仪表电压.doc

1、1R20mI+ -1V10V图 1-0RmI-543A01A0图 1-2 - 实验一 仪表电压、电流量程的扩展一实验目的1掌握直流电压表、电流表扩展量程的原理和设计方法；2学会校验仪表的方法。二原理说明多量程电压表或电流表由表头和测量电路组成。表头通常选用磁电式仪表，其满量程和内阻用 I 和 R0 表示。多量程（如 1V、10V）电压表的测量电路如图 11 所示，图中 R1、R 2 称为倍压电阻，它们的阻值与表头参数应满足下列方程： V)(0mI021多量程（如 10A、100A、500A）电流表的测量电路如图 12 所示，图中R3、R 4、R 5 称为分流电阻，它们的大小与表头参数应满足下列

2、方程： 3543m0 1)(RI 0)35430( IR当表头参数确定后，倍压电阻和分流电阻均可计算出来。根据上述原理和计算，可以得到仪表扩展量程的方法。扩展电压量程：用表头直接测量电压的数值为 I R0，当用它来测量 1V 电压时，必须串联倍压电阻 R1，若测量 10V 电压时，必须串联倍压电阻 R1 和 R2。扩展电流量程：用表头直接测量电流的数值为 I ，当用它来测量大于 I 的电流时，必须并联分流电阻 R3、R 4、R 5，如图 12 所示，当测量 10A 时， 端从引出，当测量 100A 时， 端从 引出，当测量 500 A 时， 端从引出。通常，用一个适当阻值的电位器与表头串联，以

3、便在校验仪表时校正测量数值。磁电式仪表用来测量直流电压、电流时，表盘上的刻度是均匀的（即线性刻度） 。因而，扩展后的表盘刻度根据满量程均匀划分即可。在仪表校验时，必须首先校准满量程，然后逐一校验其它各点。三实验设备1直流数字电压表、直流数字电流表（EEL06 组件或 EEL 系列主控制屏）2恒压源（EEKI 、II 、III、IV 均含在主控制屏上，根据用户的要求，可能有两种mAL1R2-+12V图 1-3配置（1）+6V（+ 5V） ，+12V ，030V 可调或（2）双路 030V 可调。 ）3EEL 23 组件（含电阻箱 、固定电阻，电位器）或 EEL51 组件、EEL52 组件4EEL

4、 30 组件或 EEL37 组件、EEL 56 组件（含磁电式表头 1、160，倍压电阻和分流电阻，电位器）四实验内容1扩展电压量程（1V、10V）参考图 11 电路，首先根据表头参数 I （1）和 R0（160）计算出倍压电阻R1、R 2，然后用 EEL30 组件中的表头和电位器 RP1 以及倍压电阻 R1、R 2 相串联，分别组成 1V 和 10V 的电压表。用它测量恒压源可调电压输出端电压，并用直流数字电压表校验，如在满量程时有误差，用电位器 RP1 调整，然后校验其它各点，将校验数据记录在自拟的数据表格中。2扩展电流量程（10A、 100A 、500A）参考图 12 电路，根据表头参数

5、 I （1）和 R0（160）计算出分流电阻R3、R 4、R 5，首先用 EEL30 组件中的表头和电位器 RP2 串联，然后和分流电阻 R3、R 4、R 5 并联。当测量 10A 时， 端从引出，当测量 100A 时， 端从引出，当测量 500A 时， 端从 引出。用它测量图13 所示电路中的电流，并用直流数字电流表校验，如在满量程时有误差，用电位器 RP2 调整，然后校验其它各点，将校验数据记录在自拟的数据表格中。图 13 中，电源用恒压源的 12V 输出端，制作的电流表、直流数字电流表和电阻 RL1、R L2 串联，其中，R L151，R L2 用 1 的电位器（均在 EEL23 组件中

6、） 。如您的设备为 EELV 型，则需 EEL51 组件和 EEL52 组件。五实验注意事项1磁电式表头有正、负两个连接端，电路中一定要保证电流从正端流入，否则，指针将反转。2电流表的表头和分流电阻要可靠连接，不允许分流电阻断开。3校准 1V 和 10V 电压表满量程时，均要调整电位器 RP1。同样，在校准10A、100A、500A 电流表满量程时，均要调整电位器 RP2。4实验台上恒压源的可调稳压输出电压的大小，可通过粗调（分段调）波动开关和细调（连续调）旋钮进行调节， ，并由该组件上的数字电压表显示。在启动恒压源时，先应使其输出电压调节旋钮置零位，待实验时慢慢增大。六预习与思考题1设计 1

