電學(xué)元件伏安特性研究

1、中國石油大學(xué)（華東）現(xiàn)代遠程教育實驗報告課程名稱：大學(xué)物理（二）實驗名稱：電學(xué)元件伏安特性研究實驗形式：在線模擬+現(xiàn)場實踐提交形式：提交書面實驗報告學(xué)生姓名：5學(xué)號：年級專業(yè)層次：16秋計算機應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)絡(luò)秋高起專學(xué)習(xí)中心：一山東省東營市學(xué)習(xí)中心提交時間：2017年5月22日一、實驗?zāi)康?. 掌握電壓表、電流表、直流穩(wěn)壓電源等儀器的使用方法2. 學(xué)習(xí)電阻元件伏安特性曲線的測量方法3. 加深理解歐姆定律，熟悉伏安特性曲線的繪制方法二、實驗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i=f(U)來表征，以電壓U為橫坐標，以電流I為縱坐標，繪制i-u曲線，貝y該曲線

2、稱為該二端元件的伏安特性曲線。電阻元件是一種對電流呈阻力特性的元件。當電流通過電阻元件時，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，沿電流流動的方向產(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(1-1)U|-R這一關(guān)系稱為歐姆定律。若電I變化，則 常用的普通 其伏安特圖1-1線性電阻元件的伏安特性曲線阻阻值R不隨電流該電阻稱為線性電阻元件，電阻就近似地具有這一特性，性曲線為一條通過原點的直線，如圖所示，該直線斜率的倒數(shù)為電阻阻值Ro線性電阻的伏安特性曲線對稱于坐標原點，說明在電路中若將線性電阻反接，也不會不影響電路參數(shù)。這種伏安特性曲線對稱于坐標原點的元件

3、稱為雙向性元件。白熾燈工作時，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圖1-2小燈泡燈絲的伏安特性曲線吳，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，由于PN結(jié)正向壓降很小，流過PN結(jié)的電流會隨電壓的升高而急居！J增大；在結(jié)上加反向電壓時，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?，其伏安特性曲線如圖13所示。圖1-6測量半導(dǎo)體二極管的正向伏安特性穩(wěn)壓二極管

4、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，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14所示。一實驗器材1 .電壓表2 .電流表3 .直流穩(wěn)壓電源4 .實驗電路板5 .線性電阻6 .半導(dǎo)體二極管7 .小燈泡8,穩(wěn)壓二極管9.導(dǎo)線穩(wěn)玉電源四、實驗內(nèi)容表中。1 .測定線性電阻的伏安特性本實驗在實驗板上進行。分立元件R=20QQ和R=2000Q普通電阻作為被測元件，并按圖15接好線路。經(jīng)檢查無誤后，先將二流穩(wěn)壓電源的輸出旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)，確保打開直流穩(wěn)壓電源后的輸由電魔槿期皆知然牌贛丁

5、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中所列數(shù)值。并將相對應(yīng)的電流值記錄在2 .測量半導(dǎo)體二極管的伏安特性(1)正向特性將穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)到2V后，關(guān)閉電源開關(guān)，按圖16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，并將相對應(yīng)的電流表讀數(shù)記于表1-2中。為了便于作圖，在曲線彎曲部分可適當多取幾個測量點。3 .測定小燈泡燈絲的伏安特性本實驗采用低壓小燈泡作為測試對象。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)壓圖1 -7測量小燈泡燈絲的伏安特性為表14所列數(shù)值。并將相對應(yīng)的電流值記錄在表1-4中。注意在

6、打開電電源開關(guān)。依次調(diào)節(jié)電源輸出電壓源開關(guān)前一定先將電壓調(diào)節(jié)旋鈕逆時針調(diào)到電壓最小的位置。五、實驗數(shù)據(jù)表1-1測定線性電阻的伏安特性U(V)0246810R=200Ql(mA)0101.8274049R=2000QI(mA)012345表1-2測定二極管的正向伏安特性U(V)00.10.20.30.40.50.550.60.650.70.75I(mA0000000.40.93.859.244表1-3測定小燈泡燈絲的伏安特性U(V)00.40.81.21.6234568I(mA038587085100120146164182200六、結(jié)論1 .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？2 .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的有一定斜率的直線。斜率為i/u=l/Ro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。3 .什么叫雙向元件？本實驗所用的元件中哪些是雙向元件，哪