电路分析实验234报告电路分析实验234报告.docxVIP

实验二　电路元件伏安特性的测绘一、实验目的　　1. 学会识别常用电路元件的方法 2. 掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法 3. 掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。二、原理说明　　任何一个电器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I＝f(U)来表示，即用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2-1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2-1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2-1中 c所示。图2-1正向压降很小（一般的锗管约为0.2～0.3V，硅管约为0.5～0.7V），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电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2-1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，否则管子就会烧坏。三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源0~30V12万用表FM-30或其他13直流数字毫安表0~500mA14直流数字电压表0~300V15二极管IN40071HE-116稳压管2CW511HE-117白炽灯12V，0.1A1HE-118线性电阻器200Ω，510Ω/8W1HE-19四、实验内容　　1. 测定线性电阻器的伏安特性按图2-2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。当电阻器两端电压UR分别为表1数值时，记下相应的流过电阻器的电流I。图 2-2 图 2-3表1 电阻器伏安特性实验数据UR（V）0246810I（mA）2. 测定非线性白炽灯泡的伏安特性将图2-2中的R换成一只12V，0.1A的灯泡，重复1的测量。数据记录于表2，UL为灯泡的端电压。表2 白炽灯泡伏安特性实验数据UL（V）0.10.512345I（mA）3. 测定半导体二极管的伏安特性按图2-3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的正向压降UD+可在0～0.75V之间取值。在0.4～0.75V之间应多取几个测量点。测反向特性时，只需将图2-3 中的二极管D反接，且其反向电压UD－可加到30V。类似电阻器伏安特性的测量，并将相应数据分别记录于表3、表4。表3 二极管正向特性实验数据　UD+ (V)0.100.300.400.450.500.550.600.650.700.75I（mA）　　表4 二极管反向特性实验数据　UD－(V)0-5-10-15-20-25-30I（mA）　　4. 测定稳压二极管的伏安特性（1）正向特性实验：将图2-3中的二极管换成稳压二极管2CW51，重复实验内容3中的正向测量。UZ+为2CW51的正向压降。表5 稳压二极管正向特性实验数据UZ+（V）0.100.300.500.550.600.650.700.75I（mA）　　（2）反向特性实验：将图2-3中的R换成510Ω，2CW51反接，测量2CW51的反向特性。稳压电源的输出电压UO从0～20V，测量2CW51二端的电压UZ－及电流I，由UZ－可看出其稳压特性。表6 稳压二极管反向特性实验数据UO(V)03610131720UZ－（V）I（mA）五、实验注意事项测二极管正向特性时，稳压电源输出应由小至大逐渐增加，应时刻注意电流表读数不得超过35mA。稳压源输出端切勿碰线短路。如果要测定2AP9的伏安特性，则正向特性的电压值应取0，0.10，0.13，0.15，0.17，0.19，0.21，0.24，0.30（V），反向特性的电压值取0，2，4，……，10(V)。3. 进行不同实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程，勿使仪表超量程，仪表的极性亦不可接错。六、思考题　　1. 线性电阻与非线性电阻的概念是什么？电阻器与二极管的伏安特性有何区别？2. 设某器件伏安特