电工实训3 电路元件伏安特性测试与电源外特性测量.docx

电工实训三 电路元件伏安特性的测绘及电源外特性的测量一． 实训目的1． 学习测量线性和非线性电阻元件伏安特性的方法，并绘制其特性曲线2． 学习测量电源外特性的方法3． 掌握运用伏安法判定电阻元件类型的方法4． 学习使用直流电压表、电流表，掌握电压、电流的测量方法二． 实训原理1． 电阻元件（1） 伏安特性二端电阻元件的伏安特性是指元件的端电压与通过该元件电流之间的函数关系把 电阻元件上的电压取为纵（或横）坐标，电流取为横（或纵）坐标，根据测量所得数据 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2） 线性电阻元件线性电阻元件的伏安特性满足欧姆定律在关联参考方向下，可表示为：U=IR,其 中R为常量，称为电阻的阻值，它不随其电压或电流改变而改变，其伏安特性曲线是一 条过坐标原点的直线，具有双向性如图3-1 （a）所示3） 非线性电阻元件非线性电阻元件不遵循欧姆定律，它的阻值R随着其电压或电流的改变而改变，即图 3-1 伏安特性曲线2． 直流电压源（1） 直流电压源理想的直流电压源输出固定幅值的电压，输出电流大小取决于所连接的外电路，因 此其外特性曲线是平行于电流轴的直线，如图3-2 （a）中实线所示。

实际电压源的外特性曲线如图3-2（a）虚线所示，性工作区它可以用一个理想 电压源Us和内电阻Rs相串联的电路模型来表示，如图3-2 （b）所示图中角0越大， 说明实际电压源内阻Rs值越大实际电压源的电压U和电流I的关系式为：U 二 U - R -1 式（3-1）SS（ 2） 测量方法将电压源与一可调负载电阻串联，改变负载电阻 R2 的阻值，测量出相应的电压源 电流和端电压，便可以得到被测电压源的外特性图 3-2 电压源特性三． 实训设备名称 数量 型号1．双路可调直流电源1块301210462．直流电压电流表模块1块301110473．电阻13只10*1 5.10 *1 100 *1220 *1 510*2 1000*22200*1 1k0*14．白炽灯泡1只12V/0.1A5．灯座1只M=9.3mm6．短接桥和连接导线若干P8-1 和 501487．实验用 9 孔插件方板1块297mm X 300mm四． 实训步骤1． 测量线性电阻元件的伏安特性(1) 按图3-4接线，取Rl=51Q, Us用直流稳压电源，注意应先将稳压电源输出电压 旋钮置于零位2) 调节稳压电源输出电压旋钮，使电压Us分别为IV、2V、3V、4V、5V、6V、7V、8V、9V、9.8V，并测量对应的电流值和负载Rl两端电压U,数据记入表3-1。

然后断 开电源，稳压电源输出电压旋钮置于零位表 3-1 线性电阻的伏安特性测试Us (v)1234567899.8I (mA)11.221.231.040.250.859.871.382.192.398.4U (v)0.581.091.602.072.613.083.674.224.745.05R=U/I (0)51.851.451.651.551.451.551.551.451.451.3图 3-4 线性电阻元件的实验线路 图 3-5 非线性电阻元件的实验线路（3）根据所测数据，绘制出Rl= 510电阻的伏安特性曲线先取点，再用光滑曲线连1）按图3-5接线，非线性电阻元件为12V/0.1A小灯泡2）调节稳压电源输出电压旋钮，使其输出电压分别为 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11V,注意输出电压勿超过12伏，否则易损坏元件测量电路电流值I及灯泡两端 电压U,将数据记入表3-2断开电源，将稳压电源输出电压旋钮置零位表 3-2 非线性电阻元件的伏安特性测试Us（V）1234567891011I (mA)51.63.79.91.1011131241331421511600971.9.7.4.6.8.2.0U（V）0.91.93.14.15.16.27.28.39.310.11.756214007451R=U/I (0)19.3039.45.50.54.57.62.65.68.71.0.56219916893）根据测得的数据绘制出白炽灯的伏安特性曲线。

1) 按图3-6接线，将直流稳压电源视作直流电压源，取R=100Q2) 稳压电源的输出电压调节为Us=10V,改变电阻RL的值，使其分别为1000、510、 220、100、5.10、10，测量其相对应的电流I和直流电压源端电压U,记于表3-3表 3-3 电压源实验数据Rt(0)1005122105.11I (mA)49.665.480.889.994.198.1U(V)101010101010图 3-6 理想电压源实验线路 图 3-7 实际电压源实验线路3． 测量实际直流电压源的伏安特性（1） 按图3-7接线，将直流稳压电源Us与电阻Ro （取510）相串联来模拟实际直流 电压源，如图中虚线框内所示，取R=100Q2） 将稳压电源输出电压调节为Us=10V,改变电阻RL的值，使其分别为100510、 220、100、5.10、10,测量其相对应的实际电压源端电压U和电流I,记入表3-4中 表 3-4 实际电压源实验数据Rl（0）1005122105.11I (mA)41.851.860.365.067.068.8U（V）8.427.907.467.227.127.03五． 注意事项1． 电流表应串接在被测电流支路中，电压表应并接在被测电压两端，要注意直流仪 表“+”、“－”端钮的接线，并选取适当的量限。

2． 直流稳压电源的输出端不能短路六． 分析和讨论1． 从伏安特性曲线看欧姆定律，它对哪些元件成立？哪些元件不成立？它对线性电阻成立，对非线性电阻不成立2． 稳压电源串联电阻构成的电压源，它的输出电压与输出电流之间有什么关系？是否能写出伏安特性方程式？为什么说实际电源一般都不是理想电源？ 输出电压随着输出电流的上升而线性下降，可以，只要串的电阻是线性电阻 因为实际电阻都有一定的内阻，会使输出电压随着输出电流的上升而下降。