电流值填入预先自拟的表格。以电压为横坐标，电流为纵坐标，绘出金属膜电阻的伏安特性曲线（注意：线两侧的数据点应均匀分布）。
5．利用直线的斜率计算电阻阻值。
X
图9测电阻伏安特性电路图
（二）测绘晶体二极管的伏安特性曲线
测量之前，先记录所用晶体管的型号和主要参数（即最大正向电流和最大反向电压），再判别晶体管的正、负极。
1．为了测得晶体二极管的正向特性曲线，可按照图10所示的电路连线。图中R为保护晶体二极管的保护电阻，电压表的量限取2伏左右。经教师检查线路后，接通电源，缓慢地增加电压，例如，取0.00V,0.10V,0.20V,…（在电流变化大的地方，电压间隔应取小一些），读出相应的电流值。最后断开电源。
图10测晶体二极管正向伏安特性的电路图图11测晶体二极管反向伏安特性的电路图
2．为了测得反向特性曲线，可按图11连接电路。将电流表换到200 A档，电压表换到20V或200V的量限，接上电源，逐步改变电压，例如，取0.00V，1.00V，2.00V，…，读出相应的电流值。确认数据无错误和遗漏后，断开电源，拆除线路。
3．以电压为横轴，电流为纵轴，利用测得的正、反向电压和电流的数据，绘出晶体二极
管的伏安特性曲线。
【数据记录及处理】
利用直线的斜率计算电阻阻值
3.测绘二极管的反向伏安特性曲线
把表2、表3中的数据作在一张图上，即为二极管的伏安特性曲线。
【注意事项】
1．测半导体二极管的正向伏安特性时，毫安表读数不得超过二极管允许通过的最大正向电流值。
2．测半导体二极管反向伏安特性时，加在半导体管上的电压不得超过管子允许的最大反向电压。此实验选用的半导体二极管IN4007的最大反向电压比较高，所以半导体二极管所加反向电压比较低时反向电流读数接近零。
实验时，如果违反上述任一条规定，都将会损坏半导体二极管。
3．做50Ω伏安特性实验时，电阻两端的电压不要超过8V，晶体管两端的电压最大为20V 左右，以免烧坏电阻和晶体管。
4．电源不能短路。
5．数字电流表为四挡测量量程，各量程的内阻不同，在做实验时选好量程，尽量不要换量程，各挡的内阻详见其使用说明书。
【思考题】
1．在图八中，开关打向“1”或“2”有何不同？为什么要采用这样的接法？
2．如何作出伏欧特性曲线（V-R曲线）？金属膜电阻和半导体二极管的伏欧特性曲线各具有什么特点？
3．测二极管正向特性，反向特性曲线时，为什么一个用外接，一个用内接？
以下是本小组的实验数据：
数据记录与处理
正向特性曲线
反向特性曲线
线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线 【教学目的】 1、测绘电阻的伏安特性曲线，学会用图线表示实验结果。 2、了解晶体二极管的单向导电特性。 【教学重点】 1、测绘电阻的伏安特性曲线； 2、了解二极管的单向导电特性。 【教学难点】 非线性电阻的导电性质。 【课程讲授】 提问：1.如何测绘伏安特性曲线？ 2.二极管导电有何特点？ 一、实验原理 常用的晶体二极管是非线性电阻，其电阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。下面对它的结构和电学性能作一简单介绍。 图1线性电阻的伏安特性图2晶体二极管的p-n结和表示符号晶体二级管又叫半导体二极管。半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。如果在纯净的半导体中适当地掺入极微量的杂质，则半导体的导电能力就会有上百万倍的增加。加到半导体中的杂质可分成两种类型：一种杂质加到半导体中去后，在半导体中会产生许多带负电的电子，这种半导体叫电子型半导体 (也叫n型半导体)；另一种杂质加到半导体中会产生许多缺少电子的空穴(空位)，这种半导体叫空穴型半导体 (也叫p型半导体)。 晶体二极管是由两种具有不同导电性能的n型半导体和p型半导体结合形成的p-n结构成的。它有正、负两个电极，正极由p型半导体引出，负极由n型半导体引出，如图2(a)所示。p-n结具有单向导电的特性，常用图2(b)所示的符号表示。
关于p-n结的形成和导电性能可作如下解释。 图3 p-n结的形成和单向导电特性 如图3(a)所示，由于p区中空穴的浓度比n区大，空穴便由p区向n区扩散；同样，由于n区的电子浓度比p区大，电子便由p区扩散。随着扩散的进行，p区空穴减少，出现 了一层带负电的粒子区(以?表示)；n区的电子减少，出现了一层带正电的粒子区(以⊕表 示)。结果在p型与n型半导体交界面的两侧附近，形成了带正、负电的薄层，称为p-n结。这个带电薄层内的正、负电荷产生了一个电场，其方向恰好与载流子(电子、空穴)扩散运动的方向相反，使载流子的扩散受到内电场的阻力作用，所以这个带电薄层又称为阻挡层。当扩散作用与内电场作用相等时，p区的空穴和n区的电子不再减少，阻挡层也不再增加，达到动态平衡，这时二极管中没有电流。 如图3(b)所示，当p-n结加上正向电压(p区接正，n区接负)时，外电场与内电场方向相反，因而削弱了内电场，使阻挡层变薄。这样，载流子就能顺利地通过p-n结，形成比较大的电流。所以，p-n结在正向导电时电阻很小。 如图3(c)所示，当p-n结加上反向电压(p区接负，n区接正)时，外加电场与内场方向相同，因而加强了内电场的作用，使阻挡层变厚。这样，只有极少数载流子能够通过p-n 结，形成很小的反向电流。所以p-n结的反向电阻很大。 晶体二极管的正、反向特性曲线如图12-4所示。从图上看出，电流和电压不是线性关系，各点的电阻都不相同。凡具有这种性质的电阻，就称为非线性电阻。 图4晶体二极管的伏安特性图5测电阻伏安特性的电路 二、实验仪器 直流稳压电源，万用表（2台），电阻，白炽灯泡，灯座，短接桥和连接导线，实验用九孔插件方板。
