电阻伏安特性的测量实验报告.docx
电阻伏安特性的测量实验报告一、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l=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(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l=f(U),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台2 ,直流电压表13 .直流电流表14 .万用表15 .白炽灯泡16 .二极管17 .稳压二极管18 .电阻元件2块块块只只只只四、实验内容1.测定线性电阻的伏安特性图1-2测定线性电阻的伏安特性图1-3测定非线性电阻的伏安特性按图12接线。调节直流稳压电源的输出电压U,从O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。表1-1测定线性电阻的伏安特性U(V)O12345678910I(mA)O12,测定白炽灯泡的伏安特性将图12中的IkC线性电阻R换成一只的灯泡，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。表1-2测定白炽灯泡的伏安特性U(V)0.11234KmA)203.测定半导体二极管的伏安特性管的正向特性时，其正向电流不得超过35mA,二极管D的正向压降可在0、D+之间取值。特别是在之间更应取几个测量点。测反向特性时，将直流稳压电源的输出端正、负连线互换，调节直流稳压输出电压U,从0伏开始缓慢地增加，其反向施压UD可达-30V,数据分别记入表13和表1-4o表1-3测定二极管的正向特性J(V)0I(mA)表1-4测定二极管的反向特性UD(V)0-5-1015-20-25-30I(mA)00000004.测定稳压二极管的伏安特性(1)正向特性实验将图13中的二极管1N4007换成稳压二极管2CW51,重复实验内容3中的正向测量。Uz+为2CW51的正向施压，数据记入表1-5o表15测定稳压管的正向特性Lk(V)0I(mA)00000000(2)反向特性实验将图1-3中的稳压二极管2CW51反接，测量2CW51的反向特性。稳压电源的输出电压U从(T20V缓慢地增加，测量2CW51二端的反向施压UZ及电流I,由Uz_可看出其稳压特性。数据记入表1-6。表1-6测定稳压管的反向特性U(V)012345810121820U7(V)0I(mA)0五、实验预习1 .实验注意事项(1)测量时，可调直流稳压电源的输出电压由。缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表和电流表，不能超过规定值。(2)直流稳压电源输出端切勿碰线短路。2 .预习思考题(1)线性电阻与非线性电阻的伏安特性有何区别？它们的电阻值与通过的电流有无关系？答：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，电压与电流的关系，符合欧姆定律。线性电阻元件的阻值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。(2)请举例说明哪些元件是线性电阻，哪些元件是非线性电阻，它们的伏安特性曲线是什么形状？答：电阻器是线性电阻，其伏安特性曲线的形状见图1-1(a)所示。白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等是非线性电阻，它们的伏安特性曲线如图1-1、(c)、(d)所示。(3)设某电阻元件的伏安特性函数式为l=f(U),如何用逐点测试法绘制出伏安特性曲线。答：在平面内绘制XOy直角坐标系，以X轴为电压U,y轴为电流I,计算出电流I和电压U的数据，根据数据类型，合理地绘制伏安特性曲线。六、实睑报告1 .根据实验数据，分别在方格纸上绘制出各个电阻的伏安特性曲线(其中二极管和稳压管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取为不同的比例尺)。2 .根据线性电阻的伏安特性曲线，计算其电阻值，并与实际电阻值比较。3 .必要的误差分析。4 .实验总结及体会。第一学期电路分析(1)试题系别班级学号姓名题号三四五六七总分得分提醒：全部答案写清题号，做在答题纸上。核分人签名一、填空题(每空1分，共10分)1、图示元件吸收的功率为瓦。,U=5V+-OOI=7Al2、图示电流源吸收的功率为瓦。