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文檔簡介

1、構思新穎,品質一流,適合各個領域,謝謝采納!中國石油大學現代遠程教育實驗報告課程名稱:大學物理(二)實驗名稱:電學元件伏安特性研究實驗形式:在線模擬+現場實踐提交形式:提交書面實驗報告學生姓名:學號:16472101009年級專業層次:16秋計算機應用技術網絡秋高起專學習中心:一山東省東營市學習中心、實驗目的1 .掌握電壓表、電流表、直流穩壓電源等儀器的使用方法2 .學習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、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之間的函數關系I=f(U)來表征,以電壓U為橫坐標,以電流I為縱坐標,繪制

2、I-U曲線,則該曲線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生電壓降,流過電阻(1-1)R的電流等于電阻兩端電壓U與電阻阻值之比,即IUR這一關系稱為歐姆定律。圖1-1線性電阻元件的伏安特性曲線若電阻阻值R不隨電流I變化,則該電阻稱為線性電阻元件,常用的普通電阻就近似地具有這一特性,其伏安特性曲線為一條通過原點的直線,如圖1-1所示,該直線斜率的倒數為電阻阻值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。這種伏安特性曲線

3、對稱于坐標原點的元件稱為雙向性元件。白熾燈工作時,燈絲處于高溫狀態,燈絲的電阻隨溫度升高而增大,而燈絲溫度又與流圖1-2小燈泡燈絲的伏安特性曲線過燈絲的電流有關,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。半導體二極管的伏安特性曲線取決于PN結的特性。在半導體二極管的PN結上加正向電壓時,由于PN結正向壓降很小,流過PN結的電流會隨電壓的升高而急劇增大;在PN結上加反向電壓時,PN結能承受和大壓降,流過PN結的電流幾乎為零。所以,在一定電壓變化范圍內,半導體二極管具有單向導電的特性,其伏安特性曲線如圖1-3所示。圖1-3半導體二極管的伏安特

4、性曲線圖1-4穩壓二極管的伏安特性曲線穩壓二極管是一種特殊的二極管,其正向特性與普通半導體二極管的特性相似。加反向電壓時,在電壓較低某范圍內,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結上的電壓恒定不變。穩壓二極管的伏安特性曲線如圖1-4所示。三、實驗器材1.電壓表2.電流表3.直流穩壓電源4.實驗電路板5.線性電阻6.半導體二極管7.小燈泡8.穩壓二極管9.導線圖1-5測量線性電阻伏安特性的電路穩壓電源四、實驗內容1 .測定線性電阻的伏安特性圖1-6測量半導體二極管的正向伏安特性本實驗在實驗板上進行。分立元件R=20QQ和R=200QQ普通電阻作為被測元件,并按圖1-5接好線

5、路。經檢查無誤后,先將直流穩壓電源的輸出電壓旋鈕逆時針旋轉,確保打開直流穩壓電源后的車出電壓在0V左右,然后再打開電源的開關。依次調節直流穩壓電源的輸出電壓為表1-1中所列數值。并將相對應的電流值記錄在表中。2 .測量半導體二極管的伏安特性(1) 正向特性將穩壓電源的輸出電壓調到2V后,關閉電源開關,按圖1-6接好線路。經檢查無誤后,開啟穩壓電源。調節電位器W使電壓表讀數分別為表1-2中數值,并將相對應的電流表讀數記于表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穩壓電源圖1-7測量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

6、好電路,并將直流穩壓電源的輸出電壓調到0V左右。經檢查無誤后,打開直流穩壓電源開關。依次調節電源輸出電壓為表1-4所列數值。并將相對應的電流值記錄在表1-4中。注意在打開電源開關前一定先將電壓調節旋鈕逆時針調到電壓最小的位置。表1-1測定線性電阻的伏安特性U(V)0246810R=20OQI(mA)0101.8274049R=200OQI(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(mA038587085100120146164182200五、實驗數據六、結論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有什么異同?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=1/R。燈絲的電阻隨電流的增大,發熱,溫度升高,電阻升高,電流的升高變弱。因此,其伏安特性曲線為過原點的曲線,偏向于橫軸U。這是靜態特性,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。2 .什么叫雙向元件?本實驗所用的元件中哪

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