元件伏安特性图1-1

实验一电路元件的伏安特性一、实验目的1、研究电阻元件和直流电源的伏安特性及其测定方法。

2、学习直流仪表设备的使用方法。

二、原理及说明任何一个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，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。

1、独立电源和电阻的伏安特性用电压表、电流表测定，称为伏安法（伏安表法）。

伏安表法原理简单，测量方便，同时适用于非线性元件伏安特性测量。

图1-1+-图1-22、理想电压源的内部电阻值Rs为零，其端电压Us ( t )是确定的时间函数，与流过电源的电流大小无关。

如果Us ( t )不随时间变化（即为常数），则该电压源称为直流理想电压源Us, 其伏安特性曲线如图1-1中曲线a所示。

实际电源的伏安特性曲线如图1-1中曲线b所示，它可以用一个理想电压源Us和电阻Rs 相串联的电路模型来表示（图1-2）。

显然Rs越大，图1-1中的角θ也越大，其正切的绝对值代表实际电源的内阻Rs。

3、理想电流源向负载提供的电流Is ( t )是确定的时间函数，与电源的端电压大小无关。

如果Is ( t )不随时间变化（即为常数），则该电流源为直流理想电流源Is，其伏安特性如图1-3中曲线a所示。

实际电源的伏安特性如图1-3中曲线b所示，它可以用一个理想电流源Is和电导Gs相并联的电路模型来显示，（图1-4）。

显然，Gs越大，图1-3中的θ角也越大，其正切的绝对值代表实际的电导值Gs。

图1-3+-图1-44、电阻元件的特性可以用该元件两端的电压U与流过的电流I的关系来表征。

即满足于欧姆定律：UR=I在U-I坐标平面上，线性电阻的特性曲线是一条通过原点的直线。

该直线的斜率等于该元件的电阻值（以电流为横坐标）。

如图1-5中a所示。

5、非线性电阻元件的电压、电流关系，不能用欧姆定律来表示，它的伏安特性一般为一曲线。

①半导体二极管是非线性电阻元件，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），正向电流随正向电压增加而急骤上升；其反向电流随电压增加很小，可视为零。

第一章习题答案1-1解：（1）题1-1图（a ）中，u 、i 在元件上为关联参考方向；题1-1图（b ）中，u 、i 在元件上为非关联参考方向。

（2）题1-1图（a ）中，p =ui 表示元件吸收的功率（因为u 、i 为关联参考方向，吸收功率）；题1-1图（b ）中，p =ui 表示元件发出的功率（因为u 、i 为非关联参考方向，发出功率）。

（3）在题1-1图（a ）中，p =u i ＜0表示元件吸收负功率，实际发出功率；在题1-1图（b ）中，p =ui ＞0，元件实际发出功率。

1-2解：u 、i 参考方向的关联与否，须对某一元件、支路或端口而言。

题1-2图（a ）中，u 、i 的方向对N A 是非关联的，对N B 是关联的；因此，p =ui 表示了N A 发出的功率，也即N B 吸收的功率。

在题1-2图（b ）中，u 、i 的方向对N A 是关联的，对N B 是非关联的；因此，p =ui 表示了N A 吸收的功率，也即N B 发出的功率。

注意：这些结论不论u 、i 的乘积是正或负，都是成立的。

1-3解：元件A 上，u 、i 为非关联参考方向；元件B 、C 、D 与E 上，u 、i 为关联参考方向。

因而有元件A 发出功率为：W W p A 300560=⨯=发 元件B 吸收功率为：W W p B 60160=⨯=吸 元件C 吸收功率为：W W p C 120260=⨯=吸 元件D 吸收功率为：W W p D 08204=⨯=吸 元件E 吸收功率为：W W p 40220E =⨯=吸不难证明：吸吸吸吸发E D C B p p p p p +++=A 。

