伏安圖形曲線實驗

1、 實驗一電路元件伏安特性的測繪 一、實驗目的1. 學會識別常用電路元件的方法。 2. 掌握線性電阻、非線性電阻元件伏安特性的逐點測試法。3. 掌握實驗裝置上直流電工儀表和設備的使用方法。 二、原理說明任何一個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)關系If(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. 線性電阻器的伏安特性曲線是一條通過坐標原點的直線，如圖1-1中a曲線所示，該直線的斜率等于該電阻器的電阻值。圖1-1電路元件的伏安特性 2. 一般的白熾燈在工作時燈絲處于高溫狀態(tài)， 其燈絲電阻隨著溫度的升高而增大，通過白熾燈的電

2、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1-1中b曲線所示。 3. 一般的半導體二極管是一個非線性電阻元件，其特性如圖1-1中c曲線。正向壓降很小（一般的鍺管約為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十伏時，其反向電流增加很小，粗略地可視為零。可見，二極管具有單向導電性，但反向電壓加得過高，超過管子的極限值，則會導致管子擊穿損壞。 4. 穩(wěn)壓二極管是一種特殊的半導體二極管， 其正向特性與普通二極管類似，但其反向特性較特別，如圖1-1中d曲線。在反向電壓開

3、始增加時，其反向電流幾乎為零，但當反向電壓增加到某一數(shù)值時（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，以后它的端電壓將維持恒定，不再隨外加的反向電壓升高而增大。三、實驗設備 序 號名 稱型號與規(guī)格數(shù) 量備 注1可調直流穩(wěn)壓電源010V12直流數(shù)字毫安表 13直流數(shù)字電壓表14二 極 管IN40071 5穩(wěn) 壓 管2CW5116線性電阻器100,5101 四、實驗內容1. 測定線性電阻器的伏安特性按圖1-2接線，調節(jié)直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓U，從0伏開始緩慢地增加，一直到10V，記下相應的電壓表和電流表的讀數(shù)。表1-1線性電阻器的伏安特性U(v)0 2 4 6 8 10I(mA)

4、 圖 1-2 電阻伏安特性的測量 圖 1-3二極管伏安特性的測量 2. 測定半導體二極管（IN4007）的伏安特性 按圖1-3接線，R為限流電阻，測二極管D的正向特性時，其正向電流不得超過25mA，正向壓降可在00.75V之間取值。特別是在0.50.75 之間更應多取幾個測量點。作反向特性實驗時，只需將圖1-3中的二極管D反接，且其反向電壓可加到30V左右。表1-2二極管正向特性實驗數(shù)據U(v)00.20.40.50.55 0.75I(mA)表1-3二極管反向特性實驗數(shù)據U(v)0-5-10-15-20-25-30I(mA)3. 測定穩(wěn)壓二極管（2CW51）的伏安特性 只要將圖1-3中的二極管

5、換成穩(wěn)壓二極管,重復實驗內容2的測量。 正向特性實驗數(shù)據表1-4穩(wěn)壓管正向特性實驗數(shù)據U(v)I(mA)表1-5穩(wěn)壓管反向特性實驗數(shù)據 U(v)I(mA) 五、實驗注意事項1. 測二極管正向特性時，穩(wěn)壓電源輸出應由小至大逐漸增加， 應時刻注意電流表讀數(shù)不得超過25mA，穩(wěn)壓源輸出端切勿碰線短路。 2.進行不同實驗時，應先估算電壓和電流值，合理選擇儀表的量程，勿使儀表超量程，儀表的極性亦不可接錯。 六、思考題1. 線性電阻與非線性電阻的概念是什么?電阻器與二極管的伏安特性有何區(qū)別? 2. 設某器件伏安特性曲線的函數(shù)式為If(U)，試問在逐點繪制曲線時，其坐標變量應如何放置? 3. 穩(wěn)壓二極管與普通二極管有何區(qū)別，其用途如何? 七、實驗報告 1. 根據各實驗結果數(shù)據， 分別在方格紙上繪制出光滑的伏安特性曲線。（其中二極管和穩(wěn)壓管