实报告 课程名称：电路与模拟电子技术实验指导老师：成绩： 实验名称：基本运算电路设计实验类型：同组学生姓名： 一、实验目的和要求： 实验目的： 1、掌握集成运算放大器组成的比例、加法和积分等基本运算电路的设计。 2、了解集成运算放大器在实际应用中应考虑的一些问题。 实验要求： 1、实现两个信号的反向加法运算 2、用减法器实现两信号的减法运算 3、用积分电路将方波转化为三角波 4、实现同相比例运算（选做） 5、实现积分运算（选做） 二、实验设备： 双运算放大器LM358 三、实验须知： 1．在理想条件下，集成运放参数有哪些特征？ 答：开环电压增益很高，开环电压很高，共模抑制比很高，输入电阻很大，输入电流接近于零，输出电阻接近于零。2．通用型集成运放的输入级电路，为啥均以差分放大电路为基础？ 答：（1）能对差模输入信号放大 （2）对共模输入信号抑制 （3）在电路对称的条件下，差分放大具有很强的抑制零点漂移及抑制噪声与干扰的能力。 3．何谓集成运放的电压传输特性线？根据电压传输特性曲线，可以得到哪些信 息？ 答：运算放大器的电压传输特性是指输出电压和输入电压之比。4．何谓集成运放的输出失调电压？怎么解决输出失调？ 答：失调电压是直流（缓变）电压，会叠 加到交流电压上，使得交流电的零线偏移 （正负电压不对称），但是由于交流电可 以通过“隔直流”电容（又叫耦合电容） 输出，因此任何漂移的直流缓变分量都不 能通过，所以可以使输出的交流信号不受 失调电压的任何影响。 专业： 姓名： 日期： 地点：紫金港东
5．在本实验中，根据输入电路的不同，主要有哪三种输入方式？在实际运用中这三种输入方式都接成何种反馈形式，以实现各种模拟运算？ 答：反相加法运算电路，反相减法运算电路，积分运算电路。都为负反馈形式。 四、实验步骤： 1.实现两个信号的反相加法运算 实验电路： R′= Rl//R2//RF 电阻R'的作用：作为平衡电阻，以消除平均偏置电流及其漂移造成的运算误差 输入信号v s1v s1输出电压v o ，1kHz 0 2.减法器（差分放大电路） 实验电路： R1=R2、R F=R3 输入信号v s1v s1输出电压v o ，1kHz 0 共模抑制比850 3.用积分电路转换方波为三角波 实验电路： 电路中电阻R2的接入是为了抑制由I IO、V IO所造成的积分漂移，从而稳定运放的输出零点。 在t<<τ2（τ2=R2C）的条件下，若v S为常数，则v O与t 将近似成线性关系。 因此，当v S为方波信号并满足T p<<τ2时（T p为方波半个周期时间），则v O将转变
Shiyan 非线性电阻伏安特性的研究与经验公式的建立
实验5-9 非线性电阻伏安特性的研究 与经验公式的建立 （一）教学基本要求 1.了解分压线路、限流线路以及电表刻度盘上的各种符号。 2.了解非线性电阻元件的伏安特性。 3.掌握探索物理规律、建立经验公式的实验思想和实验方法。 4.学会测量未知物理量之间的关系曲线。 5.掌握作图的基本规则，学会用半对数坐标纸作图并学会求斜率和截距。 6.掌握用变量代换法把曲线改直进行线性拟合或通过计算机软件作图用最小二乘法进行曲线拟合。 7.学会通过合理选择接线方式减小电表接入系统误差的方法。 8.学会判断二极管极性的方法。 （二）讲课提纲 1．实验简介 电阻元件的伏安特性曲线（电压～电流曲线）呈直线型的，称为线性电阻；呈曲线型的，称为非线性电阻。常见的典型非线性电阻元件有点亮的白炽灯泡中的钨丝、热敏电阻、光敏电阻、半导体二极管和三极管等。非线性电阻的伏安特性所反映出来的规律，总是与一定的物理过程相联系的。利用电阻元件的非线性特性研制出的各种新型传感器、换能器，在温度、压力、光强等物理量的检测和自动控制方面应用非常广泛。对非线性电阻特性及规律的研究，可以加深对有关物理过程、物理规律及其应用的认识。 实际中许多物理量之间的关系是非线性的关系，为了形象地表示物理量之间的函数关系，寻找物理规律，常常需要测绘各种各样的特性曲线。伏安特性是电学元件最重要的电学之一。实验中选择了两种非线性电阻元件，稳压型二极管和小灯泡，测绘伏安特性曲线，建立电压和电流之间关系的经验公式。通过实验，学习探索物理量间关系、建立定量经验公式的基本方法。 2．实验设计思想和实现方法 （1）测量伏安特性曲线 电学元件的电流和电压之间关系曲线称为伏安特性曲线，不同电学元件的伏安特性曲线不同。电阻的伏安特性曲线――线性，小灯泡的伏安特性曲线――非线性，二极管（正向和反向）的伏安特性曲线――非线性。 测量电阻元件伏安特性曲线的一般方法，在电阻元件上加不同的电压，测量相应的电流。采用电压表和电流表同时测量电压和电流的测量线路有两种接法，电流表内接和电流表外接。为了减小电表接入产生的误差，一般情况，待测对象阻值很大，采用电流表内接；待测对象阻值很小，采用电流表外接。为了消除电表接入误差，可以采用理论修正的方法。
基尔霍夫定律和叠加定理的验证 组长：曹波组员：袁怡潘依林王群梁泽宇郑勋 一、实验目的 通过本次实验验证基尔霍夫电流定律和电压定律加深对“节点电流代数和”及“回路电压代数和”的概念的理解；通过实验验证叠加定理，加深对线性电路中可加性的认识。 二、实验原理 ①基尔霍夫节点电流定律[KCL]：在集总电路中，任何时刻，对任一结点，所有流出结点的支路电流的代数和恒等于0。 ②基尔霍夫回路电压定律[KVL]:在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于0。 ③叠加定理：在线性电阻电路中，某处电压或电流都是电路中各个独立电源单独作用时，在该处分别产生的电压或电流的叠加。 三、实验准备 ①仪器准备 1.0～30V可调直流稳压电源 2.±15V直流稳压电源 3.200mA可调恒流源 4.电阻 5.交直流电压电流表 6.实验电路板 7.导线