因此，整个电路功率是平衡的。

1-4解：（1）图（a ）中，u 、i 为关联参考方向，i u 31010⨯= （2）图（b ）中，u 、i 为非关联参考方向，i u 10-=（3）图（c ）中，u 与电压源的激励电压方向相同，V u 10= （4）图（d ）中，u 与电压源的激励电压方向相反，V u 5-= （5）图（e ）中， i 与电流源的激励电流方向相同，A i 31010-⨯=（6）图（f ）中， i 与电流源的激励电流方向相反，A i 31010-⨯-= 1-5解：题1-5图（a ）中，流过15V 电压源的2A 电流与激励电压15V 为非关联参考方向，因此，电压源发出功率W W p 30215s U =⨯=发；2A 电流源的端电压()V V U A51525=+⨯-=，此电压与激励电流问关联参考方向，因此，电流源吸收功率W W p Is 1025=⨯=吸。

国开形成性考核《电工电子技术》平时作业(1-4)试题及答案（课程ID：00289，整套相同，如遇顺序不同，Ctrl+F查找，祝同学们取得优异成绩！）平时作业（1）一、选择题（每小题5分，共40分）题目：1、图1-1所示的电路中，电流I为（A）。

图1-1【A】：5 A【B】：‒5 A【C】：2 A【D】：‒3 A题目：2、图1-2所示电路中，电压Uab的数值是（D）。

图1-2【A】：20V【B】：0V【C】：2V【D】：10V题目：3、图1-3所示的电路中，电流表的正、负接线端用“+”、“‒”号标出，现电流表指针正向偏转，示数为10 A，有关电流、电压方向也表示在图中，则（C）正确。

图1-3【A】：I1=‒10 A，U=12 V【B】：I1=‒10 A，U=6 V【C】：I1=10 A，U=12 V【D】：I1=10 A，U=‒6 V题目：4、图1-4所示的电路中包含（B）条支路，用支路电流法分析该电路，需要列写（B）个方程。

图1-4【A】：4，3【B】：5，3【C】：5，4【D】：4，4题目：5、用叠加定理分析电路时，当其中一个电源单独作用时，其他电源应置零，即电压源（A）、电流源（A）。

【A】：短路，开路【B】：开路，短路【C】：开路，开路【D】：短路，短路题目：6、已知电路某元件的电压u和电流i分别为u=10cos（ωt+20°）V，i=5sin（ωt+110°）A，则该元件的性质是（C）。

【A】：电容【B】：不确定【C】：电阻【D】：电感题目：7、在RLC串联电路中，如果调大电感，则电路（B）。

【A】：性质不变【B】：感性增强【C】：呈电阻性【D】：容性增强题目：8、在三相电路中，三相对称负载为星形连接，三个线电流均为4A，则中线电流为（B）。

【A】：12A【B】：0A【C】：4A【D】：8A二、判断题（每小题5分，共40分）题目：9、电路中电流的实际方向是电位降低的方向，可据此来判别电流源或电压源上电流或电压的关联性。

实验一电路元件伏安特性的测试（含数据处理）实验一--电路元件伏安特性的测试（含数据处理）实验一电路元件伏安特性的测试一、实验目的1.学会识别常用电路元件的方法2.掌控线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测试方法3.熟悉实验台上直流电工仪表和设备的使用方法二、原理表明电路元件的特性一般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。

电阻元件是电路中最常见的元件，有线性电阻和非线性电阻之分。

实际电路中很少是仅由电源和线性电阻构成的“电平移动”电路，而非线性器件却常常有着广泛的使用，例如非线性元件二极管具有单向导电性，可以把交流信号变换成直流量，在电路中起着整流作用。

万用表的欧姆档就可以在某一特定的u和i之下测到对应的电阻值，因而无法测到非线性电阻的伏安特性。

通常就是用含源电路“在线”状态下测量元件的端电压和对应的电流值，进而由公式r＝u/i求测电阻值。

1.线性电阻器的伏安特性符合欧姆定律u＝ri，其阻值不随电压或电流值的变化而变化，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，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。

オオオオオオオオオオオオネ1-1元件的伏安特性2.白炽灯可以视为一种电阻元件，其灯丝电阻随着温度的升高而增大。

一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可以相差几倍至十几倍。

通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，即对一组变化的电压值和对应的电流值，所得u/i不是一个常数，所以它的伏安特性是非线性的，如图1-1(b)所示。

