電工實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)：電路元件伏安特性的測(cè)繪

1、.電路元件伏安特性的測(cè)繪一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)會(huì)識(shí)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測(cè)繪。 3. 掌握實(shí)驗(yàn)臺(tái)上直流電工儀表和設(shè)備的使用方法。二、原理說(shuō)明任何一個(gè)二端元件的特性可用該元件上的端電壓U 與通過(guò)該元件的電流I之間的函數(shù)關(guān)系If(U)來(lái)表示，即用I-U 平面上的一條曲線來(lái)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(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，如圖3-1中a所示，該直線的斜率等于該電阻器的電阻值。2. 一般的白熾燈在工作時(shí)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(guò)白熾燈的電流越大，其溫度越高，阻值也越大，一般燈泡的“冷

2、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3-1中b曲線所示。3. 一般的半導(dǎo)體二極管是一個(gè)非線性電阻元件，其伏安特性如圖3-1中 c所示。 圖3-1正向壓降很?。ㄒ话愕逆N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(shí)，其反向電流增加很小，粗略地可視為零?？梢?jiàn)，二極管具有單向?qū)щ娦?，但反向電壓加得過(guò)高，超過(guò)管子的極限值，則會(huì)導(dǎo)致管子擊穿損壞。4. 穩(wěn)壓二極管是一種特殊的半導(dǎo)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3-1中d所示。在反向電壓開(kāi)始增加時(shí)，其反向電流幾乎為零，但當(dāng)

3、電壓增加到某一數(shù)值時(shí)（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，以后它的端電壓將基本維持恒定，當(dāng)外加的反向電壓繼續(xù)升高時(shí)其端電壓僅有少量增加。注意：流過(guò)二極管或穩(wěn)壓二極管的電流不能超過(guò)管子的極限值，否則管子會(huì)被燒壞。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名 稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源030V12萬(wàn) 用 表FM-47或其它1自備3直流數(shù)字毫安表0500mA14直流數(shù)字電壓表0200V15二 極 管IN40071DGJ-056穩(wěn) 壓 管2CW511DGJ-057白 熾 燈12V，0.1A1DGJ-058線性電阻器200，1K/8W1DGJ-05四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 測(cè)定線性電阻器的伏安特性按圖

4、3-2接線，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出電壓U，從0 伏開(kāi)始緩慢地增加，一直到10V，記下相應(yīng)的電壓表和電流表的讀數(shù)UR、I。圖 3-2 圖 3-3UR（V）0246810I（mA）2. 測(cè)定非線性白熾燈泡的伏安特性將圖3-2中的R換成一只12V，0.1A的燈泡，重復(fù)步驟1。UL為燈泡的端電壓。UL（V）0.10.512345I（mA）3. 測(cè)定半導(dǎo)體二極管的伏安特性按圖3-3接線，R為限流電阻器。測(cè)二極管的正向特性時(shí)，其正向電流不得超過(guò)35mA，二極管D的正向施壓UD+可在00.75V之間取值。在0.50.75V之間應(yīng)多取幾個(gè)測(cè)量點(diǎn)。測(cè)反向特性時(shí)，只需將圖3-3 中的二極管D反接，且其反向施壓UD可達(dá)

5、30V。正向特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)UD+ (V)0.100.300.500.550.600.650.700.75I（mA）反向特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)UD(V)0-5-10-15-20-25-30I（mA） 4. 測(cè)定穩(wěn)壓二極管的伏安特性（1）正向特性實(shí)驗(yàn)：將圖3-3中的二極管換成穩(wěn)壓二極管2CW51，重復(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3中的正向測(cè)量。UZ+為2CW51的正向施壓。UZ+（V）I（mA）（2）反向特性實(shí)驗(yàn)：將圖3-3中的R換成1K，2CW51反接，測(cè)量2CW51的反向特性。穩(wěn)壓電源的輸出電壓UO從020V，測(cè)量2CW51二端的電壓UZ及電流I，由UZ可看出其穩(wěn)壓特性。UO(V)UZ（V）I（mA）五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 測(cè)二極管正向特性時(shí)，穩(wěn)壓電源輸出應(yīng)由小至大逐漸增加， 應(yīng)時(shí)刻注意電流表讀數(shù)不得超過(guò)35mA。2. 進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)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(cuò)。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(shè)某器件伏安特性曲線的函數(shù)式為If(U)，試問(wèn)在逐點(diǎn)繪制曲線時(shí)，其坐標(biāo)變量應(yīng)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？4. 在圖3-3中，設(shè)U=2V，UD+=0.7V，則mA表讀數(shù)為多少？七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 根據(jù)各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 分別在方格紙上繪制出光滑的伏安特性曲