电路实验1基本仪表的使用及电路元件伏安特性测绘10230.pdf

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1、学生实验报告 开课学院及实验室：年 月 日 学院 机械与电气工程学院 年级、专业、班 姓名 学号 实验课程名称 电路基础实验 成绩 实验项目名称 基本仪表的使用及电路元件伏安特性测绘 指导老师 一、实验目的 1.熟悉实验台上各类电源及各类测量仪表的布局和使用方法。2.掌握常用电压表、电流表内阻的测量方法。3.熟悉电工仪表测量误差的计算方法。4.学会识别常用电路元件的方法。5.掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测绘。6.掌握实验台上直流电工仪表、万用表和设备的使用方法。二、实验原理 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 If(U)来表示，即用

2、 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 1-5 中 a 所示，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。2.一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”的阻值可相差几倍至十几倍，所以它的伏安特性如图 1-5 中 b 曲线所示。3.一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 1-5 中 c 所示。图 1-5 正向压降很小（一般的锗管约为，硅管约为），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电

3、压从零一直增加到十多至几十伏时，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 1-5 中 d 所示。在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，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、使用仪器、材料 0-1 0-2 0-3

4、00.51ICDbddDbCU(V)()序号 名 称 型号与规格 数量 备注 1 可调直流稳压电源 030V 1 2 万 用 表 1 自备 3 直流数字毫安表 0200mA 1 实验台自带 4 直流数字电压表 0200V 1 实验台自带 5 二 极 管 IN4007/2CP15 1 DGJ-05 6 稳 压 管 2CW51 1 DGJ-05 7 白 炽 灯 12V，0.1A 1 DGJ-05 8 线性电阻器 200，1K/8W 1 DGJ-05 四、实验步骤 1.测定线性电阻器的伏安特性 按图 1-6 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，将相应的电压表和

5、电流表的读数 UR、I 记录在表 1 中。图 1-6 图 1-7 2.测定非线性白炽灯泡的伏安特性 将图 1-6 中的 R 换成一只 12V，0.1A 的灯泡，重复步骤 1。将数据记录在表 2 中（UL为灯泡的端电压）。3.测定半导体二极管的伏安特性 按图 1-7 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之间取值。在之间应多取几个测量点。测反向特性时，只需将图 1-7 中的二极管 D 反接，且其反向施压 UD可达 30V。将数据记录在表，表中。4.测定稳压二极管的伏安特性（1）正向特性实验：将图 1-7 中的二极管换成稳

6、压二极管 2CW51，重复实验内容 3 中的正向测量。UZ+为 2CW51 的正向施压。（2）反向特性实验：将图 1-7 中的 R 换成 1K，2CW51 反接，测量 2CW51 的反向特性。稳压电源的输出电压 UO从 020V，测量 2CW51 二端的电压 UZ及电流 I，由 UZ可看出其稳压特性。将实验数据 五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）1、表 1 UR（V）0 2 4 6 8 10 I（mA）0 2、表 2 UL（V）1 2 3 4 5 I（mA）3、表 正向特性实验数据 UD+(V)I（m A）表 反向特性实验数据 UD(V)0-5-10-15-20-25-30 I（mA）

7、4、表 正向特性实验数据 UZ+（V）I（mA）表 反向特性实验数据 UO(V)UZ（V）I（mA）六、实验结果及分析 UmAR200VDIN4007UmAR1KV1.根据表 1，可得线性电阻的伏安特性曲线如右图 1 所示：图 1：线性电阻的伏安特性曲线 2、根据表 2，白炽灯丝电阻伏安特性曲线如下图 2 所示：图 2：白炽灯丝电阻伏安特性曲线 3、根据表,表可得半导体二极管伏安特性曲线如下图 3 所示：图 3：半导体二极管伏安特性曲线 4、根据表,表可得半导体二极管伏安特性曲线如下图 4 所示：图 4：半导体二极管伏安特性曲线 5、根据图 1 可得：线性电阻的伏安特性曲线是一条通过原点的直线，其电压与电流成正比；根据图 2 可得：白炽灯电阻为非线性电阻，灯丝电阻值随电流的增大而增大；根据图 3 可得：半导体二极管是非线性电阻元件，正向电压很小，正向电流随正向压降的升高而急剧上升，而反响电压为零。可见半导体二极管具有单向导电性；根据图 4 可得：稳压二极管是非线性电阻元件，正向特性与普通二极管类似正向电压很小，正向电流随正向压降的升高而急剧上升。但反向特性较特别在反向电压可是增加时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某数值时，电流突然增加，以后其端电压基本维持稳定。