三、实验设备 序号 1 2 3 4 5 名 称 可调直流稳压电源 万用表 可调电阻箱 电阻器 单刀两掷开关 0-30V MF-30或其他 0-99999.9Ω 6.2K、8.2K10K、20K、100K 型号与规格 数量 1台 1块 1个 若干 1 备注 自备 DGJ—05 DGJ—05 四、实验内容与步骤

1.双量限电压表两次测量法

(1)按图2-1连接电路，选Ro=20KΩ，调直流稳压电源的输出，使E＝Uo＝2V。 (2)用万用表的直流电压1V和5V两档量限进行两次测量，记录数据，其内阻值参照实验一的结果。

(3)根据公式算出开路电压Uo之值，并记入表2-1中。

表2-1双量限两次测量开路电压 电压表量限 1V 5V 双量限内阻值RV(KΩ) 双量限测量理论值 值U1，U2(V) UO(V) 测算值UO′(V) 绝对误差 △U(V) 相对误差 △U/UO×100% 2.单量限电压表两次测量法

实验线路同上，电源电压仍取E＝Uo＝2V，Ro=20kΩ，用上述万用表直流电压1V量限档，串接R＝10kΩ的附加电阻器进行两次测量，根据公式⑥计算开路电压Uo之值，数据记入表2-2中。

表2-2单量限两次测量开路电压 理论值 Uo(V) 2 两次测量值 U1(V) U2(V) 测量计算值 Uo′(V) 绝对误差 △U(V) 相对误差 U/U×100% 3.双量限电流表两次测量法

⑴按图2-2线路进行实验，调直流电压源E＝3V，取Ro＝6.2kΩ。

⑵用万用表0.5mA和5mA两档电流量限进行两次测量，双量限内阻值参照实验一的结果。

⑶依据公式⑤计算出电路中电流值Ｉ，并根据表2-3记录各数据。

表2-3双量限两次测量电路电流 电流表 电流表 双量限测量值理论值 测算值 绝对误差 相对误差△内阻值 I=E/Ro(mA) I’(mA) △I(mA) 量限 RA(Ω) I1，I2(mA) I/I×100% 0.5mA 5mA

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4.单量限电流表两次测量法 实验线路同上，用万用表0.5mA电流量限，串联附加电阻R＝8.2KΩ进行两次测量，根据公式⑦求出电路中的实际电流I之值和误差值，数据记入表2-4中。

表2-4单量限两次测量电路电流 电流表 量限 内阻值 RA(Ω) 串联 电阻值 R(Ω) 两次 测量值 I1(mA) 理论值 测算值 绝对误差 I′(mA) 相对误差 △I(mA)△I/I×100% I2(mA) I=E/RO(mA) 五、实验注意事项

同实验一 六、预习思考题

1.用带有一定内阻的电压表测出的端电压值为何比实际值偏小？ 2.用具有一定内阻的电流表测出的支路电流值为何比实际值偏小？ 3.如何减小因仪表内阻而产生的测量误差？主要有几种方法？

4.双量限两次测量法和单量限两次测量法的依据是什么？主要区别在哪里？

5．实验中所用的万用表是精确仪表，在一般情况下，直接测量误差不会太大，只有当被测电压源的内阻〉1/5电压表内阻或者被测电流源内阻《5倍 电流表内阻时，采 用 本实验测量，计算法才能得到满意的结果。 七、实验报告

1.完成各项实验数据的测量与计算 2.本次实验的收获与体会

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实验三 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.掌握线性电阻、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

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。

万用表的欧姆档只能在某一特定的U和I下测出对应的电阻值，因而不能测出非线性电阻的伏安特性。一般是用含源电路“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3-1(a)所示，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。

图3-1 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3-1(b)所示。

3.半导体二极管也是一种非线性电阻元件，其伏安特性如图3-1(c)所示。二极管的电阻值随电压或电流的大小、方向的改变而改变。它的正向压降很小（一般锗管约为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剧上升，而反向电压从零一直增加到十几至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。发光二极管正向电压在0.5～2.5V之间时，正向电流有很大变化。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。

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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，但其反向特性较特殊，如图3-1(d)所示。给稳压二极管加反向电压时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时，电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外加反向电压的升高而增大，这便是稳压二极管的反向稳压特性。实际电路中，可以利用不同稳压值的稳压管来实现稳压。 三、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 万用表 直流数字毫安表 直流数字电压表 二极管 稳压管 白炽灯 线性电阻器 名称 可调直流稳压电源 型号与规格 0～30V MF-30或其他 2CP15或其他 2CW51 12V 1kΩ/1W 数量 1台 1块 1块 1块 1 1 1 1 备注 DGJ—05 DGJ—05 DGJ—05 DGJ—05 四、实验内容与步骤

1.线性电阻器伏安特性的测定按图3-2接线，调节稳压电源Us的数值，测出对应的电压表和电流表的读数记入表3-1中。

图3-2 图3-3

表3-1线性电阻器的伏安特性

UR(v) I(mA) 0 2 4 6 8 10 2.测量白炽灯泡的伏安特性

把图3-2中的电阻换成12V，0.1A的小灯泡，重复步骤１的测试内容，数据记入表3-2中。UL为灯泡的端电压

表3-2白炽灯泡的伏安特性 UL(v) I(mA) 0.1 0.5 1 2 3 4 5 3.测定半导体二极管的伏安特性

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