7、V 和 10V 电压表的测量电路，计算出满足实验任务要求的各量程的倍压电阻。自拟记录校验数据的表格。2设计 10A、100A 和 500A 电流表的测量电路，计算出满足实验任务要求的各量程的分流电阻。自拟记录校验数据的表格。3电压表和电流表的表盘如何刻度？4如何对扩展量程后的电压表和电流表进行校验？七实验报告要求1画出 1V、10V 电压表和 10A、100A、500A 电流表的测量电路，标明倍压电阻和分流电阻的阻值。2根据校验数据写出电压表和电流表的校验报告。3已知表头参数：1、160，设计一个万用表（部分）测量电路，要求能测量1V、10V 直流电压和 10A、 100A 、500A 直流电

8、流。4回答思考题 3 和 4。U2U1RIVR图 2-1AR串 入 ARmIIR图 2-S可 调 恒 流 源VRmURUS图 2-3可 调 恒 压 源实验二 基本电工仪表的使用与测量误差的计算一实验目的1.熟悉实验台上仪表的使用及布局；2.熟悉恒压源与恒流源的使用及布局；3.掌握电压表、电流表内电阻的测量方法；4.掌握电工仪表测量误差的计算方法。二实验原理通常，用电压表和电流表测量电路中的电压和电流，而电压表和电流表都具有一定的内阻，分别用 RV 和 RA 表示。如图 21 所示，测量电阻R2两端电压 U2时，电压表与 R2并联，只有电压表内阻 RV无穷大，才不会改变电路原来的状态。如果测量电

9、路的电流 I，电流表串入电路，要想不改变电路原来的状态，电流表的内阻 RA 必须等于零， 。但实际使用的电压表和电流表一般都不能满足上述要求，即它们的内阻不可能为无穷大或者为零，因此，当仪表接入电路时都会使电路原来的状态产生变化，使被测的读数值与电路原来的实际值之间产生误差，这种由于仪表内阻引入的测量误差，称之为方法误差。显然，方法误差值的大小与仪表本身内阻值的大小密切相关，我们总是希望电压表的内阻越接近无穷大越好，而电流表的内阻越接近零越好。可见，仪表的内阻是一个十分关注的参数。通常用下列方法测量仪表的内阻：1用分流法测量电流表的内阻设被测电流表的内阻为 RA，满量程电流为 I ，测试电路如

10、图 22 所示,首先断开开关,调节恒流源的输出电流 ，使电流表指针达到满偏转,即 II AI 。然后合上开关 S, 并保持 I值不变,调节电阻箱 的阻值,使电流表的指针指在 1/2 满量程位置，即2mSAII则电流表的内阻 。R2用分压法测量电压表的内阻设被测电压表的内阻为 RV，满量程电压为 U ，测试电路如图 23 所示,首先闭合开关,调节恒压源的输出电压 U，使电压表指针达到满偏转 ,即UU VU 。然后断开开关 S, 并保持 U 值不变,调节电阻箱 的阻值,使电压表的指针指在 1/2 满量程位置，即 2mRVU则电压表的内阻 。图 21 电路中，由于电压表的内阻 RV 不为无穷大，在测

11、量电压时引入的方法误差计算如下：R2 上的电压为： ,若 R1=R2，则 U2=U/2212现用一内阻 RV的电压表来测 U2值，当 RV与 R2并联后， ，以此来代替2V2R上式的 R2 ,则得 R2V12+ 绝对误差为 URRURU )()+( 1V21212V12212若 ，则得 V21R6相对误差 00020 3.121 UU本实验使用的电压表和电流表采用实验一的表头（1、160）及其制作的电压表（1V、10V）和电流表（1、10） 。三实验设备1直流数字电压表、直流数字电流表（EEL06 组件或 EEL 系列主控制屏）2恒压源（EELI、II、III、IV 均含在主控制屏上，根据用户