②实验电路图设计简图 四、实验步骤及内容 1、启动仪器总电源，连通整个电路，分别用导线给电路中加上直流电压U1=15v，U2=10v。 2、先大致计算好电路中的电流和电压，同时调好各电表量程。 3、依次用直流电压表测出电阻电压U AB、U BE、U ED，并记录好电压表读数。 4、再换用电流表分别测出支路电流I1、I2、I3，并记录好电流读数。 5、然后断开电压U2，用直流电压表测出电阻电压U、BE，用电流表分别测出支路电流I、1并记录好电压表读数。 6、然后断开电压U1，接通电压U2，用直流电压表测出电阻电压U、、BE，用电流表分别测出支路电流I、、1并记录好电压表读数。 7、实验完毕，将各器材整理并收拾好，放回原处。 实验过程辑录 图1 测出U AB= 图2 测出电压U BE=
1．线性与非线性元件伏安特性的测定 一．实验目的 1．学习直读式仪表和直流稳压电源等仪器的使用方法 2．掌握线性电阻元件、非线性电阻元件的伏安特性的测试技能 3．加深对线性电阻元件、非线性电阻元件伏安特性的理解．验证欧姆定律 二．实验原理 电阻元件是一种对电流呈现阻力的元件，有阻碍电流流动的性能。当电流通过电阻元件时，电阻元件将电能转换成其它形式的能量．并沿着电流流动的方向产生电压降。电压降的大小等于电流的大小与电阻的乘积。电压降和电流及电阻的这一关系称为欧姆定律。 U=IR 上式的前提条件是电压U和电流I的参考方向相关联．亦即参考方向一致。如果参考方向相反．则欧姆定律的形式应为 U＝-IR 电阻上的电压和流过它的电流是同时并存的．也就是说，任何时刻电阻两端的电压降只由该时刻流过电阻的电流所确定，与该时刻前的电流的大小无关，因此，电阻元件又被称为“无记忆”元件。 当电阻元件R的值不随电压或电流大小的变化而改变时，则电阻R两端的电压与流过它的电流成正比例。我们把符合这种条件的元件称为线性电阻元件。反之．不符合上述条件的电阻元件被叫做非线性电阻元件。 电阻元件的特性除了用电压和电流的方程式表示外，还可以用其电流和电压的关系图形来表示，该图形称为此元件的伏安特性曲线。线性电阻的伏安特性曲线为一条通过坐标原点的直线，该直线的斜率即为电阻值，它是一个常数。如图1-1所示。 半导体二极管是一种非线性电阻元件。它的电阻值随着流过它的电流的大小而变化。半 导体二极管的电路符号用表示．其伏安特性如图1-2所示。由此可见半导体二极管的伏安特性为非对称曲线。
图1-1线性电阻的伏安特性图l-2半导体二极管伏安特性 对比图1-l和图1-2可以发现，线性电阻的伏安特性对称于坐标原点。这种性质称为双向性，为所有线性电阻元件所具备。半导体二极管的伏安特性不但是非线性的．而且对于坐标原点来说是非对称性的，又称非双向性。这种性质为多数非线性电阻元件所具备。半导体二极管的电阻随着其端电压的大小和极性的不同而不同，当外加电压的极性和二极管的极性相同时，其电阻值很小，反之二极管的电阻很大。半导体二极管的这一性能称为单向导电性，利用单向导电性可以把交流电变换成为直流电。 三．实验内容和步骤 1．测定线性电阻的伏安特性 本实验在九孔实验方板上进行。分立元件R=200Ω和R=2000Ω电阻作为被测元件．井按图1-3接好线路。经检查无误后．打开直流稳压电源开关。依次调节直流稳压电源的输出电压为表1-1l中所列数值。并将相对应的电流值记录在表1-l中。 图1-3 测量电阻的伏安特性电路图 表1-1 测定线性电阻的伏安特性 U(V) 0 2 4 6 8 10 R=200ΩI(mA) R=2000ΩI(mA) 2 测量半导体二极管 (1) 正向特性 图1-4(a) 测量半导体二极管正向伏安特性电路图 按图1-4(a)接好线路。经检查无误后，开启稳压电源．输山电压调至2v。调节电位器R，使电压表读数分别为表1-2中数值，井将相对应的电流表读数记于表1-2中，为了便于
电阻是导体材料和半导体材料的重要特性参数，在电学实验中经常要对电阻进行测量。测量电阻的方法有多种，伏安法是常用的基本方法之一。 【实验目的】 1. 学习常用电磁学仪器仪表的正确使用及简单电路的联接。 2. 掌握用伏安法测量电阻的基本方法及其误差的分析。 3. 测定线性电阻和非线性电阻的伏安特性。【实验原理】 【实验原理】 所谓伏安法，就是运用欧姆定律，测出电阻两端的电压和其上通过的电流，根据 R = V / I 即可求得阻值R。也可运用作图法，作出伏安特性曲线，从曲线上求得电阻的阻值。对有些电阻，其伏安特性曲线为直线，称为线性电阻，如常用的碳膜电阻、线绕电阻、金属膜电阻等。有些元件，如灯泡、晶体二极管、稳压管、热敏电阻等，伏安特性曲线不是直线，称为非线性电阻元件，可通过作图法反映它的特性。 用伏安法测电阻，原理简单，测量方便，但由于电表内阻接入的影响，给测量带来一定系统误差。在电流表内接法中，由于电压表测出的电压值V包括了电流表两端的电压，因此，测量值要大于被测电阻的实际值。由 可见，由于电流表内阻不可忽略，故产生一定的误差。 在电流表外接法中，由于电流表测出的电流I包括了流过电压表的电流，因此，测量值要小于实际值。由可见，由于电压表内阻不是无穷大，故给测量带来一定的误差。 上述两种联接电路的方法，都给测量带来一定的系统误差，即测量方法误差。为此，必须对测量结果进行修正。其修正值为 其中R为测量值，Rx为实际值。 为了减小上述误差，必须根据待测阻值的大小和电表内阻的不同，正确选择测量电路。 经过以上处理，可以减小和消除由于电表接入带来的系统误差，但电表本身的仪器误差仍然存在，它决定于电表的准确度等级和量程，其相对误差为 图16－1 电流表内接图16－2 电流表外接 式中和为电流表和电压表允许的最大示值误差。 【实验仪器】 电阻元件伏安特性实验仪，待测金属膜电阻、待测稳压管、待测小灯炮、待测二极管等。 【实验步骤】 1.测定金属膜电阻的伏安特性 （1）根据图16－1联接好电路。金属膜电阻Rx为240W，每改变一次电压V，读出相应的I值，并填入下表中，作伏安特性曲线，再从曲线上求得电阻值。 电压(V)
