实验八 非线性电阻的伏安特性
Experiment 8 Volt-ampere characteristic of nonlinear resistance
实验目的 Experimental purpose
1． 学习设计实验电路。
2． 测绘出各种非线性电阻元件的伏安特性曲线。
3． 学习和掌握从实验曲线上获取有关信息的方法，合理选用非线性电阻元件。
实验要求 Experimental request
1．从所提供的各种非线性电阻元件中任选两种，分别测绘出它们的伏安特性曲线和电阻电流关系曲线，并求出经验公式。 1) 根据所给元器件的电学特性，合理选择实验方法。 2) 设计实验控制电路与测试电路。
3) 合理选择测量仪表的精度等级、量程与测试条件。 4) 测量、记录、处理数据。
2．用示波器观测非线性电阻元件的伏安特性曲线。 1) 说明实验原理，画出设计线路图。 2) 描绘示波器荧屏上显示的伏安特性曲线。
3．根据实验结果，说明如何获取有用信息，如何合理使用非线性电阻元器件。
实验仪器Experimental instrument
直流稳压电源，多量程电压表，多量程电流表，SR-071型双踪示波器，可供选择的非线性元件（照明小电珠，整流二极管，稳管二极管，发光二极管，光电
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二极管，光敏电阻），其余所需器件自选。 实验任务Experimental assignment
在一个元件的两端加上电压，元件内就有电流通过。流动的电流随外加电压的变化曲线称为该元件的伏安特性曲线。若一个元件两端所加的电压与通过它的电流成比例，则伏安特性曲线为一直线，直线斜率的倒数，就是该元件的电阻，它是一个常数。这类元件遵循欧姆定律，称之为线性元件。实验室常用的线绕电阻、碳膜电阻、金属膜电阻以及其它的金属导体均属此列。若在一个元件的两端加的电压与通过它的电流不成比例，则其伏安特性曲线不再是一直线了，而是一条曲线。曲线上任意一点斜率的倒数表示了该元件在该工作状态下的电阻，它不是常数，而是随其工作状态的不同而改变的，称它为动态电阻。这类元件是非线性元件，包括有灯泡的钨丝、二极管、热敏电阻、硅光电池等等。严格地说，一切物体的电阻在一定程度上都具有非线性的特性。
电阻的非线性特性能为我们提供一些有用的信息，例如，能检测温度、压力、光强等物理量的变化，从而使其在科学研究与工农业生产中获得了许多应用。因此，我们对具有非线性特性元器件进行研究是有一定实用价值的。
研究非线性电阻特性最常用的方法是伏安法。用这种方法进行测量，必须考虑待测元器件的特性来设计控制电路和测试电路，还要顾及测量仪表的量程、内阻和灵敏度对测量结果的影响。为使测量结果更加精确，也还可以利用电位差计、示波器或电桥法等检测仪器。 思考题 exercise
1． 试从照明小电珠的伏安特性曲线中，求出灯丝的零电阻（即I=0时的阻值），并比较和讨论它在小电流负荷下与在大电流负荷下（不能超过但要接近其额定值）的伏安特性。
2． 试根据测量得到的伏安特性曲线解释稳压二极管的稳压原理，并找出该稳压
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二级管的最佳运行参数（如动态电阻、稳定电压、工作电流、稳压系数等）。 关键词Key word
非线性电阻non-linear resistance， 伏安特性Volt-ampere characteristic， 光电二极管 photoelectric diode， 光敏电阻photosensitive resistance
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