电阻的伏安特性曲线及电阻测定

线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线一、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，该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VR。

I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Ө表示)；n区的电子减少，出现了一层带正电的粒子区(以⊕表示)。

伏安特性曲线的测量实验报告篇一：电路元件伏安特性的测量实验一电路元件伏安特性的测量一、实验目的1．学习测量电阻元件伏安特性的方法；2．掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法；3．掌握直流稳压电源和直流电压表、直流电流表的使用方法。

二、实验原理在任何时刻，线性电阻元件两端的电压与电流的关系，符合欧姆定律。

任何一个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之间的函数关系式I＝f来表示，即用I－U 平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为电阻元件的伏安特性曲线。

根据伏安特性的不同，电阻元件分为两大类：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（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R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曲线不是一条经过坐标原点的直线，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，它们的伏安特性曲线如图1-1（b）、（c）、（d）所示。

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。

线性电阻白炽灯丝绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法，电阻元件在不同的端电压U作用下，测量出相应的电流I，然后逐点绘制出伏安特性曲线I＝f，根据伏安特性曲线便可计算出电阻元件的阻值。

三、实验设备与器件1.直流稳压电源1 台2.直流电压表1 块3.直流电流表1 块4.万用表 1 块5.白炽灯泡 1 只6. 二极管1 只7.稳压二极管1 只8.电阻元件 2 只四、实验内容1．测定线性电阻的伏安特性按图1-2接线。

调节直流稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓慢地增加（不得超过10V），在表1-1中记下相应的电压表和电流表的读数。