U=-8V_°CT)°I=3A<1>3、在一阶动态电路中，换路定则指的是电容元件的不能跃变，电感元件的不能跃变。4、已知某元件电压的有效值相量U=6三37。V,频率f=50Hz,则它相对应的正弦电压u(t)表示式为Vo5、R、L、C串联电路，R=0.5,L=0.4mH,C=0.25F°电路中的电流i(t)=20cos(4t+45)A0贝心电阻元件消耗的平均功率是瓦。电感元件瞬时功率变化的角频率是弧度/秒。电感元件吸收的平均功率是瓦。电容元件的平均储能焦耳。6、某单口网络的电压、电流分别为：U=IOocos(10t÷20)V;i=2cos(1Ot40。)A则单口网络的等效阻抗等于o二、单项选择题(每题3分，共30分)1、如图所示Y型电路，转换为型电路后，跨接在R之间的电阻为A)3;B)9;C)27;D)2、如图所示电路中I等于()。A) 2A；B)IA；A；A3、电路如图所示，其开路电压等于VoA)12V；B)6V；C)18V；D)66V4、图示单端口电路的等效电阻R等于()o5、电路如图所示，t>0时，电感元件的电流i的表达式为()。A) i = e-oitA i = e - WtAC) L6、设有两个相同频率的正弦电流: i (t) = I cosf £ + %； i =I 1 m (4 )2下列四个选项哪个是正确的？A) i 滞后i /4 12C) i 滞后i 3 4 127、某元件的电压、B) i滞后i 兀/4 21D) i滞后i3兀/421A)电阻10业B) 电感IOHC)电容100山FD) 电容10山FB) i=12e-otAi=2Oe-o.nAD)L电流(关联方向)分别为：u=10cos(1000t-45)V;i=1cos(1000t+45)A则该元件为何元件，元件值等于多少?8、图示电路的输入阻抗Z等于 o9、如图所示单口网络的开路电压和等效电阻分别为:A)6V2；B)2V2C) 1V2；D)8V2o则电压源10、图中电压表的读数分别为：V=40V;V=80V;V=123的电压有效值U=VOsA)90V；B)170V；C)50V；D)10V三、计算题（共60分）1、（10分）利用网孔电流法，求所示电路中的网孔电流I、I和I。1232、（10分）如图所示电路，列写关于U和U的节点电压方程。n123、（6分）如图所示电路为含有理想运放的加法运算电路，试证明:4、（14分）电路如图所示，开关合在1时电路已达稳定状态。t=0时,开关由1合向2,求t>0时电感中的电流i和电压U的表达式。1.L5、（10分）施加于电路的电压U=100cbs（314t+30o）V,输入电流片5。次。幽4t+6O）A,电压、电流为关联参考方向，问电路的平均功率、无功功率、视在功率、复功率、功率因数角各是多少？6、（10分）单口网络如下图所示。（1）求出其戴维南等效电路。（2）当负载为何值时获得最大功率？（3）最大功率为多少？附加题：如图电路为使负载R获得最大功率，R应为何值?它获得的最1.L大功率为多少瓦？20082009学年第一学期电路分析(1)试题答案及评分标准一、填空题(每空1分，共10分)1、352、243、电压、电流4、u=6cos(314t+370)5、100、8、0、256、25+j25否Q或50三600二、单项选择题(每题3分，共30分)5:C、C、C、B、C6"10：A、C、A、A、C三、计算题(共60分)1、解：1)、列向孔电流方程：(6分)(1) (10+5+10)1-51-101=40123(2) I=0.1U2(3) -101+(5+10)1=1011312)、附加方程：(2分)U=10(1-I)133)、解方程求电流：(2分)I=3A;I=-1A;l=4A1232、解:1）、设流过无伴受控电压源的电流为Io（2分）2）、节点1的电压方程为：（2分）3）、节点2的电压方程：（2分）（2+l）u=117421124）、附加方程：（4分）1 n 2uu=3Iun2=213、解：（1）、根据规则2确定U电压。（1分）u=u=0一+（2）、根据规则1确定i电流。（1分）i=0、根据KCL列方程。（4分）U-uxu-U-u-UUU-64-+-SRRR0RSIRS24、解：1、根据换路前的电路求初始值（2分）i(0+)=i(0)=4A1.L202、求换路后的等效电路(7分)u=OX4+iX4+2i=6i=6×2A=12VOC111sc1i×4+2i=iX4Cni=1.2A11SCSC(3)求等效阻抗i=i；u=i×4+i×4+2i=10i；R=10111©q(4)画出换路后的等效电路若求需用R；户贵方求得等效电阻。若