12、的要求，可能有两种配置（1）6V（5V） ，12V，030V 可调或（2）双路 030V 可调。 ）3恒流源（0500可调）4EEL23 组件（含电阻箱 、固定电阻，电位器）或 EEL51 组件5EEL30 组件（含磁电式表头 1mA、160，倍压电阻和分流电阻，电位器）四实验内容1根据分流法原理测定直流电流表 1mA 和 10mA 量程的内阻实验电路如图 2-2 所示，其中 R 为电阻箱，用 100、 10、 1、三组串联，1mA 电流表用表头和电位器 RP2 串联组成，10mA 电流表由 1mA 电流表与分流电阻并联而成（具体参数见实验一） ，两个电流表都需要与直流数字电流表串联（采用 2

13、0mA 量程档），由可调恒流源供电，调节电位器 RP2 校准满量程。实验电路中的电源用可调恒流源，测试内容见表 21，并将实验数据记入表中。表 21 电流表内阻测量数据被测表量程（mA）S 断开，调节恒源，使I IAI （mA）S 闭合，调节电阻 R，使 IRI AI /2（mA）R（）计算内阻 RA（）110 2根据分压法原理测定直流电压表 1V 和 10V 量程的内阻实验电路如图 2-3 所示，其中 R 为电阻箱，用 1、 100、 10、 1 四组串联，1V、10V 电压表分别用表头、电位器 RP1 和倍压电阻串联组成（具体参数见实验一），两个电压表都需要与直流数字电压表并联，由可调恒压

14、源供电，调节电位器 RP1 校准满量程。实验电路中的电源用可调恒压源，测试内容见表 22，并将实验数据记入表中。表 22 电压表内阻测量数据被测表量程（V）S 闭合，调节恒压源，使 U UVU （V）S 断开，调节电阻 R，使URU VU /2（V）R（）计算 RV（）1103方法误差的测量与计算实验电路如图 2-1 所示，其中 R1300压 U2之值，并计算测量的绝对误差和相对误差，实验和计算数据记入表 23 中。表 23 方法误差的测量与计算RV 计算值U2实测值 U2 绝对误差U= U 2U 2 相对误差U / U2100五实验注意事项1实验台上的恒压源、恒流源均可通过粗调（分段调）波动

15、开关和细调（连续调）旋钮调节其输出量，并由该组件上数字电压表、数字毫安表显示其输出量的大小。在启动这二个电源时，先应使其输出电压调节或电流调节旋钮置零位，待实验时慢慢增大。2.恒压源输出不允许短路，恒流源输出不允许开路。3.电压表并联测量，电流表串入测量，并且要注意极性与量程的合理选择。VARURVARU图 2-4(a) (b)六预习与思考题1根据已知表头的参数（1、160） ，计算出组成 1V、10V 电压表的倍压电阻和1mA、10mA 的分流电阻。2若根据图 22 和图 23 已测量出电流表 1mA 档和电压表 1V 档的内阻，可否直接计算出 10mA 档和 10V 档的内阻？ 3用量程为

16、 10A 的电流表测实际值为 8A 电流时，仪表读数为 8.1A，求测量的绝对误差和相对误差。4如图 2-4(a)、(b)为伏安法测量电阻的两种电路，被测电阻的实际值为 R，电压表的内阻为 RV，电流表的内阻为 RA,求两种电路测电阻 R 的相对误差。七实验报告要求1根据表 21 和表 22 数据，计算各被测仪表的内阻值，并与实际的内阻值相比较；2根据表 23 数据，计算测量的绝对误差与相对误差；3回答思考题。SU0RVR图 3-1SUI图 3-2AR0实验三 减小仪表测量误差的方法一实验目的1进一步了解电压表、电流表的内阻在测量过程中产生的误差及其分析方法；2掌握减小仪表内阻引起的测量误差的

17、方法。二实验原理减小因仪表内阻而引起的测量误差有不同量程两次测量计算法和同一量程两次测量计算法两种方法：1不同量程两次测量计算法当电压表的内阻不够高或电流表的内阻太大时，可利用多量程仪表对同一被测量用不同量程进行两次测量，所得读数经计算后可得到非常准确的结果。（1）电压表不同量程两次测量计算法如图 3-1 所示电路，欲测量具有较大内阻 R0 的电源US 的开路电压 U0 时，如果所用电压表的内阻 RV 与 R0 相差不大，将会生产很大的测量误差。设电压表有两档量程，U 1、U 2 分别为在这两个不同量程下测得的电压值，令 RV1 和 RV2 分别为这两个相应量程的内阻，则由图 3-1 可得出