2将图1-2中的1kΩ线性电阻R换成一只12V，的灯泡，重复1的步骤，在表1-2中记下相应的电压表和电流表的读数。

电阻伏安特性曲线实验报告电阻伏安特性曲线实验报告引言电阻是电路中最基本的元件之一，电阻伏安特性曲线则是描述电阻器在电流和电压之间的关系的重要工具。

本实验旨在通过测量不同电阻下的电流和电压，绘制电阻伏安特性曲线，并探讨电阻器的基本特性。

实验步骤1. 实验器材准备：准备好电源、电阻箱、电流表、电压表等实验仪器。

2. 搭建电路：将电源的正极与电阻箱相连，再将电阻箱与电流表相连，最后将电流表与电压表相连，形成一个简单的串联电路。

3. 调节电阻箱：根据实验要求，依次选取不同的电阻值，将电阻箱调节到相应的数值。

4. 测量电流和电压：在每个电阻值下，分别测量电流表和电压表的读数，并记录下来。

5. 绘制电阻伏安特性曲线：根据测得的电流和电压数据，绘制电阻伏安特性曲线。

实验结果与分析在实验过程中，我们选取了几个不同的电阻值进行测量，并记录下了相应的电流和电压数据。

通过这些数据，我们绘制了电阻伏安特性曲线。

从曲线可以看出，电阻和电流之间呈线性关系，即符合欧姆定律。

根据欧姆定律，电阻的阻值等于通过它的电流与电压之比。

因此，我们可以通过测量电流和电压，计算出电阻的阻值。

此外，从曲线的斜率可以得出电阻的阻值。

斜率越大，说明电阻越小；斜率越小，说明电阻越大。

这与我们在电路中常见的情况相符：电阻越小，通过的电流越大。

实验误差的讨论在实验中，我们可能会遇到一些误差，影响实验结果的准确性。

以下是一些可能的误差来源和讨论：1. 仪器误差：电流表和电压表有一定的测量误差，这可能会导致实际测量值与理论值之间存在一定的差异。

为了减小仪器误差，我们可以使用更精确的测量仪器。

2. 电源波动：电源的电压可能存在一定的波动，这也会对实验结果产生影响。

为了减小电源波动带来的误差，我们可以使用稳压电源或者进行多次测量取平均值。

3. 电阻内部结构：电阻器内部结构的不完美也可能导致实验结果的误差。

例如，电阻器的接触不良、温度变化等因素都可能影响电阻的阻值。

第1篇一、实验概述伏安特性实验是电学基础实验之一，旨在通过测量电学元件在电压与电流作用下的关系，绘制出伏安特性曲线，从而分析元件的电阻特性。

本实验采用逐点测试法，对线性电阻、非线性电阻元件的伏安特性进行了测量和绘制。

二、实验目的1. 理解伏安特性曲线的概念，掌握伏安特性曲线的绘制方法。

2. 通过实验验证欧姆定律，了解电阻元件的伏安特性。

3. 分析非线性电阻元件的特性，掌握其应用领域。

三、实验原理1. 伏安特性曲线：在电阻元件两端施加电压，通过电阻元件的电流与电压之间的关系称为伏安特性曲线。

根据伏安特性的不同，电阻元件分为线性电阻和非线性电阻。

2. 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，斜率代表电阻值。

其阻值R为常数，与元件两端的电压U和通过该元件的电流I无关。

3. 非线性电阻：非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线，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。

四、实验步骤1. 准备实验仪器：直流稳压电源、直流电压表、直流电流表、电阻元件、导线等。

2. 连接实验电路：将电阻元件与直流稳压电源、直流电压表、直流电流表连接成闭合回路。

3. 测量电压与电流：逐步调节直流稳压电源的输出电压，记录对应的电流值。

4. 绘制伏安特性曲线：以电压为横坐标，电流为纵坐标，将实验数据绘制成曲线。

五、实验结果与分析1. 线性电阻伏安特性曲线：实验结果表明，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。

斜率代表电阻值，与实验理论相符。

2. 非线性电阻伏安特性曲线：实验结果表明，非线性电阻元件的伏安特性曲线不是一条经过坐标原点的直线。

在低电压下，电阻值较小，随着电压的增大，电阻值逐渐增大，直至趋于饱和。

这与实验理论相符。

3. 伏安特性曲线的应用：通过伏安特性曲线，可以分析电阻元件在不同电压下的电阻值，从而了解电阻元件的电阻特性。

在工程实践中，伏安特性曲线对于设计电路、选择电阻元件具有重要意义。

（一）线性电阻的伏安特性曲线由图可知，伏安特性曲线的斜率为0.9944，故实验测得线性电阻阻值为1/994.4=1005.6Ω。

实际电阻的标称值为1000Ω，相对误差为E=(|1000-1005.6|/1000)*100%=0.56%。

误差原因：实验中采用电流表内接法，电压表的读数包括了电流表的压降，因此计算所得电阻为电流表内阻和线性电阻之和，偏大。

（二）半导体二极管伏安特性曲线 1、正向特性U/V 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 I/mA 1.992 3.976 5.956 7.953 9.947U/V 0.20 0.40 0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 0.70 I/mA0.004 0.004 0.013 0.023 0.042 0.084 0.173 0.3592、反向特性U/V 2.00 4.00 6.00 6.20 6.40 6.60 6.80 I/mA 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 8.034（三）理想电压源伏安特性曲线I/mA 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0U/V 10.032 10.032 10.031 10.030 10.030（四）实际电压源伏安特性曲线I/mA 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0U/V 9.406 8.853 8.545 7.842 7.421由公式U=Us-IRs，伏安特性曲线的斜率为电源内阻，可求得实际电源内阻49.8Ω.实验中，实际内阻为51.2Ω，相对误差为E=|51.2-51|/51*100%=0.39%。

误差原因：实验中采用电流表外接法，电流表的读数包括了电压表中的电流，因此，根据公式U=Us-IRs计算所得电阻值偏小。

伏安法测电阻实验报告一、实验目的：1.学会设计用伏安法测电阻的实验电路。

2.掌握各种电阻原件伏安特性曲线的测量方法。

3.学会用作图法处理实验数据。

二、实验原理：1.线性元件和非线性原件当一电阻元件两端加上不同的直流电压U时，元件内则有相应的电流I流过，以电流I为纵坐标，电压U为横坐标，做出I−U关系曲线，这便是该电阻元件的伏安特性曲线。