基本运算电路实验报告 实验报告 课程名称：电路与模拟电子技术实验 指导老师： 成绩： 实验名称： 基本运算电路设计 实验类型： 同组学生姓名： 实验目的： 1、掌握集成运算放大器组成的比例、加法和积分等基本运算电路的设计。 2、了解集成运算放大器在实际应用中应考虑的一些问题。 实验要求： 1、实现两个信号的反向加法运算 2、用减法器实现两信号的减法运算 3、用积分电路将方波转化为三角波 4、实现同相比例运算（选做） 5、实现积分运算（选做） 双运算放大器LM358 三、 实验须知： 1．在理想条件下，集成运放参数有哪些特征？ 答：开环电压增益很高，开环电压很高，共模抑制比很高，输入电阻很大，输入电流接近于零，输出电阻接近于零。 2．通用型集成运放的输入级电路，为啥 均以差分放大电路为基础？ 答：（1）能对差模输入信号放大 （2）对共模输入信号抑制 （3）在电路对称的条件下，差分放大具有很强的抑制零点漂移及抑制噪声与干扰的能力。 3．何谓集成运放的电压传输特性线？根据电压传输特性曲线，可以得到哪些信息？ 答：运算放大器的电压传输特性是指输出电压和输入电压之比。 4．何谓集成运放的输出失调电压？怎么解决输出失调？ 答：失调电压是直流（缓变）电压，会叠加到交流电压上，使得交流电的零线偏移（正负电压不对称），但是由于交 流电可以通过“隔直流”电容（又叫耦合电容）输出，因此任何漂移的直流缓变分量都不能通过，所以可以使输出的交流信号不受失调电压的任何影响。 5．在本实验中，根据输入电路的不同，主要有哪三种输入方式？在实际运用中这三种输入方式都接成何种反馈形式，以实现各种模拟运算？ 答：反相加法运算电路，反相减法运算电路，积分运算电路。都为负反馈形式。 专业： 姓名： 日期： 地点：紫金港 东三--
非线性元件伏安特性的测量 【目的要求】 1．掌握非线性元件伏安特性的测量方法、基本电路。 2．掌握二极管、稳压二极管、发光二极管的基本特性。准确测量其正向导通阈值电压。 3．画出以上三种元件的伏安特性曲线。 【实验仪器】 非线性元件伏安特性实验仪。仪器由直流稳压电源、数字电压表、数字电流表、多圈可变电阻器、普通二极管、稳压二极管、发光二极管、钨丝灯泡等组成。 【实验原理】 1.伏安特性 给一个元件通以直流电，用电压表测出元件两端的电压，用电流表测出通过元器件的电流。通常以电压为横坐标、电流为纵坐标，画出该元件电流和电压的关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。这种研究元件电学特性的方法称为伏安法。伏安特性曲线为直线的元件称为线性元件，如电阻；伏安特性曲线为非直线的元件称为非线性元件，如二极管、三极管等。伏安法的主要用途是测量研究线性和非线性元件的电特性。有些元件伏安特性除了与电压、电流有关，还与某一物理量的变化呈规律性变化，例如温度、光照度、磁场强度等，这就是各种物理量的传感元件，本实验不研究此类变化。 根据欧姆定律，电阻R、电压U、电流I,有如下关系： R （1） U I 由电压表和电流表的示值U和I计算可得到待测元件Rx的阻值。但非线性元件的R是一个变量，因此分析它的阻值必须指出其工作电压（或电流）。非线性元件的电阻有两种方法表示，一种称为静态电阻（或称为直流电阻），用R D表示；另一种称为动态电阻用r D表示，它等于工作点附近的电压改变量与电流改变量之比。动态电阻可通过伏安曲线求出，如图1所示，图中Q点的静态电阻R D=U Q/I Q,动态电阻r D=dU Q/dI Q
实验一 1. 实验目的 学习使用workbench软件，学习组建简单直流电路并使用仿真测量仪表测量电压、电流。 2.解决方案 1）基尔霍夫电流、电压定理的验证。 解决方案：自己设计一个电路，要求至少包括两个回路和两个节点，测量节点的电流代数和与回路电压代数和，验证基尔霍夫电流和电压定理并与理论计算值相比较。 2）电阻串并联分压和分流关系验证。 解决方案：自己设计一个电路，要求包括三个以上的电阻，有串联电阻和并联电阻，测量电阻上的电压和电流，验证电阻串并联分压和分流关系，并与理论计算值相比较。 3.实验电路及测试数据 4.理论计算 根据KVL和KCL及电阻VCR列方程如下： Is=I1+I2, U1+U2=U3, U1=I1*R1,
U2=I1*R2, U3=I2*R3 解得，U1=10V,U2=20V,U3=30V,I1=5A,I2=5A 5. 实验数据与理论计算比较 由上可以看出，实验数据与理论计算没有偏差，基尔霍夫定理正确； R1与R2串联，两者电流相同，电压和为两者的总电压，即分压不分流； R1R2与R3并联，电压相同，电流符合分流规律。 6. 实验心得 第一次用软件，好多东西都找不着，再看了指导书和同学们的讨论后，终于完成了本次实验。在实验过程中，出现的一些操作上的一些小问题都给予解决了。 实验二 1.实验目的 通过实验加深对叠加定理的理解；学习使用受控源；进一步学习使用仿真测量仪表测量电压、电流等变量。 2.解决方案 自己设计一个电路，要求包括至少两个以上的独立源（一个电压源和一个电流源）和一个受控源，分别测量每个独立源单独作用时的响应，并测量所有独立源一起作用时的响应，验证叠加定理。并与理论计算值比较。 3. 实验电路及测试数据 电压源单独作用：
电学元件伏安特性的测 量实验报告附 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-