18、SV101 SV202R对上述两式进行整理，消去电源内阻 R0，化简得：V121S)(URU由该式可知：通过上述的两次测量结果 U1、U 2，可准确地计算出开路电压 U0 的大小（已知电压表两个量程的内阻 RV1 和 RV2） ，而与电源内阻 R0 的大小无关。（2）电流表不同量程两次测量计算法对于电流表，当其内阻较大时，也可用类似的方法测得准确的结果。如图 3-2 所示电路，设电流表有两档量程，I 1、I 2 分别为在这两个不同量程下测得的电流值，令 RA1 和 RA2 分别为这两个相应量程的内阻，则由图 3-2可得出A10S1UIA20S2RI解得SU0RV图 3-RVSUI图 3-4AR

19、RA0A212S-)(RIIRUI由该式可知：通过上述的两次测量结果 I1、I 2，可准确地计算出被测电流 I 的大小（已知电流表两个量程的内阻 RA1 和 RA2） 。2同一量限两次测量计算法如果电压表（或电流表）只有一档量程，且电压表的内阻较小（或电流表的内阻较大）时，可用同一量程进行两次测量法减小测量误差。其中，第一次测量与一般的测量并无两样，只是在进行第二次测量时必须在电路中串入一个已知阻值的附加电阻。（1）电压测量测量如图 3-3 所示电路的开路电压 UO。第一次测量，电压表的读数为 U1,(设电压表的内阻为 RV)，第二次测量时应与电压表串接一个已知阻值的电阻 R，电压表读数为 U

20、2 ,由图可知SVO1U2UR解上两式，可得 )(21VOSU（2）电流测量测量如图 3-4 所示电路的电流 I。第一次测量，电流表的读数为 I1,(设电压表的内阻为 RA)，第二次测量时应与电流表串接一个已知阻值的电阻 R，电流表读数为 I2 ,由图可知A0S1RUIUIA0S2解得 A2210S)(RIII由上分析可知：采用多量程仪表测量法或单量程仪表两次测量法，不管电表内阻如何总可以通过两次测量和计算得到比单次测量准确得多的结果。本实验使用的电压表和电流表采用实验一的表头（1、160）及其制作的电压表（1V、10V）和电流表（1、10） 。三实验设备1EEL30 组件（含磁电式表头 1、

21、160，倍压电阻和分流电阻，电位器）2恒压源（EELI、II、III、IV 均含在主控制屏上，根据用户的要求，可能有两种配置（1）6V（+5V） ，12V，030V 可调或（2）双路 030V 可调。 ）3EEL23 组件（含电阻箱 、固定电阻，电位器）或 EEL51 组件、EEL52 组件四实验内容1双量程电压表两次测量法实验电路如图 3-1 所示，使用的 1V、10V 电压表分别用表头、电位器 RP1 和倍压电阻串联组成（具体参数见实验一） ，两个电压表都需要与直流数字电压表并联，由可调恒压源供电，调节电位器 RP1 校准满量程。电路中的电源 US 是实验台上恒压源+6V 的直流稳压电源，

22、R 0 选用 6k(十进制电阻箱)，用直流电压表的 1V 和 10V 两档量程进行两次测量，将数据记入表 31 中，并根据表中的要求计算出各项内容（R V1 和 RV2 参照实验一的结果） 。表 31 双量程电压表两次测量实验数据电压表量程（V）内阻（k）UOU S（V）测 量 值（V）两次测量计算值（V）绝对误差U（V）相对误差U / UO 1001 RV1 U110 RV2 U2两次测量 UO2单量程电压表两次测量法实验电路同图 3-3，电路中的电源 US 是实验台上恒压源+6V 的直流稳压电源，R 0 选用6k(十进制电阻箱)，用上述电压表的 10V 量程档进行测量，第一次直接测量，第二

