电路元件伏安特性测绘.docx

实验题目实验二 电路元件伏安特性的测绘 —、实验目的 .学会识别常用电路元件的方法。 .掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测绘o .掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。 二、原理说明 任何一个二端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I = f(U )来表示，即用I-U平面上的一条曲 线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。 1 .线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图 2-5中a所示，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。 —般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温 度的升高而增大，通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大， 一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可相差儿倍至十儿倍，所以 它的伏安特性如图2-5中b曲线所示。 图2-5各元件伏安特性曲线 3 .—般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其伏安特性如图 2-5中c所示。正向压降很小(一般的错管约为0.2?0.3V,硅管约为0.5?0,7V ）,正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电 压从零一直增加到十多至儿十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视 为零。可见，二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子 的极限值，则会导致管子击穿损坏。 4.稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二 极管类似，但其反向特性较特别，如图2-5中d所示。在反向电压开 始增加时，其反向电流儿乎为零，但当电压增加到某一数值时（称为管 子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的 端电压将基本维持恒定，当外加的反向电压继续升高时其端电压仅有少 量增加。 注意：流过二极管或稳压二极管的电流不能超过管子的极限值，否 则管子会被烧坏。 三、实验设备 表2-5实验设备 序号 型号与规格 数量 备注 1 可调宜流稳压电源 ()~ 3 0 V 1 2 万用表 FM-47或其他 1 自备 3 直流数字亳安表 0 ~ 2 0 0 m A 1 4 直流数字电压表 0-200V 1 5 - ■ 极管 IN4007 1 DG J-05 6 稳用管 2CW5 1 1 DG J-05 7 白炽灯 1 2 V , 0.1 A 1 DG J-05 8 线性电阻器 2 0 0 Q , 1 K Q / 8 W 1 DG J-05 四、实验内容 测定线性电阻器的伏安特性按图2-6接线，调节稳压电源的输 出电压U,从0伏开始缓慢地增加，一直到10V,记下相应的电压表 和电流表的读数Ur、I。 R1K R1K 图2?6线性电阻器的伏安特性测定电路 图2?7线性电阻器的伏安特性测定电路 表2?6线性电阻器的伏安特性实验数据 Ur ( V ) 0 2 4 6 8 1 0 I (mA) 0.0 1 2.02 4.04 6.05 8.07 1 0.09 2?测定非线性口炽灯泡的伏安特性将图2?6中的R换成一只 12V, 0.1 A的灯泡，重复步骤1。Ul为灯泡的端电压。 表2?7非线性口炽灯泡的伏安特性实验数据 Ul( V ) 0. 1 0. 5 1 2 3 4 5 I (mA) 6.46 2 0.7 29.9 3 3?1 40.9 49.4 56.2 3 ?测定半导体二极管的伏安特性按图2-7接线，R为限流电阻 器。测二极管的正向特性时，其正向电流不得超过35mA,二极管D 的正向施压Ud+可在0?0.75 V之间取值。在0.5?0.75 V之间应多取 儿个测量点。测反向特性时，只需将图2-7中的二极管D反接，且其 反向施压Ud-可达30V o 表2-8半导体二极管的正向特性实验数据 Ud + (V) 0. 1 0 0.30 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 I (mA) 0 0 0.1 0. 5 1 . s 5.8 15.4 48. 1 表2-9半导体二极管的反向特性实验数据 U D ( V ) 0 -5 -1 0 ■1 5 -20 ■25 -30 I (mA) 0 0 1) 0 0 （） 0 ?测定稳压二极管的伏安特性 ⑴正向特性实验：将图2-7中的二极管换成稳压二极管 2CW5 1 ,重复实验内容3中的正向测量。Uz+为2CW5 1的正向施 压。 表2?10稳压二极管的正向特性实验数据 Uz.( V ) 0. 1 0.3 0.5 0.6 0.65 0.7 0.75 I (mA) ) 0 0. 1 0.4 1 .5 8.0 50.5 ⑵反向特性实验：将图2-7中的R换成1KQ, 2CW5 1反接， 测量2CW5 1的反向特性。稳压电源的输出电压U。从0?2 0 V ,测量 2CW5 1二端的电压U—及电流I,由U—可看出其稳压特性。 表2-11稳压二极管的反向特性实验数据 Uo(V) 0