電工電子實驗1第二次課lu課件

DF17315穩(wěn)壓電源使用基爾霍夫定律P38非線性電阻伏安特性P43電工電子實驗（1）第二次課一、DF17315直流穩(wěn)壓電源電源開關(guān)限流調(diào)節(jié)旋鈕輸出電壓/電流表電表轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出方式轉(zhuǎn)換開關(guān)輸出電壓調(diào)節(jié)旋鈕輸出電壓負端輸出電壓正端儀器外殼接地端正常輸出電壓指示燈限流狀態(tài)指示燈DF17315直流穩(wěn)壓電源使用注意事項：輸出不可短路。接入電路時不可接錯極性，務(wù)必認清接線柱上方的“+”、“-”號。電壓表指示精度差，輸出電壓值以萬用表測量為準。CC燈亮時，已進入限流狀態(tài)，輸出電壓將下降。二、基爾霍夫定律（P38）從P40步驟5至步驟11，區(qū)分理想和非理想電表用仿真軟件實現(xiàn)（記錄兩種情況下各數(shù)據(jù)）：理想電壓表等效內(nèi)阻RV=1GΩ非理想電壓表等效內(nèi)阻（TY-360表DC10檔）RV=20kΩ×10=200kΩ理想電流表等效內(nèi)阻RI=1nΩ(10-9Ω)非理想電流表等效內(nèi)阻（TY-360表DC25mA檔）RI=0.25V÷25mA=10Ω三、非線性電阻伏安特性（P43）實驗原理在以電壓為橫坐標，電流為縱坐標的平面上，非線性器件的伏安特性曲線不是一條通過坐標原點的直線。即其電壓與電流的比值不是常數(shù)。因此，通常情況下用它的伏安特性曲線來表示其特性。線性和非線性伏安特性曲線分別如圖a和b所示。非線性電阻伏安特性圖a線性器件伏安特性曲線圖b非線性器件二極管的伏安特性曲線正向?qū)▔航礦B反向擊穿電壓VBR正向?qū)▔航礦B：0.3V（鍺管）、0.7V（硅管）、1.5~2.3V（發(fā)光管）反向擊穿電壓VBR：幾伏~幾百伏穩(wěn)壓管正、反向特性穩(wěn)壓管的特性是接正向電壓時其等效電阻很小，且電流在較大范圍內(nèi)變化時，其正向電壓變化量很小。接反向電壓時等效電阻很大，且電壓在較大范圍內(nèi)變化時，反向電流變化量很小，當達到某一電壓時，電流會增加很快，此時電壓在一定范圍內(nèi)基本不變。若能控制電流在一定范圍內(nèi)，這就是所謂的穩(wěn)壓。圖2-4-1(a)是穩(wěn)壓管的正向連接，(b)是穩(wěn)壓管的反向連接。穩(wěn)壓管正、反向連接圖2-4-1穩(wěn)壓管正、反向連接限流電阻保證穩(wěn)壓管在正向狀態(tài)下，不因正向電阻小導(dǎo)致電流過大燒毀管子限流電阻，保證穩(wěn)壓管在反向狀態(tài)下，控制反向電流不至于過大擊穿管子，導(dǎo)致管子損壞四、實驗步驟（1）按圖2-4-2(a)電路接線，按表2-4-1給定的電流值測量發(fā)光二極管的正向特性，電壓值記錄于表2-4-1中。1、測發(fā)光二極管伏安特性表2-4-1正向連接Id(mA)0135101520Vd(V)0圖2-4-2(a)正向測量電路實驗箱上的接線示意圖：（2）按圖2-4-2(b)電路接線，按表2-4-2給定的電壓值測量發(fā)光二極管的反向特性，電流值記錄于表2-4-2中。表2-4-2反向連接Vd(V)0-1-3-5-10Id(uA)0測發(fā)光二極管伏安特性圖2-4-2(b)反向測量電路提問：流過電流表的讀數(shù)與流過發(fā)光二極管的電流是否一致。回答：是不一致的。原因是電壓表上有內(nèi)阻=10V×20KΩ=200KΩ，有一定的分流作用。但是，由于發(fā)光二極管的正向電阻很小只有幾十或幾百Ω，R電表內(nèi)阻>>R二極管內(nèi)阻其分流作用很小可以忽略不計。這時，可認為流過電流表的讀數(shù)與流過發(fā)光二極管的電流是一致。（2）按圖2-4-3(a)電路接線，根據(jù)表2-4-3給定的電流值，測量穩(wěn)壓管的正向壓降，并計算穩(wěn)壓管的直流電阻一并記錄于表2-4-3中。測穩(wěn)壓管的伏安特性圖2-4-3(a)正向測量電路正向連接Id(mA)0135101520Vd(V)0表2-4-3（3）按圖2-4-3(b)電路接線，先按表2-4-4給定的電壓值，測量穩(wěn)壓管的反向電流，然后按給定的電流值測量反向電壓記錄于表2-4-4中。測穩(wěn)壓管的伏安特性圖2-4-3(b)反向測量電路表2-4-4反向連接Vd(V)0-3-5Id(uA)0-1-5-10-15提問：電壓表的讀數(shù)與穩(wěn)壓管上的電壓是否一致。回答：是不一致的。原因是電流表上有內(nèi)阻=0.25V/25mA=10Ω，有一定的分壓作用。但是，由于穩(wěn)壓管的反向?qū)娮韬艽笾挥袔装貹或幾MΩ，R電表內(nèi)阻<<R穩(wěn)壓管反向內(nèi)阻其分壓作用很小可以忽略不計。這時，可認為電壓表的讀數(shù)與穩(wěn)壓管上的電壓基本上是一致的。穩(wěn)壓電源調(diào)整限流值50mA。測量發(fā)光管和穩(wěn)壓二極管的正反向特性時，要弄清楚它們的正極和負極。需用兩塊萬用表，一塊作為電流表串聯(lián)在電路中，一塊作為電壓表，并聯(lián)在電路中，要注意正、反向時的表的連接。4、實驗注意事項思考題：（1）在圖2-4-2電路中，發(fā)光二極管的正、反向伏安特性是否與穩(wěn)壓管的相同？答：不同。（2）誤用TY-360型萬用表的250mA直流電流檔測量10V直流電壓源，計算流過萬用表的電流（設(shè)電壓源內(nèi)阻為零），將會發(fā)生什么情況？答：250mA擋的內(nèi)阻R=0.25V/250mA=1Ω，則10V/1Ω=10A，這么大的電流將燒表。思考題：1.穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓功能是利用特性曲線的哪一部分，在伏安特性曲線上標出，為什么？答：穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓功能利用特性曲線的反向部分。因為在此區(qū)間，電流變化很大，而電壓基本不變。說明：反接穩(wěn)壓管的等效電阻很大，且電壓在較大范圍內(nèi)變化時，反向電流變化是很小；當反向電壓達到某一電壓時，電流增加很快，而此時電壓在很小的范圍基本不變，即達到穩(wěn)壓。思考題：3.能否用圖(a)、(b)的電路分別測量穩(wěn)壓管的正、反向特性？與圖2-4-3(a)、(b)相比較，并參照前面的測試結(jié)果詳細分析其原因。(主要考慮萬用表以不同的連接方式接入電路后對被測電路的影響及影響程度。)

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