23、次串接 R=10k 的附加电阻进行测量，将数据记入表 32 中，并根据表中要求计算出各项内容。表 32 单量程电压表两次测量实验数据实际计算值（ V）两次测量值（V）测量计算值（V）绝对误差（V）相对误差UO U1 U2 UO U U/ U O 1003双量程电流表两次测量法实验电路如图 3-2 所示，使用的 1mA 电流表用表头和电位器 RP2 串联组成，10mA 电流表由 1mA 电流表与分流电阻并联而成（具体参数见实验一） ，两个电流表都需要与直流数字电流表串联，由可调恒流源供电，调节电位器 RP2 校准满量程。电路中的电源 US 是实验台上恒压源+12V 的直流稳压电源，R 0 选用

24、12k(十进制电阻箱)，用直流电流表的1mA 和 10mA 两档量程进行两次测量，将数据记入表 33 中，并根据表中的要求计算出各项内容。 （R A1 和 RA2 参照实验一的结果）表 33 双量程电流表两次测量实验数据电流表量程（mA）内阻（k）测 量 值（mA）两次测量计算值（mA）电路计算值绝对误差I（mA）相对误差I/ I 1001 RA1 I110 RA2 I2两次测量 I4单量限电流表两次测量法实验电路如图 3-4 所示，其中，电源 US 是实验台上恒压源+12V 的直流稳压电源，R 0选用 12k(十进制电阻箱)，用上述电流表的 1 mA 量程档进行测量，第一次直接测量，第二次串

25、接 R=10k 的附加电阻进行测量，将数据记入表 34 中，并根据表中的要求计算出各项内容。表 34 单量程电流表两次测量实验数据实际计算值（mA）两次测量值（mA）测量计算值（mA）绝对误差（mA）相对误差I I1 I2 IO I I/I 100五实验注意事项 1.启动实验台上的恒压源时，先应使其输出旋钮置零位，待实验时慢慢增大，其输出量的大小由该组件上数字电压表显示。2.恒压源输出不允许短路。3.电压表并联测量，电流表串入测量，并且要注意极性选择。六预习与思考题1根据已知表头的参数（1、160） ，计算出组成 1V、10V 电压表的倍压电阻和 1mA、10mA 电流表的分流电阻，并计算出它

26、们的内电阻值；2计算用内阻为 RA 的电流表测量图 32 电路电流的绝对误差和相对误差，当 RAR 时绝对误差和相对误差是多少？3用两次测量法测量电压或电流，绝对误差和相对误差是否等于零？为什么？七实验报告 1完成各数据表格中各项实验内容的计算；2回答思考题。0RmISUlRxAB图 4-10RmIS12S3UlRllR1m01m图 4-2实验四 欧姆表的设计一实验目的1掌握欧姆表的基本原理和设计方法；2学会欧姆表的校验方法。二原理说明最简单的欧姆表原理图如图 41 所示，表头、电源 US和限流电阻 组成测量电路，A 、B 两端与被测电阻 相lRxR接，电路中的电流：显然被测电阻 越大，电流

27、I 越小。xlUI0Sx用表头测出电流 I 即可间接反映电阻 的值，即：xR=0 时，流过表头的电流正好是满lxR0S/x偏电流，即： lUI0Sm则限流电阻 /RIl在这种线路中，欧姆表的刻度盘具有反向和不均匀刻度的特性：当被测电阻 =0 时，刻xR度是指针满偏位置；当 时，刻度是指针零的位置；在电流接近零时， 的变化x对 的影响较小，度盘上刻线比较密，在电流接近满偏时， 的变化对 的影响较大，I xI度盘上刻线比较稀，当被测电阻 等于 时， ，表头指针恰好指在刻度xl02/mI盘中心，因而将此阻值称为中值电阻 。显然中值电阻 越小，欧姆表右半部分的分度mR值就越小，因此使用欧姆表测量电阻时

28、主要用分度盘的右半部和中心附近。欧姆表一般具有多个中值电阻，如R 、 R 、R 等，为保证在各种中值电阻情况下，当 =0 时流过表头的电x流均为表头的满偏电流 ，必须与表头并联分mI流电阻 RS1、R S2、R S3。 图 42 示出一个具有三个中值电阻 R 、R 、R 的欧姆表电路，图中，R S1、 RS2、R S3 为分流电阻，R 1、R 2、R 3 为限流电阻， US 通常使用 15V 的干电池，但该电池用久了电压 US 会逐渐下降，在测量相同数值的 时，流过表头的电流就会不一样，从而产生测量误差。xR为此，用一个可调电阻 R 与表头串联，在 US 降低时减小 R 值，以减小测量误差。所

