电路原理实验 实验1 电路元件伏安特性的测绘

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课程名称 电路原理 成绩评定 实验项目名称 电路元件伏安特性的测绘 指导教师 李伟华 实验项目编号 08063034901 实验项目类型 验证型 实验地点 暨南大学珠海学院电路原理实验室 学生姓名 学号 学院 系 专业 实验时间 年 月 日 午～ 月 日 午 温度 ℃湿度

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、实验要求

1. 根据各实验结果数据，分别在附页纸上绘制出光滑的伏安特性曲线。（其中二极管和稳压管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取为不同的比例尺）

2. 根据实验结果，总结、归纳被测各元件的特性 3. 必要的误差分析

4. 完成后面的思考题，心得体会及其他。

三、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， Db所以它的伏安特性如图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1中 c所示。 图1

《电路原理》课程实验报告

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C-30-20-1000.51( )ICDbU(V)dd暨南大学本科实验报告专用纸(附页)

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。

四、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名 称 可调直流稳压电源 万 用 表 直流数字毫安表 直流数字电压表 二 极 管 稳 压 管 白 炽 灯 线性电阻器 型号与规格 0~30V FM-30或其他 0~500mA 0~300V IN4007 2CW51 12V，0.1A 200Ω，510Ω/8W 数量 1 1 1 1 1 1 1 1 模块 电工实验台 电工实验台 电工实验台 HE-11 HE-11 HE-11 HE-19

五、实验内容

1. 测定线性电阻器的伏安特性

按图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，记下相应的电压表和电流表的读数UR、I。 ＋ －

UR（V） I（mA）

2. 测定非线性白炽灯泡的伏安特性

《电路原理》课程实验报告

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＋mA－＋200Ω＋＋U

R1KRmA－＋V－U－DIN4007V－图 2 图 3

0 2 4 6 8 10 暨南大学本科实验报告专用纸(附页)

将图2中的R换成一只12V，0.1A的灯泡，重复1的测量。UL为灯泡的端电压。 UL（V） I（mA）

3. 测定半导体二极管的伏安特性

按图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0.5～0.75V之间应多取几个测量点。测反向特性时，只需将图3 中的二极管D反接，且其反向电压UD－可加到30V。

（1）正向特性实验数据 UD+ (V) I（mA） 0.10 0.30 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.1 0.5 1 2 3 4 5 （2）反向特性实验数据 UD－(V) I（mA） 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30

4. 测定稳压二极管的伏安特性

（1）正向特性实验：将图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。

UZ+（V） I（mA） （2）反向特性实验：将图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2CW51两端的电压UZ－及电流I，由UZ－可看出其稳压特性。

UO(V) UZ－（V） I（mA）

六、实验注意事项

1. 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。

2. 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)。 勿使仪表超量程，仪表的极性亦不可接错。

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，

七、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？

《电路原理》课程实验报告

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2. 设某器件伏安特性曲线的函数式为I＝f(U)，试问在逐点绘制曲线时，其坐标变量应如何放置？

3. 稳压二极管与普通二极管有何区别，其用途如何？

4. 在图3中，设U=2V，UD+=0.7V，则毫安表读数为多少？

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