实验一常用元器件的识别与简单测试

一．实验目的

(1) 掌握元器件的基本知识，能识别不同元器件的种类、规格及用途，熟悉常用元器件电气

参数。

(2) 掌握元器件的伏安特性的测试方法，熟悉替代法测量回路电流的方法。

(3) 掌握电阻串联分压电路、电阻并联分流电路的特性以及测量电压、电流的方法。

二、实验仪器和器材

1.实验仪器

直流稳压电源型号:IT6302

台式多用表型号:UT805A

2.实验（箱）器材

电路实验箱

元器件：电阻(1/2W:100Ω、470Ω、1k、4.7k、10k， 1/4W：470Ω )；二极管(1N4148);电容(0.1μF、4.7μF、47μF)

三、实验原理

常用元器件的识别与简单测试

电子元器件根据封装和安装形式可分不同类：如分立器件与集成器件、直插式器件与表面安装器件；根据电气特性可分不同类：如有源器件与无源器件、线性器件与非线性器件。

无源器件是指没有电压、电流或功率放大能力的元器件，如电阻、电容、电感、二级管等。

有源器件是指有电压、电流或功率放大作用的器件，如三极管、场效应管、运算放大器等。有源器件正常工作的基本条件是必须向器件提供相应的电源，如果没有电源，器件将无法工作。

选用电子器件应熟悉其种类、特点、性能、指标、用途及使用方法。

常用种类：电阻器、电位器、电容器、电感器、二级管、三极管、场效应管、数码管和运算放大器等。

常用元器件的种类、规格、用途及参数

标称在元器件上的值称为标称值，常用文字符号直接标注和色码标注，选用元器件根据标称值及允许偏差范围选定参数，实际值可用仪表测得。

2 .元器件的伏安特性

加在元器件两端的电压V与元器件的电流I之间的关系曲线—伏安特性曲线。

测试伏安特性曲线：点测法，扫描法

电流测量方法：直接测量，替代法间接测量

二极管是非线性器件，正向和反向伏安特性都是非线性的且是不对称的:

3.测量方法测量误差

a. 测量内容

能量测量：电压、电流、功率、电场强度

电路参数：电阻、电容、电感、阻抗

信号特性参数：频率周期、相位、调制系数

特性曲线：伏安特性、幅频特性、相频特性

性能特性：放大倍数、通频带、灵敏度、信噪比

b.测量方法

直接测量法: 测量结果直接显示出数值

间接测量法: 先测量与被测量有一定关系的量，再推算出

组合测量: 列出数个被测量方程式，通过联立方程组求解

c.测量及发生信号仪器

信号发生器：函数信号发生器、任意波形发生器

电压测量：指针、数字电压（伏特、毫伏）表

电流测量：指针、数字电流（安倍、毫安）表

信号波形及参数测量：模拟、数字示波器

信号分析：频谱仪、信号分析仪

电路参数测量：扫频仪、网络分析仪

模拟电路特性分析测试：电桥、晶体管特性测试仪

数字电路特性分析测试：逻辑分析仪

d.测量仪器技术指标

准确度、量程、分辨率、频率范围、输入阻抗等

f.测量误差

测量误差是测量值与真值（被测量的真实值）然误差和粗大误差，用绝对误差和相对误差表示。

绝对误差:

绝对误差可由仪表的准确度等级及量程计算得到：

容许误差:相对误差和绝对误差结合表示（电子测量仪器）如准确度为a%±n的数字多用表测量值为X：

测量误差如测量电阻显示99.002Ω（5位半多用表准确度0.02％±6，用200Ω档）则：

减小测量误差：测量方法，选用仪表，量程合适，校正，多次测量等

4 .多用表、直流稳压电源使用

a.多用表

多用表（万用表）的种类：指针式和数子表

多用表功能：测量电阻直流交流电压、电流、通断、电容、二极管、三极管，温度、频率等。

多用表测量的准确度：位数（3位半、5位半），误差等级。

多用表使用注意：功能旋转开关及量程选择、表笔位置：

测量电压、电阻、二极管、通断等：红表笔插入VΩ端，黑表笔插入公共端COM。（数子表红表笔内部接+，黑表笔接-）

注意：元器件测量参数时不能外接电源电路。

测量电流：红表笔插入A或mA端口,黑表笔插入公共端口COM（此时仪表内阻为0）,测量时要断开被测电路后将表笔串入断开的两点。

注意：不能并接被测电路，并正确选量程及端口。、

b.直流稳压电源

工作原理: 线性直流稳压源与开关稳压电源。

主要技术指标: 额定功率、输入电压、（几组）输出电压及输出电流等；特性指标：稳压系数、输出电阻、纹波电压等质量指标。

使用注意：

输出几组电压，每组是否独立；每组最大电压及电流是多少；电压设定及调整方法、允许最大输出电流设定方法。

空载时输出端口电压等于设定电压，加负载时，由于输出电阻的影响，输出端口电压小于设定电压值。

四．实验内容，操作步骤

实验内容：

用万用表检验、测量电阻、及二极管、串联电路，并联电路。

① 测电阻实验：读出实验箱器件库电阻器的标称值，用万用表测量出实际电阻值。

②测二极管实验：用万用表判断实验箱器件库二极管的好坏；检测二极管的正负极、正向压降。

③ 根据替代法测定电阻的伏安特性。

④根据替代法测定二极管的伏安特性。

⑤ 根据串并联电路的特点进行串、并联电路的测定电流电压。

操作步骤：

① 把万用表两段的表笔接在电阻的正向两侧，调整万用表到测定电阻部分，分别接在 100 Ω，470Ω，1KΩ，10kΩ，测定实验电阻。

② 要测定两次，第一次把万用表调整到测定电压部分，接在 1N41487 和 1N4007 二极管正向端测定正向压降，之后调整万用表到电阻，反接表笔，测定反向电阻。

③ 把两个电压表按照串联电路图接入电路，运用替代法把电压分别调整到 0，0.5V，1V，1.5V，2V，3V，6V，测定两个电压，之后运用欧姆定律进行运算即可得出 Rx 的电压和电流，绘制伏安特性曲线。

④ 把两个电压表按照并联电路图接入电路，运用替代法把电压分别调整到 0，0.3V，0.5V， 0.7V，1V，2V，3V，6V，测定两个电压，之后运用欧姆定律进行运算即可得出 Rx 的电压和电流，绘制伏安特性曲线。

五．实验数据，现象（结果）记录

测定电阻

测定电容

二极管的检测

（4）电阻伏安曲线：

(5) 二极管伏安曲线：DX（1N4148），r：100

（6）验证极限数

六．实验分析，结论，体会

实验分析及结论：

电阻伏安特性曲线：

实验结论：电阻是线性电阻元件。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。

二极管伏安特性曲线（正向）：

实验结论：二极管是非线性电阻元件。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。

总结：

1、选用不同档位测量，计算相对误差。分析：减小测量误差应选择合适的量程。

2、二极管为非线性器件且正向和反向的伏安特性不对称。

3、元器件工作超过极限参数时会发热损坏。

4、选用电阻器时应考虑它的用途，比如熔断电阻器，选用时应考虑其双重性能，根据电路的具体要求选择其阻值和功率等参数。既要保证它在过负荷时能快速熔断，又要保证它在正常条件下能长期稳定的工作。电阻值过大或功率过大，均不能起到保护作用。

思考：

选用电阻器时应注意哪些指标：

当选用电阻器时，一般只考虑标称阻值、额定功率、阻值误差这三项参数，其他参数只在有特殊要求时才考虑。 (1)电阻器的标称阻值：REF01EZ 标示在电阻器上的电阻值称电阻器的标称阻值，国家对电阻器的标称阻值有统一规定。 (2)额定功率：在标准大气压和一定的环境温度下，电阻器长期连续负荷而不改变其性能的允许功率，称为额定功率。 (3)最大工作电压：电阻器在正常工作的条件下，两端所能承受的最大电压值称为最大工作电压。阻值较大的电阻器，当工作电压过高时，虽然损耗功率未超过规定值，但电阻器内部还可能发生电弧火花放电，而使电阻器损坏变质。

选用电容器时应考虑哪些因素：

容量
2.耐压
3.精度（允差）
4.电容的规格
5.温度特性
6.电容的属性

线性电阻和非线性电阻有何区别及共同点：

线性电阻例如普通色环电阻,阻值是相对不变的.非线性电阻,例如压敏电阻,阻值是随电压变化而变化。