通常情况下，导电金属丝，碳膜电阻，金属膜电阻等，其伏安特性曲线是一条过原点的直线，如图（1）所示。

这类元件称为线性元件，其阻值是一个不随I,U变化的常量。

对于像晶体二极管，热敏电阻等元件，他们的伏安特性曲线不是一条直线，这类元件称为非线性元件，其阻值不是一个常量。

图（1）2.测量电路的选取利用伏安法测电阻常采用如下图所示的两种类型测量电路。

由图可以得出，测量电路的选取在于电源的选取，变阻器R的选取和电表的选取以及连接方式等几方面。

（1）电源的选取实验时常用的直流电源有三种：直流稳压电源，直流稳流电源和固定电压源（如干电池等）。

实验时电源的选取应使所选电源的额定电压和额定电流同负载的额定电压和额定电流相同或稍大较为理想，余量过大浪费电能，会使调节变粗，若使用不慎也易损坏电表。

（2）变阻器的选取与连接方式变阻器的用途是控制电路中的电压和电流，使其达到某一指定的数值，或使其在一定范围内连续变化。

为此，实验中常用变阻器组成分压电路和限流电路，如上图所示。

分压电路是通过变阻器R的滑动端的移动来改变R X两端的电压；限流电路是通过改变变阻器R的阻值来改变电路中电流的。

实验中如能选用合适的直流稳压电源或是稳流电源，一般可不采用变阻器控制电路。

如选用固定电压电源，则需用变阻器来调节R X两端的电压和通过它的电流。

变阻器的连接方式按如下考虑：如所选电源的额定电流大于负载R X的两倍以上，宜选用分压电路。

该电路调节的范围宽且可以调为零值。

实验中希望改变R时，负载R X两端的电压变化要尽量均匀，否则调节困难，给实验带来不便。

电工实验报告本学院：班级：学号：姓名：指导教师：成绩：、实验名称：伏安特性的测定二、实验目的：1、熟悉电工综合实验装置；2、掌握几种元件的伏安特性的测试方法，加深对线性电阻元件、非线性电阻元件伏安特性的理解；3、掌握实际电压源使用调节方法；4 、学习常用直流电工仪表和设备的使用方法。

三、实验原理电路元件的伏安特性一般用该元件上的电压U 与通过该元件的电流I 之间的函数关系U=f(I) 来表示。

伏安特性以U和I分别作为纵坐标和横坐标绘制成曲线，即伏安特性曲线或外特性曲线。

电路元件的伏安特性可以用电压表、电流表测定，称为伏安测量法(伏安表法) 。

四、实验步骤及任务1、测试线性电阻R 的伏安特性曲线电路电路图：图1-1-2 测试线性电阻R 的伏安特性仿真截图：2, 测试二极管的伏安特性线路电路图：图1-1-4 测试二极管的伏安特性五、思考题：用电压表和电流表测量元件的伏安特性时，电压表可接在电流表之前或之后，两者对测量误差有何影响？实际测量时应根据什么原则选择？（画图并说明）答：伏安特性曲线，有电流表外接和内接。

当电流表外接时：由于电压表的分流作用，有欧姆定律可知，R测<R真。

所以分流越小，误差越小，所以这个适合用来测量小电阻。

即R<<Rv. 当电流表内接时：由于电流表的分压作用，由欧姆定律，R测>R真。

所以分压越少，误差越小，所以这个适合用来测量大电阻。

R>>RA.六、实验结论及收获实验结论以及数据处理：1，线性电阻的的伏安特性曲线为过原点的一条直线，也说明它为线性电阻，电压变化与电流变化是正比关系。

2，二极管的伏安特性曲线为一条曲线，所以为非线性元件。

由图可见，当加二极管上正向电压较小时，正向电流几乎等于0，只有当其两端电压超过某一数值时，正向电流才明显增大。

在此实验数据中加正向电压<0.7V 时, 电流随电压变化较缓慢,当电压超过0.7V时,电流随电压变化很快。