《电学元件伏安特性的测量》实验报告 （数据附页） 一、半定量观察分压电路的调节特点 变阻器R=470Ω 二、用两种线路测电阻的对比研究 电流表准确度等级，量程I m=5mA，R I=±Ω 电压表准确度等级，量程U m=，R V=±Ω； 量程U m=3V，R V=±Ω 三、测定半导体二极管正反向伏安特性
由于正向二极管的电阻很小，采用外接法的数据；反向电阻很大，采用内接法的数据。 四、戴维南定理的实验验证 1.将9V电源的输出端接到四端网络的输入端上，组成一个有源二端网络，求出等 效电动势E e和等效内阻R e。（外接法） 修正后的结果：
取第二组和第七组数据计算得到： E e = R e =Ω 由作图可得： E e = R e =Ω 2.用原电路和等效电路分别加在相同负载上，测量外电路的电压和电流值。 3.理论计算。 4．讨论。 等效电动势的误差不是很大，而等效电阻却很大。原因是多方面的。但我认为最大的原因应该是作图本身。所有数据的点都集中在一个很小的区域，点很难描精确，直线的绘制也显得过于粗糙，人为的误差很大。 如果对数据进行拟合，可以得到I=+，于是得到E e=，R e=Ω，前者误差为%，后者误差为%，效果比直接读图好，因为消除了读图时人为的误差。 另外一点，仪表读数也是造成误差大的一个原因。比如电流表没有完全指向0，电压表不足一格的部分读得很不准等等。 总的讲，实验数值和理论还是有一定偏差，不能很好的证明。
图 1-2 实验一 线性与非线性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1－1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．直流电压、电流表； 2．电压源（双路0～30V 可调）； 3．MEEL －04组件、MEEL －05组件。 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(d) (b)(c) U U U I I I (a) U I 00 00图1－1
物理实验报告 ————制流电路、分压电路与电学实验基础知识 班级:________________ 姓名:________________ 学号:________________ 实验组号:____________ 实验日期:____________
实验报告 班级:计科1204 姓名:吕勇良 【实验名称】制流电路、分压电路与电学实验基础知识 【实验目的】 1.了解电学实验的要求、操作流程与安全知识; 2.学习电学实验中常用一区的使用方法; 3.学习连接电路的一般方法,学习用变阻器连成制流电路与分压电路的方法。【实验仪器】 电流表、电压表、电阻箱、滑线变阻器、稳压电源、开关、导线 【实验内容】 1.接线练习:连接如图6-3与图6-4所示的电路,并相互检查。不要通电。 2.考察滑线变阻器的制流作用 电路如图6-1所示。根据使用的一起确定E,R,并估算电流的范围,选用合适的电流表量程。在电路图中标注所有电路参数并设定R L>5R。严格按照电学实验操作规程,连接如图6-1所示的电路。其中R就是电阻箱,改变滑线变阻器滑动端的位置,从接入全部电阻时开始,没画过全长1/10,从安培表读取一次电流强度。 3.考察滑线变阻器的分压作用 按图6-2接线并设定R L>5R改变滑线变阻器滑动端的位置,没滑过全长的1/10,从伏特计读取AC两点间的电压U AC。 【实验数据记录与处理】 滑线变阻器的制流作用
作图(横坐标表示X,纵坐标表示U,做分压特性曲线U AC) 【思考题】 1、在图6-1所示的电路中,电阻R起什么作用？不用它会出现什么问题？ 2、试证明:用内阻为R的伏特计来测量6-5所示线路中电阻R1两端的电位差时,伏特计的读数与R1两端的电位差的实在值之间的百分差为:
实验七线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线 电阻是电学中常用的物理量。利用欧姆定律求导体电阻的方法称为伏安法，它是测量电阻的基本方法之一。 为了研究材料的导电性，通常作出其伏安特性曲线，了解它的电压与电流的关系。伏安特性曲线是直线的元件称为线性元件，伏安特性曲线不是直线的元件称为非线性元件。这两种元件的电阻都可用伏安法测量。但由于测量时电表被引入测量线路，电表内阻必然会影响测量结果，因而应考虑对测量结果进行必要的修正，以减少系统误差。 【实验目的】 1．通过对线性电阻伏安特性的测量，学习正确选择和使用伏安法测电阻的两种线路。 2．通过对二极管伏安特性的测量，了解非线性电学元件的导电特性。 3．习按电路图正确地接线，掌握限流电路和分压电路的主要特点。 4．学会用作图法处理实验数据。 【实验仪器】 欧姆定律实验盒直流稳压电源滑线变阻器（2个）单刀开关数字电流表 数字电压表保护电阻 【实验原理】 当一个元件两端加上电压，元件内有电流通过时，电压与电流之比称为该元件的电阻。若一个元件两端的电压与通过它的电流成比例，则伏安特性曲线为一条直线，这类元件称为线性元件。若元件两端的电压与通过它的电流不成比例，则伏安特性曲线不再是直线，而是一条曲线，这类元件称为非线性元件。 一般金属导体的电阻是线性电阻，它与外加电压的大小和方向无关，其伏安特性是一条直线（见图1），从图上看出，直线通过一、三象限。它表明，当调换电阻两端电压的极性时，电流也换向，而电阻始终为一定值，等于直线斜率的倒数R =V/I。 常用的半导体二极管是非线性电阻，其电阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关。为了了解半导体二极管的导电特性，下面对它的结构和电学性能作一简单介绍。 图1 线性电阻的伏安特性图2 半导体二极管的p-n结和表示符号半导体二极管又叫晶体二极管。半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。如果在纯净的半导体中适当地掺入极微量的杂质，则半导体的导电能力就会有上百万倍的增加。加到半导体中的杂质可分成两种类型：一种杂质加到半导体中去后，在半导体中会产生许多带负电的电子，这种半导体叫电子型半导体（也叫N型半导体）；另一种杂质加到半导体中会产生许多缺少电
