实训三 直流电源和电阻元件伏安特性的测定

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1、实训三直流电源和电阻元件伏安特性的测定一、实训目的1、测定线性电阻元件、非线性电阻元件及直流电压源、直流电流源的伏安特性，并绘制其特性曲线。2、掌握万用表和电流表、电路分析实验箱的使用方法。3、理解理想电压源、电流源的伏安特性。二、预习要求1、熟悉理想电压源与实际电压源、理想电流源与实际电流源的伏安特性。2、熟悉电流、电压的测量方法。3、在原始数据记录纸上画好测试数据的表格。4、整理出简要的实训步骤。三、实训器材1、电流表（T51型）1只2、滑动变阻器（200Ω1A）1只3、电阻箱（0—9999Ω）1只4、万用表（MF47型）1只5

2、、电路分析实验箱（SG6940A型）　1台四、实训原理及说明1、电阻元件电阻元件的阻值不随其电压或电流改变的，称为线性电阻元件，它遵循欧姆定律。如果电阻元件的阻值随着其电压或电流而改变，称为非线性电阻元件，它不遵循欧姆不定律。若把电阻元件上的电压取为纵（或横）坐标，电流取为横（或纵）坐标，画出电压和电流的关系曲线，称为该电阻元件的伏安特性曲线。线性电阻元件的伏安特性是通过坐标原点的一条直线，如图4-1所示。非线性电阻元件，因为它不遵循欧姆定律，电压与电流不成正比，其伏安特性是一条曲线，如图4-2所示。00IUIU图4-1线性电阻的伏

3、安特性曲线图4-2非线性电阻的伏安特性曲线2．直流电压源理想的直流电压源（简称直流电压源），其端电压是一恒定值，与通过它的电流无关，即不会因为它所接外电路不同而改变，而通过它的电流却取决于它所连接的外电路。直流电压源的伏安特性如图4-3所示（直线a）。实际的直流电压源都具有一定的内阻Ri，它可以用恒定的电压US和电阻Ri相串联的模型来模拟。其端电压U=US-IRi式中I为流过实际电压源的直流，实际直流电压源的伏安特性曲线如图4-3所示（直线b）。3．直流电流源理想的直流电流源（简称直流电流源）其输出电流是一恒定值，与它的端电压无关，

4、即不会因为它所接外电路不同而改变，而它的端电压却取决于外电路。直流电流源的伏安特性曲线如图4-4中直线a所示。实际的直流电流源可以用一恒定电流IS与电阻Ri并联的模型来模拟，其输出电流为式中U为实际电流源的端电压，其伏安特性曲线如图4-4中直线b所示。UUsabI00IIsUab图4-3直流电压源的伏安特性曲线图4-4直流电流源的伏安特性曲线五、内容及步骤1、测量线性电阻元件的伏安特性（1）按图4-5在电路分析实验箱上接线，取RL=100Ω，US为直流稳压电源的输出电压（要事先将US调到0V）。mAVRL+US—+U—+I-（2）打

5、开稳压电源开关，调节电压调节旋钮使电压U分别为0V、2V、4V、6V、8V、10V（以万用表电压档指示值为准），测量对应的电流值，将数据填入表4-1中。然后关闭电源，将电压调节旋钮调到最小位置（即0V位置）。　图4-5线性电阻元件线路　　　　　　　　　　　　　　表4-1线性电阻U(V)0246810I(mA)2、测量非线性电阻元件的伏安特性（1）按图4-6在实验箱上接好线路。（2）打开电源开关，调节电压调节旋钮，使其输出电压分别为0V、1V、2V、3V、4V、5V、6V，测量对应的电流值，记入表4-2中，关闭电源，电压旋钮旋到最小位

6、置。mAV6.3V小灯泡+US—+U—+I-×　　　　　　　　　　图4-6非线性电阻元件的测试线路表4-2非线性电阻（小灯泡）U(V)0123456I(mA)3、测量直流电压源的伏安特性mAVRP+US—+U—+I-R（1）按左图4-7在实验箱上接好线路。将实训室的稳压电源视作理想直流电压源，取R=100Ω，Rp用滑动变阻器，也可用实验箱中的电位器。图4-7电压源测试线路（2）打开稳压电源开关，调节电压调节旋钮使输出电压为10V，改变Rp的值使电路中电流分别为35mA、40mA、45mA、50mA、55mA、60mA，测量对应的直流

7、电压源端电压U，记入表4-3中。表4-3电压源I(mA)354045505560U（V）4、测量实际电压源的伏安特性mAVRP+US—+U—+I-RRi图4-8实际电压源测试线路（1）按图4-8在实验箱上接线，将直流稳压电源US与电阻Ri（取51Ω）相串联来模拟实际直流电压源，如图中虚线框内所示，取R=100Ω，Rp（同前面一样）。（2）US取12V，调节Rp使电路中的电流分别为35mA、40mA、45mA、50mA、55mA、60mA，测量对应的实际电压源端电压U，记入表4-4中。表4-4实际电压源I(mA)35404550556

8、0U（V）mAVRL+U—+I-IS5、测量直流电流源伏安特性（1）按图4-9在实验箱上接线，RL为十进制多值电阻箱。（2）选择恒流源IS=50mA，改变RL的阻值分别为0Ω、100Ω、200Ω、300Ω、400Ω、500Ω，测量对应