3.半导体二极管也就是一种非线性电阻元件，其伏安特性例如图1-1(c)右图。

二极管的电阻值随其电压或电流的大小、方向的发生改变而发生改变。

它的正向压降不大（通常锗管及约为0.2～0.3v，硅管约为0.5～0.7v），正向电流随其正向压降的增高而急剧下降，而逆向电压从零一直减少至十几至几十伏时，其逆向电流减少不大，粗略地可以视作零。

实验一晶体二极管特性分析实验目的：1.熟悉仿真软件Multisim的使用，掌握基于软件的电路设计和仿真分析方法；2.熟悉NI myDAQ硬件实验平台，掌握基本功能的使用方法；3.通过软件仿真和硬件实验验证，掌握晶体二极管的基本特性。

实验内容：一、仿真实验1.根据图1-1所示电路，在Multisim中进行仿真分析，得到二极管的伏安特性。

图1-1. 二极管伏安特性实验电路仿真任务：二极管选取型号1N3064，对直流电压源V1进行DC扫描，扫描范围0~1V，步长0.01V，测量二极管中的电流，得到二极管伏安特性曲线。

仿真设置：Simulate→ Analyses → DC Sweep，设置电压扫描范围和输出变量;二极管伏安特性曲线：2.根据图1-2所示的二极管半波整流电路，在Multisim中进行仿真分析，得到输出电压随不同参数的变化情况。

图1-2. 二极管半波整流电路仿真任务及分析方法：a.固定输入信号频率为50Hz，振幅5V，直流电压0V，负载电容C1=10μF，改变负载电阻，采用Agilent示波器（Agilent Oscilloscope）观察输入输出波形，测量输出电压的平均值和纹波电压，并完成表1-1。

表1-1：负载电阻（kΩ） 1 10 100输出电压（V） 2.15 3.85 4.31输出纹波峰峰值（V） 2.890.655090.07863负载1kΩ：负载10kΩ：负载100kΩ：b.固定输入信号频率为50Hz，振幅5V，直流电压0V，负载电阻R1=10kΩ，采用Agilent示波器观察输入输出波形，测量输出电压的平均值和纹波电压，并完成表1-2。

表1-2：负载电容（μF）10 47 220输出电压（V） 3.85 3.93 3.93输出纹波峰峰值（V）0.65509 0.14304 0.0306负载10μF：负载47μF：负载220μF：c.根据仿真实验数据，给出输出电压的平均值和纹波电压与负载电阻和负载电容的相互关系。

《电工技术基础与技能》期末复习题1．认识电路一、选择题：1．下列设备中，一定是电源的为（）。

A．蓄电池B．发电机C．冰箱D．白炽灯2．如果在4 min内导体中通过1200 C的电荷量，那么导体中的电流大小为（）A．5A B．10A C．15A D．20A3．一般金属导体具有正温度系数，当环境温度升高时，电阻值将（）A．减少B．增大C．不变D．不能确定4．相同材料制成的两个均匀导体，长度之比为3：5，横截面积之比为4：1，则其电阻之比为（）A．12：5 B．3：20 C．7：6 D．20：35．有一段导线电阻是8Ω，将它均匀拉长一倍，则导线电阻变为（）A．8ΩB．16ΩC．4ΩD．32Ω6．某导体两端电压为100V，通过的电流为2A；当两端电压降为50V时，导体的电阻应为（）A．100ΩB．25ΩC．50ΩD．07．通常电工术语“负载大小”是指（）的大小。

A．等效电阻B．负载体积C．实际电压D．实际电功率8．一个额定功率为1W，电阻值为100Ω的电阻，允许通过的最大电流为（）A．0.01 A B．0.1A C．1A D．100A9．一电阻元件，当其电流减为原来的一半时，其功率为原来的（）A．1/2 B．2倍C．1/4 D．4倍10．220V、40W白炽灯正常发光（）小时，消耗的电能为1kw．h。

A．20 B．40 C．45 D．2511．有两盏灯“220V、40W”和“220V、100W”，当它们都正常发光时，（）A．“220V、40W”电阻大B．“220V、100W”电阻大C．两盏灯的电阻一样大D．不能确定12．在电源电压不变的系统中，加大负载指的是（）A．负载电阻加大B．负载电压增大C．负载功率增大D．负载电流减小13．有段电阻为16Ω的导线，把它对折起来作为一条导线用，电阻是（）。