物理实验报告 ＿＿＿＿级＿＿班＿＿号 姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿实验日期＿＿＿＿年＿＿月＿＿日实验名称探究串联电路中电流的特点 实验目的练习使用电流表，探究串联电路中不同位置电流的关系实验器材（并画出实验电路图）电池组（2节干电池串联），电流表（量程：0.6A、3A)），4个小灯泡（额定电压2.5v的两个和3.8v 的两个），1个开关，若干条导线。 实验原理：在同一电路的不同位置分别接入电流表，比较不同位置的电流大小，就可以探究出串联电路的电流规律了。 实验步骤 1．检查器材。 2．采用两只额定电压都为2.5V的灯泡，按照实验电路图连接实物。（连接过程中开关应） 3.闭合开关查看两灯是否正常发光 4．将电流表分别接入A.B.C点测出各点的电流，并记录数据。（采用试触法选择电流表量程）（重复测三次，获得三组数据） 5．换两只额定电压都为3.8V的灯泡，重复以上步骤，再次测量A、B、C各点的电流。（重复测三次，获得三组数据） 6.换一只额定电压为2.5V、一只额定电压为3.8V的灯泡重新测量A、B、C各点的电流。（重复测三次，获得三组数据）
物理实验报告 ＿＿＿＿级＿＿班＿＿号 姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿实验日期＿＿＿＿年＿＿月＿＿日 实验名称探究并联电路中电流的特点 实验目的练习使用电流表，探究并联电路中干路电流和各支路电流的关系 实验器材电池组（2节干电池串联），电流表（量程：0.6A、3A），4个小灯泡（额定电压2.5v的两个和3.8v的两个），1个开关，若干条导线 实验原理：在电源电压相同、小灯泡不变的前提下，分别在A.B.C三处接 入电流表，测量通过它们的电流，比较通过它们的电流大小的关系，就可以得出并联电路的电流规律。 实验步骤 1．检查器材。 2. 采用两只额定电压都为 2.5V的灯泡，按照电路图连接实物图（开关应） 3．闭合开关查看两灯是否正常发光 4．将电流表分别接入A点测出L1灯的电流，将电流表接入 B点测出L2灯的电流，将电流表接入C点测出干路电流。（重复3次，获得三组数据） 5．采用两只额定电压都为3.8V的灯泡，按照电路图连接实物图，并按照以上的方法分别测出A.B.C三点的电流。（重复3次，获得三组数据） 6. 采用两只规格不一样的灯泡，按照电路图连接实物图，并按照以上的方法分别测出A.B.C三点的电流。（重复3次，获得三组数据） 7．整理器材。
1. 实验目的 学习使用workbench软件，学习组建简单直流电路并使用仿真测量仪表测量电压、电流。 2.解决方案 1）基尔霍夫电流、电压定理的验证。 解决方案：自己设计一个电路，要求至少包括两个回路和两个节点，测量节点的电流代数和与回路电压代数和，验证基尔霍夫电流和电压定理并与理论计算值相比较。 2）电阻串并联分压和分流关系验证。 解决方案：自己设计一个电路，要求包括三个以上的电阻，有串联电阻和并联电阻，测量电阻上的电压和电流，验证电阻串并联分压和分流关系，并与理论计算值相比较。 3.实验电路及测试数据 4.理论计算 根据KVL和KCL及电阻VCR列方程如下： Is=I1+I2, U1+U2=U3, U1=I1*R1, U2=I1*R2, U3=I2*R3 解得，U1=10V,U2=20V,U3=30V,I1=5A,I2=5A 5. 实验数据与理论计算比较 由上可以看出，实验数据与理论计算没有偏差，基尔霍夫定理正确； R1与R2串联，两者电流相同，电压和为两者的总电压，即分压不分流； R1R2与R3并联，电压相同，电流符合分流规律。 6. 实验心得 第一次用软件，好多东西都找不着，再看了指导书和同学们的讨论后，终于完成了本次实验。在实验过程中，出现的一些操作上的一些小问题都给予解决了。 实验二 1.实验目的 通过实验加深对叠加定理的理解；学习使用受控源；进一步学习使用仿真测量仪表测量电压、电流等变量。 2.解决方案
自己设计一个电路，要求包括至少两个以上的独立源（一个电压源和一个电流源）和一个受控源，分别测量每个独立源单独作用时的响应，并测量所有独立源一起作用时的响应，验证叠加定理。并与理论计算值比较。 3. 实验电路及测试数据 电压源单独作用： 电流源单独作用： 共同作用： 4.理论计算 电压源单独作用时：-10+3Ix1+2Ix1=0,得Ix1=2A; 电流源单独作用时：,得Ix2=; 两者共同作用时:,得Ix=. 5. 实验数据与理论计算比较 由上得，与测得数据相符，Ix=Ix1+Ix2,叠加定理得证。 6. 实验心得 通过本实验验证并加深了对叠加定理的理解，同时学会了受控源的使用。 实验三 1.实验目的 通过实验加深对戴维南、诺顿定理的理解；学习使用受控源。 2.解决方案 自己设计一个有源二端网络，要求至少含有一个独立源和一个受控源，通过仪表测量其