29、以使用欧姆表测量电阻前，要先将 R 调到合适的数值。调节方法是：将欧姆表的外接两端钮短路，调节可调电阻 R，使指针指向零刻度。这一操作称为“欧姆档调零” 。在使用欧姆表测量电阻时，必须首先进行“欧姆档调零” 。设计图 42 所示欧姆表电路的方法是：（1）根据给定的 、U S、R 和 R0、I 的值，m计算出分流电阻 、 和 ：1s23sS230SmSIIR30mS2110 RIRI0321mS IIRU解上述三个联立方程，可求得 、 和 。1sR23s（2）计算三个限流电阻 、 和 。lll，得出：1S230S1m/1Rl同理： S30S212 /0Rl 3m3 如设定：U S15V，R ，R

30、 100，R 0160，I ，上述分流电阻和限流电阻均可计算出来。三实验设备1恒压源（EELI、II、III、IV 均含在主控制屏上，根据用户的要求，可能有两种配置（1）6V（+5V） ，12V，030V 可调或（2）双路 030V 可调。 ）2EEL23 组件（含电阻箱 、固定电阻，电位器）或 EEL51 组件3EEL30 组件（含磁电式表头 1、160，倍压电阻和分流电阻，电位器）四实验内容1设计、制作欧姆表参考图 42 电路，设定：US1 5V，R ，R 100，R 0160，I ，设计、制作具有三个中值电阻 R 、R 、R 的欧姆表电路，其中，U S 用恒压源的可调电压输出端，R 用

31、100 的电位器，分流电阻和限流电阻均用电阻箱中的电阻。2绘制刻度盘并校验欧姆表用制作的欧姆表测量电阻箱中的 12、120 和 1200 的电阻，检查指针是否在表头刻度盘的中心。并用电阻箱的不同电阻值，绘制欧姆表的刻度盘。五实验注意事项1磁电式表头有正、负两个连接端，电路中一定要保证电流从正端流入，否则，指针将反转。2欧姆表的表头和分流电阻要可靠连接，不允许分流电阻断开。六预习与思考题1欧姆表的刻度盘为什么具有反向和不均匀刻度的特性？2什么是中值电阻？当被测电阻等于中值电阻时，表头指针在什么位置？3根据实验要求，设计欧姆表的测量电路，计算出分流电阻和限流电阻。七实验报告要求答思考题；2画出具有

32、三个中值电阻 R 、R 、R 的欧姆表电路，标明限流电阻和分流电阻的阻值；3绘制欧姆表的刻度盘；4写出欧姆表的校验报告。mAVU+_+_01 VkLR 5-2实验五 电阻元件伏安特性的测绘一实验目的1掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法；2学习恒电源、直流电压表、电流表的使用方法。二原理说明任一二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 Uf(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，

33、如图 51 中（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是一条经过坐标原点的曲线，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，它们的伏安特性如图 51中（b） 、 （c） 、 （ d） 。在图 51 中，U 0 的部分为正向特性， U 0 的部分为反向特性。绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法，即在不同的端电压作用下，测量出相应的电流，然后逐点绘制出伏安特性曲线，根据伏安特性曲线便可计算其电阻值。三实验设备1直流数字电压表、

34、直流数字电流表（EEL06 组件或 EEL 系列主控制屏）2恒压源（EELI、II、III、IV 均含在主控制屏上，根据用户的要求，可能有两种配置（1）6V（+5V） ，12V，030V 可调或（2）双路 030V 可调。 ）3EEL23 组件（含电阻箱 、固定电阻，电位器）或 EEL51 组件、EEL52 组件四实验内容(d)(b)(c) UUUIII(a) UI0 000图 5 1mAVU+_03 VIN40720D 5-31测定线性电阻的伏安特性按图 52 接线，图中的电源 U 选用恒压源的可调稳压输出端，通过直流数字毫安表与1k 线性电阻相连，电阻两端的电压用直流数字电压表测量。调节恒

