電子元件伏安特性的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)一電子元件伏安特性的測(cè)定姓名學(xué)號(hào)專業(yè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆针妷罕怼㈦娏鞅?、直流穩(wěn)壓電源等儀器的使用方法學(xué)習(xí)電阻元件伏安特性曲線的測(cè)量方法加深理解歐姆定律，熟悉伏安特性曲線的繪制方法二、原理若二端元件的特性可用加在該元件兩端的電壓U和流過該元件的電流I之間的函數(shù)關(guān)系/項(xiàng)U）來表征，以電壓U為橫坐標(biāo)，以電流I為縱坐標(biāo)，繪制I-U曲線，則該曲線稱為該二端元件的伏安特性曲線。電阻元件是一種對(duì)電流呈阻力特性的元件。當(dāng)電流通過電阻元件時(shí)，電阻元件將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，例如熱能、光能等，同時(shí)，沿電流流動(dòng)的方向產(chǎn)生電壓降，流過電阻R的電流等于電阻兩端電壓U與電阻阻值之比，即這一關(guān)系稱為歐姆定律。若電阻阻值R不隨電流I變化，則該電阻稱為線性電阻元件，常用的普通電阻就近似地具有這一特性，其伏安特性曲線為一條通過原點(diǎn)的直線，如圖1-1所示，該直線斜率的倒數(shù)為電阻阻值R。線性電阻的伏安特性曲線對(duì)稱于坐標(biāo)原點(diǎn)，說明在電路中若將線性電阻反接，也不會(huì)不影響電路參數(shù)。這種伏安特性曲線對(duì)稱于坐標(biāo)原點(diǎn)的元件稱為雙向性元件。白熾燈工作時(shí)，燈絲處于高溫狀態(tài)，燈絲的電阻隨溫度升高而增大，而燈絲溫度又與流過燈絲的電流有關(guān)，所以，燈絲阻值隨流過燈絲的電流而變化，燈絲的伏安特性曲線不再是一條直線，而是如圖1-2所示的曲線。半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線取決于PN結(jié)的特性。在半導(dǎo)體二極管的PN結(jié)上加正向電壓時(shí)，由于PN結(jié)正向壓降很小，流過PN結(jié)的電流會(huì)隨電壓的升高而急劇增大；在PN結(jié)上加反向電壓時(shí)，PN結(jié)能承受和大的壓降，流過PN結(jié)的電流幾乎為零。所以，在一定電壓變化范圍內(nèi)，半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)щ姷奶匦裕浞蔡匦郧€如圖1-3所示。圖1-3半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線圖1-4穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線穩(wěn)壓二極管是一種特殊的二極管，其正向特性與普通半導(dǎo)體二極管的特性相似。加反向電壓時(shí)，在電壓較低的某范圍內(nèi)，電流幾乎為零；一旦超出此電壓，電流就會(huì)突然增加，并保持PN結(jié)上的電壓恒定不變。穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線如圖1-4所示。三、實(shí)驗(yàn)儀器和器材電壓表電流表直流穩(wěn)壓電源實(shí)驗(yàn)電路板線性電阻半導(dǎo)體二極管小燈泡穩(wěn)壓二極管導(dǎo)線四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1.測(cè)定線性電阻的伏安特性本實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)板上進(jìn)行。分立元件R=200Q和R=2000Q普通電阻作為被測(cè)元件，并按圖1-5接好線路。經(jīng)檢查無誤后，先將直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓旋鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，確保打開直流穩(wěn)壓電源后的輸出電壓在0V左右，然后再打開電源的開關(guān)。依次調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓為表1-1中所列數(shù)值。并將相對(duì)應(yīng)的電流值記錄在表中。U(V)0246810R=200QI(mA)0101.8274049R=20001.測(cè)定線性電阻的伏安特性本實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)板上進(jìn)行。分立元件R=200Q和R=2000Q普通電阻作為被測(cè)元件，并按圖1-5接好線路。經(jīng)檢查無誤后，先將直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓旋鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，確保打開直流穩(wěn)壓電源后的輸出電壓在0V左右，然后再打開電源的開關(guān)。依次調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓為表1-1中所列數(shù)值。并將相對(duì)應(yīng)的電流值記錄在表中。U(V)0246810R=200QI(mA)0101.8274049R=2000QI(mA)012345圖1-5測(cè)量線性電阻伏安特性的電路表1-1測(cè)定線性電阻的伏安特性測(cè)量半導(dǎo)體二極管的伏安特性(1)正向特性圖1-6測(cè)量半導(dǎo)體二極管的正向伏安特性將穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)到2V后，關(guān)閉電源開關(guān)，按圖1-6接好線路。經(jīng)檢查無誤后，開啟穩(wěn)壓電源。調(diào)節(jié)電位器W,使電壓表讀數(shù)分別為表1-2中數(shù)值，并將相對(duì)應(yīng)的電流表讀數(shù)記于表1-2中。為了便于作圖，圖1-6測(cè)量半導(dǎo)體二極管的正向伏安特性表1-2測(cè)定二極管的正向伏安特性U(V)00.10.20.30.40.50.550.60.650.70.75I(mA)0000000.40.93.859.244測(cè)定小燈泡燈絲的伏安特性本實(shí)驗(yàn)采用低壓小燈泡作為測(cè)試對(duì)象。按圖1-8接好電路，并將直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)到0V左右。經(jīng)檢查無誤后，打開直流穩(wěn)壓電源開關(guān)。依次調(diào)節(jié)電源輸出電壓為表1-4所列數(shù)值。并將相對(duì)應(yīng)的電流值記錄在表1-4中。注意在打開電源開關(guān)前一定先將電壓調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針調(diào)到電壓最小的位置。圖1-7測(cè)量小燈泡燈絲的伏安特性表1-3測(cè)定小燈泡燈絲的伏安特性U(V)00.40.81.21.6234568I(mA)038587085100120146164182200五、思考題通過比較線性電阻與燈絲的伏安特性曲線，分析這兩種元件的性質(zhì)有什么異同？答：線性電阻，其阻值恒定，其電流與電壓成正比。伏安特性曲線為過原點(diǎn)的有一定斜率的直線。斜率為I/U=1/R。燈絲的電阻隨電流的增大，發(fā)熱，溫度升高，電阻升高，電流的升高變?nèi)酢Ｒ虼?，其伏安特性曲線為過原點(diǎn)的曲線，偏向于橫軸U。這是靜態(tài)特性，就是電壓電流的變化是非常緩慢的，燈絲的溫度得以隨之也緩慢地變化。