实验二非线性元件的伏安特性 【一】实验目的 电路中有各种电学元件，如碳膜电阻、线绕电阻、晶体二极管和三极管、光敏和热敏元件等。人们常需要了解它们的伏安特性，以便正确的选用它们。通常以电压为横坐标，电流为纵坐标作出元件的电压—电流关系曲线，叫做该元件的伏安特性曲线。如果元件的伏安特性曲线是一条直线，说明通过元件的电流与元件两端的电压成正比，则称该元件为线性元件（例如碳膜电阻）；如果元件的伏安特性曲线不是直线，则称其为非线性元件（例如晶体二极管、三极管）。本实验通过测量二极管的伏安特性曲线，了解二极管的单向导电性的实质。【二】实验装置 直流稳压电源、直流电压表2个、直流电流表2个、滑线变阻器、待测二极管、开关、导线等。 注意事项： 1．为保护直流稳压电源，接通或断开电源前均需先使其输出为零；对输出调节旋钮的调节必须轻而缓慢。 2．更换测量内容前，必须使电源输出为零，然后再逐步增加至需要值，以免损坏元件。3．测定2AP型锗二极管的正、反向伏安特性曲线时，注意正向电流不要超过20mA，反向电压不要超过25V。 4．开始实验时，作为分压器的滑线变阻器的滑动触头C应置于使输出电压为最小值处。【三】实验原理 晶体二极管是常见的非线性元件，其伏安特性曲线如图1所示。 当对晶体二极管加上正向偏置电压，则有正向电流流过二极管，且随正向偏置电压的增大而增大。开始电流随电压变化较慢，而当正向偏压增到接近二极管的导通电压（锗二极管为0.2左右，硅二极管为0.7左右时），电流明显变化。在导通后，电压变化少许，电流就会急剧变化。 当加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，但不是完全没有电流，而是有很小的反向电流。该反向电流随反向偏置电压增加得很慢，但当反向偏置电压增至该二极管的击穿电
计算机电路基础 实验报告 指导老师_____刘凤声____ 班级_____软件工程114__ 学号___119074258________ 姓名_______黄芳恺_______ 安徽工业大学计算机学院 2012年11月
目录 1. 节点电压法电路计算及分析 2. 含有受控源电路的设计与分析 3. 戴维南定理和诺顿定理的应用 4. 一阶动态电路分析 5. 串联交流电路的阻抗及波形 6. 三极管放大电路静态、动态分析实验 7. 集成运算放大积分电路 8. 整流滤波电路
1. 实验 2.1 节点电压法电路计算及分析 一、实验目的 1．掌握Multisim常用仪器的使用方法。 2．会用Multisim用节点电压法分析和计算电路。 二、实验原理与实验步骤 电路原理图如实验图2-1。 实验图2-1 节点电压法电路图 节点电压法电路的计算式： 表2-1 实验2.1 物理量和实验结果记录表 节点电压法电路物理量数据 U1U2 实验值计算值实验值计算值 I s10.5 U s2 7.5 U s5 10 U s3 10 R5 2 6.218 6.218 1.641 1.642
R 1 5 R 2 4 14 3 6.292 6.293 2.839 2.840 R 3 12 R 4 6 2 15 20 10 2 12.948 12.947 3.024 3.024 R 6 2 14 3 12.743 12.743 4.725 4.725 节点电压法的实验步骤与分析： 1、按实验 图2-1 连接图形并测试。 2、将物理量和实验结果记录填写到表2-1中。 3、也可进行网络实验，打开网址：jszx-web/jddyf.html （见如下图）。 2. 实验 2.2 含有受控源电路的设计与分析 一、实验目的 1．掌握Multisim 常用仪器的使用方法。 2．会用Multisim 分析含有受控源的电阻电路。 二、实验原理与实验步骤 在电路分析课程中，对于含有受控源电路的分析一直是困扰学生的一个问题，对于受控源的受控量与控制量之间的关系总是在实际解题时产生混淆，实验中我们着重通过感性认识来了解受控源的特性。实验电路如图2-2和图2-3所示，可以看到V1=V2。
实验二线性与非线性元件伏安特性的测绘 自动化15-1黄港 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 任何一个电器二端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I＝f(U)来表示，即用I-U 平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。根据伏安特性的不同，电阻元件分为两大类：线性电阻和非线性电阻。 线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值，阻值为常数；图a 非线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值，阻值不为常数。即在不同的电压下，电阻值是不同的。（如白炽灯丝，普通二极管，稳压二极管等） 方法：逐点测试法 1.一般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温度的升高而增 大，通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可相差几倍至十几倍，所以它的伏安特性如图b 2.一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其伏安特性如图c所示。正向 压降很小（一般的锗管约为0.2～0.3V，硅管约为0.5～0.7V），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十多至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏； 4. 稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特别， 如图d所示。在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到