35、压源可调稳压电源的输出电压 U，从 0 伏开始缓慢地增加（不能超过 10V） ，在表51 中记下相应的电压表和电流表的读数。表 51 线性电阻伏安特性数据U(V) 0 2 4 6 8 10I(mA)2测定 6.3V 白炽灯泡的伏安特性 将图 5-2 中的 1k 线性电阻换成一只 6.3V 的灯泡，重复 1 的步骤，电压不能超过6.3V， 在表 52 中记下相应的电压表和电流表的读数。表 52 6.3V 白炽灯泡伏安特性数据U (V) 0 1 2 3 4 5 6.3I (mA)3测定半导体二极管的伏安特性按图 53 接线， 为限流电阻，取 200（十进制可变电阻箱） ，二极管的型号为 1N400

36、7。测二极管的正向特性时，其正向电流不得超过 25mA，二极管的正向压降可在 00.75V 之间取值。特别是在 0.50.75 之间更应取几个测量点；测反向特性时，将可调稳压电源的输出端正、负连线互换，调节可调稳压输出电压 U，从 0 伏开始缓慢地增加（不能超过30V ） ， 将数据分别记入表 53 和表 54 中。表 53 二极管正向特性实验数据U (V) 0 0.2 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75I (mA)表 54 二极管反向特性实验数据U (V) 0 5 10 15 20 25 30I (mA)4测定稳压管的伏安特性将图 53 中的二极管 1

37、N4007 换成稳压管 2CW51，重复实验内容 3 的测量，其正、反向电流不得超过20mA，将数据分别记入表 5和表 5中。表 5 稳压管正向特性实验数据U (V) 0 0.2 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75I (mA)表 5 稳压管反向特性实验数据U (V) 0 1 1.5 2. 2.5 2.8 3 3.2 3.5 3.55I (mA)五实验注意事项1测量时，可调稳压电源的输出电压由 0 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稳压电源输出端切勿碰线短路。3测量中，随时注意电流表读数，及时更换电流表量程，勿使仪表超量程。六预习与

38、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？2如何计算线性电阻与非线性电阻的电阻值？3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？4设某电阻元件的伏安特性函数式为 If （U） ，如何用逐点测试法绘制出伏安特性曲线。 七实验报告要求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。2根据伏安特性曲线，计算线性电阻的电阻值，并与实际电阻值比较。3根据伏安特性曲线，计算白炽灯在额定电压（6.3V ）时的电阻值，当电压降低20时，阻值为多少？4回答思考题。实验六 未知电阻元件伏安特性的测绘一实验目的1掌握线性电阻、

39、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法；2学会应用伏安法识别常用电阻元件类型的方法；3掌握直流恒压电源、直流电压表、电流表的使用方法。二原理说明任一电阻元件两端的电压 U 与通过该元件的电流 I 之间的函数关系 Uf(I) ，可用U I 平面上的一条伏安特性曲线来表示， 根据伏安特性曲线的形状，电阻元件分两大类：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，该直线的斜率只由电阻元件的电阻值 R 决定，其阻值为常数，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是一条经过坐标原点的曲线，其阻值 R 不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不同

40、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，它们的伏安特性见实验五中的图 51。识别常用电阻元件的类型，首先是采用逐点测试法绘制它们的伏安特性曲线，然后根据伏安特性曲线的形状，参考已知电阻元件的伏安特性曲线，如实验五中的图 51，便可判断出未知电阻元件的类型，并且，根据伏安特性曲线可以计算它们的电阻值。三实验设备1直流数字电压表、直流数字电流表（EEL06 组件或 EEL 系列主控制屏）2恒压源（EELI、II、III、IV 均含在主控制屏上，根据用户的要求，可能有两种配置（1）6V（+5V） ，12V，030V 可调或（2）双路 030V 可调。 ）3EEL30 组件（含未知元

41、件 17）或 EEL51 组件（含未知元件 15）四实验内容1测定电阻元件 1 的伏安特性按图 61 接线，图中的电源 U 选用恒压源的可调稳压电源输出端，通过直流数字毫安表与元件 1 相连，元件 1 两端的电压用直流数字电压表测量。测正向特性：调节可调稳压电源的输出电压 U，从0 伏开始缓慢地增加（不能超过 10V） ，在表 61 中记下相应的电压表和电流表的读数，电流限制在 100 mA以内。测反向特性：将可调稳压电源的输出端正、负连线互换，调节可调稳压电源的输出电压 U，从 0 伏开始缓慢地增加（不能超过 10V） ，在表 61 中记下相应的电压表和电流mAVU+_+_01 V6-1元件

