1、實驗題目實驗二 電路元件伏安特性的測繪一、實驗目的1.學會識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繪。3.掌握實驗臺上直流電工儀表和設備的使用方法。二、原理說明任何一個二端元件的特性可用該元件上的端電壓U與通過該 元件的電流I之間的函數關系I=f（U ）來表示，即用I-U平面上的一 條曲線來表征，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坐標原點的直線，如 圖2-5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燈絲處于高溫狀態， 其燈絲電阻隨著 溫度的升高而增大，通過白熾燈的電流越大，其溫度越高，阻值也 越大，一般

2、燈泡的“冷電阻” 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2-5中b曲線所示。圖2-5各元件伏安特性曲線3.一般的半導體二極管是一個非線性電阻元件，其伏安特性如 圖2-5中c所示。正向壓降很?。ㄒ话愕逆N管約為，硅管約為）， 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，其反向電流增加很小，粗略地可視為零?？梢?，二極管具有單向導電性，但反向電壓加得過高， 則會導致管子擊穿損壞。4.穩壓二極管是一種特殊的半導體二極管， 二極管類似，但其反向特性較特別，如圖2-5中開始增加時，其反向電流幾乎為零，但當電壓增加到某一數值時（稱 為管子的穩壓值，有各種

3、不同穩壓值的穩壓管）電流將突然增加， 以后它的端電壓將基本維持恒定，當外加的反向電壓繼續升高時其 端電壓僅有少量增加。注意：流過二極管或穩壓二極管的電流不能超過管子的極限值， 否則管子會被燒壞。三、實驗設備表2-5實驗設備序號名稱型號與規格數量備注1可調直流穩壓電源030V12萬用表FM -47 或其他1自備超過管子的極限值，其正向特性與普通d所示。在反向電壓3直流數字毫安表02 00 mA14直流數字電壓表0200V15二 極 管IN 40071D G J-056穩壓管2CW511D G J-057白熾 燈1 2V，0. 1 A1D G J-058線性電阻器200 Q ，1 K Q / 8

4、W1D G J-05四、實驗內容1.測定線性電阻器的伏安特性 按圖2-6接線，調節穩壓電源的 輸出電壓U，從0伏開始緩慢地增加，一直到10V，記下相應的電 壓表和電流表的讀數UR、I。圖2-6線性電阻器的伏安特性測定電路圖2-7線性電阻器的伏安特性測定電路表2-6線性電阻器的伏安特性實驗數據12V,0.1 A的燈泡，重復步驟1。UL為燈泡的端電壓。表2-7非線性白熾燈泡的伏安特性實驗數據UL( V )12345I ( mA )3.測定半導體二極管的伏安特性按圖2-7接線，R為限流電阻 器。測二極管的正向特性時，其正向電流不得超過35mA，二極管D的正向施壓UD+可在0之間取值。在之間應多取幾個

5、測量點。測 反向特性時，只需將圖2-7中的二極管D反接，且其反向施壓UD-可達30V。表2-8半導體二極管的正向特性實驗數據UD+(V)I ( mA )00表2-9半導體二極管的反向特性實驗數據UD-(V)0-5-1 0-1 5-20-25-30I ( mA )00000004.測定穩壓二極管的伏安特性正向特性實驗：將圖2-7中的二極管換成穩壓二極管2CW51，重復實驗內容3中的正向測量。UZ+為2CW51的正向施壓。表2-10穩壓二極管的正向特性實驗數據測量2CW51的反向特性。穩壓電源的輸出電壓Uo從020V,測量2CW51二端的電壓Uz-及電流I,由Uz-可看出其穩壓特性。表2-11穩壓

6、二極管的反向特性實驗數據UO(V)024681 01 2141 61 820UZ-( V )0I ( mA )0五、實驗注意事項1.測二極管正向特性時，穩壓電源輸出應由小至大逐漸增加， 應時刻注意電流表讀數不得超過35mA。2.如果要測定2AP 9的伏安特性，則正向特性的電壓值應取0, , , , , , ,(V)，反向特性的電壓值取0,2,4,10(V)。3.進行不同實驗時，應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。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別？電阻值不隨電壓、電流的變化而變化的電阻稱為線性電阻。電阻值隨著

7、電壓、電流的變化而改變的電阻，稱為非線性電阻。 電阻器是線性元件，伏安特性為正比例直線.二極管的伏安特性 曲線為一條曲線，在第一象限內類似二次函數過原點的上升曲線,在第三象限也有類似開口向下的二次函數曲線.其曲線上可以找 到反向擊穿電壓，正向電壓超過一定值時可視為正比例曲線。2.設某器件伏安特性曲線的函數式為I=f(U)，試問在逐點繪制 曲線時，其坐標變量應如何放置？水平軸為電流，垂直軸為電壓.也有把電壓作為水平軸的，比如 極管的伏安特性曲線.先從0點開始，依次增大，最后側無窮點。3.穩壓二極管與普通二極管有何區別，其用途如何？二極管的主要特性是單向導電性，也就是在正向電壓的作 用下，導通電阻很小；而在反向電壓作用下導通電阻極大或無窮 大。電路中常把它用在整流方面上。穩壓二極管的穩壓原理：穩壓二極管的特點就是加反向電 壓擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。穩壓二極管用來穩壓或 在串聯電路中作基準電壓4.在圖2-7中，設U=2V,UD+=,則mA表讀數為多少？讀數I=-20 0X1000=( mA)實驗結果分析1、電阻器是線性元件,伏安特性為正比例直線。2、白熾燈是非線性元件，伏安特性為斜率不斷減少的曲線。3、二極管是非線性元件，二極管的伏安特性曲線為一條曲線,在第一象限內類似二次函數過原點的上升曲線,在第三象限電流一 直