A．8ΩB．16ΩC．4ΩD．32Ω二、填空题：1．电路是由、、和等组成的闭合回路。

电路的作用是实现电能的、和。

实验二 LED光源的伏安特性实验日期：2017年9月22日姓名：徐风学号：201508403146 成绩：一、实验目的1. 掌握LED光源的伏安特性；2. 掌握测量伏安特性的方法；3.通过LED的伏安特性曲线，学会如何使用LED作为探测光源。

二、实验仪器1. GDS-VI型光电综合实验平台主机系统；2. LED光源三个；3.夹持装置、LED光源装置各一个。

三、实验原理发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，它的电学特性和半导体PN结类似。

LED的主要电学参量包括阈值电压、反向饱和电流等，主要的电学特性是伏安特性。

图1 LED的伏安特性特性曲线如图 1所示为LED 的伏安特性特性曲线。

OA 段：正向死区，正向电流极小，电压小于阈值电压时，LED 不发光。

AB 段：正向工作区，工作电流与外加电压呈指数关系，即 qV kT I =Is(e-1)（1）式中I S 为反向饱和电流。

当正向电压大于V B 时LED 被烧坏。

OC 段：反向死区，几乎没有电流流过。

CD 段：反向击穿区，当反向电压大于V C 时，LED 被击穿。

四、实验步聚1. 按图2的电路连接。

图2 LED 供电及电流测量电路2.打开实验平台的电源开关，调节R 使流经LED 的电流产生变化，读取不同电流下的LED 两端电压值，并记录至下表；3. 将LED 换成其他颜色，重复上述测量。

（分别测红、蓝、白、绿至少3种LED 光源）五、实验数据分析处理1.实验原始数据：+5V2. LED的伏安特性曲线；3.结论：正向电压比较小时，正向电流几乎为零，当正向电压超过一定值时，正向电流开始快速增长。

电学元件伏安特性的测量实验报告篇一：电路分析实验报告(电阻元件伏安特性的测量) 电力分析实验报告实验一电阻元件伏安特性的测量一、实验目的：（1）学习线性电阻元件和非线性电阻元件伏安特性的测试方式。

（2）学习直流稳压电源、万用表、电压表的使用方法。

二、实验原理及说明（1）元件的伏安特性。

如果把电阻元件的电压取为横坐标，电流取为纵坐标，画出电压与电流的关系曲线，这条曲线称为该电阻元件的伏安特性。

（2）线性电阻元件的伏安特性在u-i平面上是通过坐标原点的直线，与元件电压和电流方向无关，是双向性的元件。

元件的电阻值可由下式确定：R=u/i=(mu/mi)tgα,期中mu和mi分别是电压和电流在u-i平面坐标上的比例。

三、实验原件Us是接电源端口，R1=120Ω,R2=51Ω,二极管D3为IN5404，电位器Rw四、实验内容（1）线性电阻元件的正向特性测量。

（2）反向特性测量。

（3）计算阻值，将结果记入表中（4）测试非线性电阻元件D3的伏安特性（5）测试非线性电阻元件的反向特性。

表1-1 线性电阻元件正（反）向特性测量表1-5二极管IN4007正（反）向特性测量五、实验心得（1）每次测量或测量后都要将稳压电源的输出电压跳回到零值（2）接线时一定要考虑正确使用导线篇二：电学元件的伏安特性实验报告v1预习报告【实验目的】l.学习使用基本电学仪器及线路连接方法。

2.掌握测量电学元件伏安特性曲线的基本方法及一种消除线路误差的方法。

3.学习根据仪表等级正确记录有效数字及计算仪表误差。

准确度等级见书66页。

100mA量程，0.5级电流表最大允许误差?xm?100mA?0.5%?0.5mA，应读到小数点后1位，如42.3(mA) 3V量程，0.5级电压表最大允许误差?Vm?3V?0.5%?0.015V，应读到小数点后2位，如2.36(V) 【仪器用具】直流稳压电源，电流表，电压表，滑线变阻器，小白炽灯泡，接线板，电阻，导线等。