電路實(shí)驗(yàn)1基本儀表的使用及電路元件伏安特性測繪

1、學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告開課學(xué)院及實(shí)驗(yàn)室：年 月曰學(xué)院機(jī)械與電氣 工程學(xué)院年級、專 業(yè)、班姓名學(xué)號實(shí)驗(yàn)課程名稱電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)成績實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱基本儀表的使用及電路元件伏安特性測繪指導(dǎo) 老師十伏時(shí)，其反向電流增加很小，粗略地可視為零?？梢?，二極管具有單向?qū)щ娦?，但反向電壓加得過 高，超過管子的極限值，則會導(dǎo)致管子擊穿損壞。4.穩(wěn)壓二極管是一種特殊的半導(dǎo)體二極管，其正向特性與普通二極管類似，但其反向特性較特別，如圖1-5中d所示。在反向電壓開始增加時(shí)，其反向電流幾乎為零，但當(dāng)電壓增加到某一數(shù)值時(shí)（稱為管子的穩(wěn)壓值，有各種不同穩(wěn)壓值的穩(wěn)壓管）電流將突然增加，以后它的端電壓將基本維持恒定，當(dāng)外加的反向電壓繼續(xù)升高時(shí)其

2、端電壓僅有少量增加。（注意：流過二極管或穩(wěn)壓二極管的電流不能超過管子的極限值，否則管子會被燒壞。）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜?、使用儀器、材料1. 熟悉實(shí)驗(yàn)臺上各類電源及各類測量儀表的布局和使用方法。2. 掌握常用電壓表、電流表內(nèi)阻的測量方法。3. 熟悉電工儀表測量誤差的計(jì)算方法。4. 學(xué)會識別常用電路元件的方法。5. 掌握線性電阻、非線性電阻元件伏安特性的測繪。6. 掌握實(shí)驗(yàn)臺上直流電工儀表、萬用表和設(shè)備的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理任何一個(gè)二端元件的特性可用該元件上的端電壓U與通過該元件的電流I之間的函數(shù)關(guān)系1 =f（U）來表示，即用I-U平面上的一條曲線來表征，這條曲線稱為該元件的伏安特性曲線。1. 線性電阻

3、器的伏安特性曲線是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，如圖1-5中a所示，該直線的斜率等于該電阻器的電阻值。2. 一般的白熾燈在工作時(shí)燈絲處于 高溫狀態(tài)，其燈絲電阻隨著溫度的升高 而增大，通過白熾燈的電流越大，其溫度 越高，阻值也越大，一般燈泡的“冷電阻” 與“熱電阻”的阻值可相差幾倍至十幾倍， 所以它的伏安特性如圖 1-5中b曲線所示。3. 一般的半導(dǎo)體二極管是一個(gè)非線性電阻元件，其伏安特性如圖1-5中c所示。正向壓降很?。ㄒ话愕逆N管約為0.20.3V,硅管約為0.50.7V）,正向電流隨正向壓降的升高而急驟上升，而反向電壓從零一直增加到十多至幾U(Dd-3 0-2 0-1 0圖1-5V)序號名稱型號與

4、規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源1030V12萬用表1自備3直流數(shù)字毫安表0200mA1實(shí)驗(yàn)臺自帶4直流數(shù)字電壓表"10200V1實(shí)驗(yàn)臺自帶5二極管IN4007/2CP151DGJ-056穩(wěn)壓管2CW511DGJ-057白熾燈12V, 0.1A1DGJ-058線性電阻器200 Q, 1K Q /8W1DGJ-05四、實(shí)驗(yàn)步驟1.測定線性電阻器的伏安特性按圖1-6接線，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出電壓U，從0伏開始緩慢地增加，一直到10V ,將相應(yīng)的電壓表和電流表的讀數(shù) Ur、|記錄在表1中。2.測定非線性白熾燈泡的伏安特性將圖1-6中的R換成一只12V , 0.1A的燈泡，重復(fù)步驟 1。將數(shù)據(jù)記

5、錄在表 2中（Ul為燈泡的端電 壓）。3.測定半導(dǎo)體二極管的伏安特性按圖1-7接線，R為限流電阻器。測二極管的正向特性時(shí)，其正向電流不得超過35mA，二極管D的正向施壓Ud+可在00.75V之間取值。在0.50.75V之間應(yīng)多取幾個(gè)測量點(diǎn)。測反向特性時(shí)，只需將圖1-7中的二極管 D反接，且其反向施壓 Ud-可達(dá)30V。將數(shù)據(jù)記錄在表 3.1，表3.2中。4.測定穩(wěn)壓二極管的伏安特性(1) 正向特性實(shí)驗(yàn)：將圖 1-7中的二極管換成穩(wěn)壓二極管2CW51，重復(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 3中的正向測量。 Uz+為2CW51的正向施壓。(2) 反向特性實(shí)驗(yàn)：將圖1-7中的R換成1K Q, 2CW51反接，測量2CW51

6、的反向特性。穩(wěn)壓電源 的輸出電壓Uo從020V，測量2CW51二端的電壓Uz-及電流I，由Uz-可看出其穩(wěn)壓特性。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)五、實(shí)驗(yàn)過程原始記錄(數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等)Ur (V)0246810I (mA)002.004.006.008.010.02、表2Ul (V)0.10.512345I (mA)07.717.624.333.240.947.754.23、表3.1正向特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Ud+ (V)0.100.300.500.550.600.650.700.71I ( m A)00.000.000.300.902.607.921.632.6表3.2反向特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Ud -(V)0-5-10-15-

7、20-25-30I (mA)00.000.000.000.000.000.000.04、表4.1正向特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Uz+ (V)0.100.300.500.550.600.650.700.75I (mA)0.000.000.000.020.080.311.999.42表4.2反向特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Uo(V)2.004.006.008.0010.212.014.016.018.020.0Uz- (V)-1.74-2.25-2.47-2.62-2.73-2.81-2.88-2.94-2.99-3.04I (mA)0.251.743.515.367.419.1911.1212.9914.9416.90六、實(shí)

8、驗(yàn)結(jié)果及分析1.根據(jù)表1,可得線性電阻的伏安特性曲線如右圖 1所示:圖1:線性電阻的伏安特性曲線2、根據(jù)表2,白熾燈絲電阻伏安特性曲線如下圖圖2:白熾燈絲電阻伏安特性曲線2所示:3、根據(jù)表3.1,表3.2可得半導(dǎo)體二極管伏安特性曲線如下圖3所示:圖3:半導(dǎo)體二極管伏安特性曲線-30-25-20-15-10VE 3515 -Uo/V4、根據(jù)表4.1表 4.2可得半導(dǎo)體二極管伏安特性曲線如下圖4所示:圖4:半導(dǎo)體二極管伏安特性曲線5、根據(jù)圖1可得：線性電阻的伏安特性曲線是一條通過原點(diǎn)的直線，其電 壓與電流成正比；根據(jù)圖2可得：白熾燈電阻為非線性電阻，燈絲電阻值隨電流的增大而 增大；根據(jù)圖3可得：半導(dǎo)體二極管是非線性電阻元件，正向電壓很小，正向 電流隨正向壓降的升高而急劇上升，而反響電壓為零。可見半導(dǎo)體二極管具 有單向?qū)?/p>