42、 1图表的读数，电流限制在100mA 以内。表 61 电阻元件 1 伏安特性数据U（V） 0 I（mA） 02测定电阻元件 25 的伏安特性 将图 61 中的元件 1 分别换成元件 25 ，重复 1 的步骤，在表 62 中记下相应的电压表和电流表的读数。表 62 电阻元件 25 伏安特性数据U（V） 0元件 2 I（mA） 0U（V） 0元件3 I（mA） 0U（V） 0元件4 I（mA） 0U（V） 0元件5 I（mA） 0五实验注意事项1测量时，可调稳压电源的输出电压由 0 缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表不能超过10 伏，电流表不超过100mA。2稳压电源输出端切勿碰线短路。3测量中，随时

43、注意电流表读数，及时更换电流表量程，勿使仪表超量程。六预习与思考题1线性电阻与非线性电阻的伏安特性有何区别？它们的电阻值如何计算？2如何用实验方法识别未知电阻元件的类型？七实验报告要求1回答思考题；2根据实验数据，分别在方格纸上绘制出各个元件的伏安特性曲线，并说明它们是什么电阻元件；3根据绘制的伏安特性曲线，计算线性电阻的电阻值，以及二极管正向电压为 0.7V和 0.4V 时的电阻值；4根据绘制的伏安特性曲线，说明几种非线性电阻元件的正向特性和反向特性的形状有何异同？实验七 电位、电压的测定及电路电位图的绘制一实验目的1学会测量电路中各点电位和电压的方法，理解电位的相对性和电压的绝对性；2学会

44、电路电位图的测量、绘制方法；3掌握使用直流稳压电源、直流电压表的使用方法。二原理说明在一个确定的闭合电路中，各点电位的大小视所选的电位参考点的不同而异，但任意两点之间的电压（即两点之间的电位差）则是不变的，这一性质称为电位的相对性和电压的绝对性。据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电压。若以电路中的电位值作纵坐标，电路中各点位置（电阻或电源）作横坐标，将测量到的各点电位在该坐标平面中标出，并把标出点按顺序用直线条相连接，就可得到电路的电位图，每一段直线段即表示该两点电位的变化情况。而且，任意两点的电位变化，即为该两点之间的电压。在电路中，电位参考点可任意选定，对于

45、不同的参考点，所绘出的电位图形是不同，但其各点电位变化的规律却是一样的。三实验设备1直流数字电压表、直流数字毫安表（根据型号的不同，EEL型为单独的MEL 06 组件，其余型号含在主控制屏上）2恒压源（EEL、均含在主控制屏上，根据用户的要求，可能有两种配置（1）6 V（+5V） ， 12V，030V 可调或（2）双路 030V 可调。 ）3EEL 30 组件（含实验电路）或 EEL53 组件四实验内容实验电路如图 71 所示，图中的电源 US1 用恒压源中的6V （5V）输出端，U S2用 030V 可调电源输出端，并将输出电压调到 12V。1测量电路中各点电位以图 71 中的 A 点作为电

46、位参考点，分别测量 B、C、D、E、F 各点的电位。用电压表的黑笔端插入 A 点，红笔端分别插入 B、C、D、E、F 各点进行测量，数据记入表 71 中。以 D 点作为电位参考点，重复上述步骤，测得数据记入表 71 中。2测量电路中相邻两点之间的电压值在图 71 中，测量电压 UAB：将电压表的红笔端插入 A 点，黑笔端插入 B 点，读电压表读数，记入表 71 中。按同样方法测量 UBC、U CD、U DE、U EF 及 UFA，测量数据记入表 71 中。表 71 电路中各点电位和电压数据 单位：V电 位参考点 VA VB VC VD VE VF UAB UBC UCD UDE UEF UFAA 0D 0五实验注意事项1EEL 30 组件中的实验电路供多个实验通用，本次实验没有用到电流插头和插座。2实验电路中使用的电源 US2 用 030V 可调电源输出端，应将输出电压调到 12V后，再接入电路中。并防止电源输出端短路。3使用数字直流电压表测量电位时，用黑笔端插入参考电位点，红笔端插入被测各点，若显示正值，则表明该点电位为正（即高于参考点电位） ；若显示负值，表明该点电位为负（即该点电位低于参考点电位） 。4使用数字直流电压表测量电压