非线性元件伏安特性测量 一．实验目的 1、学习测量非线性元件的伏安特性，针对所给各种非线性元件的特点，选择一定的实验方法，选用配套的实验仪器，测绘出它们的伏安特性曲线。 2、学习从实验曲线获取有关信息的方法。 二．实验原理 1．检波和整流二极管 检波二极管和整流二极管都工作在1、4 象限．第1 象限区又称为正向工作区．当所加 的电压较低时，流通的电流很小，继续增加电压时，电流急剧上升．这个转折点对应的电压称为二极管的开启电压，它与所用的半导体材料的禁带宽度有关．在常温下，一般为 0.2~0.7V．第4 象限区又称为反向工作区，其特点是加一个相当高的电压时，电流会突然 增大，导致损坏，这种现象称为击穿．检波二极管和整流二极管工作范围不能超过击穿区．检波二极管的PN 结是针形接触，其特点是工作电流小，工作频率范围的宽，但反向 耐压低．整流二极管的PN 结是面形接触，其特点是工作电流大，工作频率低，反向耐压 可达上千压．它们的共同特点是要求反向工作时流过的电流越小越好． 2．稳压二极管 稳压二极管工作在第4 象限．而且工作在击穿区．其特点是反向工作电压加到一定值 时，电流突然增大，在此基础上再加大电压时，电流的变化非常剧烈，这时稳压二极管承受的功率急剧增大，若不加限流措施，PN 结极易烧毁． 3．发光二极管 发光二极管由半导体发光材料制成，工作在第1 象限．要发的光的波长与材料的禁带 宽度E 对应．根据量子力学原理E = eV = hυ可知，对于可见光，开启电压V约在2~3V．当加在发光二极管两端的电压小于开启电压时，发光二极管不会发光，也没有电流流过．电压一旦超过开启电压，电流急剧上升，二极管处于导通状态并发光，此时电流与电压呈线性关系，直线与电压坐标的交点可以认为是开启电压． 三．实验步骤 1．普通二极管 正向伏安特性：测量电路见图1，二极管两端电压V ≤3 V.电压表内接。 2．稳压二极管. 测量稳压二极管的反向伏安特性曲线．测量电路见图2, 稳压二极管的最大反向电流小 于30 mA，工作电压约为5 V左右．电压表外接。 3．发光二极管 正向伏安特性：测量电路见图3，此时采用恒流源．根据伏安特性曲线和实验中的观 察找到的开启电压，发光二极管最大正向电流I ≤20 mA，二极管两端电压V ≤ 3 V。电压表内接。
电路分析基础课程实验报告
院系专业：信系科学与技术软件工程 年级班级：20111105） 姓名：涂明哲 学号：20112601524 本课程实验全部采用workbench 作为试验仿真工具。 实验一基尔霍夫定理与电阻串并联 实验目的：学习使用workbench软件，学习组建简单直流电路并使用仿真测量仪表测量电压、电流。 1、基尔霍夫电流、电压定理的验证。 解决方案：自己设计一个电路，要求至少包括两个回路和两个节
点，测量节点的电流代数和与回路电压代数和，验证基尔霍夫电流和电压定理并与理论计算值相比较。 实验原理图： 与理论计算数据比较分析： i3 = i1 + i2; u1 + u2 + u7 + u6 = 0; u4 + u3 +u7 + u5 = 0; u1 + u2 + u3 + u4 + u5 + u6 = 0; 2、电阻串并联分压和分流关系验证。 解决方案：自己设计一个电路，要求包括三个以上的电阻，有串联电阻和并联电阻，测量电阻上的电压和电流，验证电阻串并联分压和分流关系，并与理论计算值相比较。 实验原理图：
与理论计算数据比较分析： 200Ω + 100 Ω=300Ω; (100Ω+200Ω)//600Ω = 200Ω; i1 = 15/(200+200+100) = 30mA i2 = i1*(600/900) = 10mA i3 = i1*(300/900) = 20mA u1 = u3*(200/300) = 4v u2 = u3*(100/300) = 2v 实验心得： 1.使用大电阻可以减小误差 2.工具不能熟练的使用而且有乱码。。。 实验二叠加定理 实验目的：通过实验加深对叠加定理的理解；学习使用受控源,进一步学习使用仿真测量仪表测量电压、电流等变量。
高中物理电学实验基础 一、电表、电表的改装 1.灵敏电流表G （1）三个主要参数 ①内阻Rg:电流表线圈的电阻，大约几十欧到几百欧。 ②满偏电流Ig:指针批转到最大刻度时的电流，大约几十微安到几毫安。 ③满偏电压Ug:电流表通过Ig 时两端的电压，大约零点几伏。 （2）三个参数间的关系：由欧姆定律可知Ug=IgRg 注意：电表就是电阻。 2.电压表 （1）电压表的改装 电流表G 的电压量程Ug=IgRg ，当改装成量程为U 的电压表时，应串联一个电阻R 分去多余的电压U-Ug ，电阻R 叫分压电阻。 （2）电压表的内阻：Rv=Rg+R 3.电流表的改装 电流表G 的电压量程Ug=IgRg ，当改装成量 程为I 的电流表时，应并联一个电阻R 分去多余的电流I-Ig ，电阻R 叫分 流电阻。 （2）电流表的内阻：R A =Rg ×R/(R+Rg) 4.电流表改装成欧姆表 ①原理：闭合电路的欧姆定律 ②如图1所示，当红、黑表笔短接时，调节R ，使电流表的指针达到满偏电流， 此时指针所指表盘上满刻度处对应两表笔间电阻为零。这时有： ③当两表笔间接入电阻Rx 时，电流表的电流为： ( )g g g g g g U U U I R R U U R R Ug -==-=据串联电路的特点得：解得：G R I U g U G R I U-Ug R ()g g g g g g g U I R I I R I R R I I ==-=-据并联电路的特点得： 解得：I-I g U G R I R g g E I R R r =++x g x E I R R r R =+++G + － R E r 红表笔 黑表笔 图1