南邮基尔霍夫定律

1、lDF17315稳压电源使用稳压电源使用l基尔霍夫定律基尔霍夫定律 P38l非线性电阻伏安特性非线性电阻伏安特性P43 电工电子实验（电工电子实验（1）第二次课）第二次课一、一、DF17315直流稳压电源直流稳压电源电源电源开关开关限流限流调节调节旋钮旋钮输出输出电压电压/电流电流表表电表转换开关电表转换开关输出方式转换开关输出方式转换开关输出电输出电压调节压调节旋钮旋钮输出电输出电压负端压负端输出电输出电压正端压正端仪器外壳仪器外壳接地端接地端正常输正常输出电压出电压指示灯指示灯限流限流状态状态指示指示灯灯DF17315直流稳压电源直流稳压电源 使用注意事项：使用注意事项：输出不可短路。输出

2、不可短路。接入电路时不可接错极性，务必认清接接入电路时不可接错极性，务必认清接线柱上方的线柱上方的“+”、“-”号。号。电压表指示精度差，输出电压值以万用电压表指示精度差，输出电压值以万用表测量为准。表测量为准。CC灯亮时，已进入限流状态，输出电压灯亮时，已进入限流状态，输出电压将下降。将下降。DF17315直流稳压电源直流稳压电源调节限流的方法调节限流的方法调节调节“VOLTAGE”钮，使输出电压为钮，使输出电压为23V。“CURRENT”钮逆时针旋转到底（钮逆时针旋转到底（“CC”灯亮灯亮此时输出电流此时输出电流=0）。）。万用表置相应电流档后插入稳压源输出插座万用表置相应电流档后插入稳压

3、源输出插座（注意极性）。（注意极性）。调节调节“CURRENT”钮，使电流表读数为所需限钮，使电流表读数为所需限流值后取下表棒（流值后取下表棒（“CC”灯灭，灯灭，“CV”灯亮）。灯亮）。重调重调“VOLTAGE”钮，使输出电压符合实验所钮，使输出电压符合实验所需电压值。需电压值。二、基尔霍夫定律二、基尔霍夫定律 （P38）从从P40步骤步骤5至步骤至步骤11，区分理想和非理想，区分理想和非理想电表用仿真软件实现（记录两种情况下各数电表用仿真软件实现（记录两种情况下各数据）：据）：理想电压表等效内阻理想电压表等效内阻 RV=1G非理想电压表等效内阻（非理想电压表等效内阻（TY-360表表DC1

4、0档）档） RV=20k10=200k理想电流表等效内阻理想电流表等效内阻 RI=1n(10-9)非理想电流表等效内阻（非理想电流表等效内阻（TY-360表表DC25mA档）档） RI=0.25V25mA=10三、非线性电阻伏安特性（三、非线性电阻伏安特性（P43）实实 验验 原原 理理l在以电压为横坐标，电流为纵坐标在以电压为横坐标，电流为纵坐标的平面上，非线性器件的伏安特性的平面上，非线性器件的伏安特性曲线不是一条通过曲线不是一条通过坐标原点坐标原点的的直线直线。即其电压与电流的比值不是常数。即其电压与电流的比值不是常数。因此，通常情况下用它的伏安特性因此，通常情况下用它的伏安特性曲线来表

5、示其特性。线性和非线性曲线来表示其特性。线性和非线性伏安特性曲线分别如图伏安特性曲线分别如图a和和b所示。所示。非线性电阻伏安特性非线性电阻伏安特性图图a a 线性器件伏安特性曲线线性器件伏安特性曲线图图b b 非线性器件二极管的伏安特性曲线非线性器件二极管的伏安特性曲线正向导通压降VB反向击穿电压VBR正向导通压降正向导通压降VB：0.3V（锗管）、（锗管）、0.7V（硅管）、（硅管）、 1.52.3V（发光管）（发光管）反向击穿电压反向击穿电压VBR：几伏：几伏几百伏几百伏用万用表判断发光二极管的极性用万用表判断发光二极管的极性稳压管正、反向特性稳压管正、反向特性 稳压管的特性是接正向电压

6、时其等效电阻稳压管的特性是接正向电压时其等效电阻很小，且电流在较大范围内变化时，其正很小，且电流在较大范围内变化时，其正向电压变化量很小。接反向电压时等效电向电压变化量很小。接反向电压时等效电阻很大，且电压在较大范围内变化时，反阻很大，且电压在较大范围内变化时，反向电流变化量很小，当达到某一电压时，向电流变化量很小，当达到某一电压时，电流会增加很快，此时电压在一定范围内电流会增加很快，此时电压在一定范围内基本不变。若能控制电流在一定范围内，基本不变。若能控制电流在一定范围内，这就是所谓的稳压。图这就是所谓的稳压。图2-4-1 (a) 是稳压管是稳压管的正向连接，的正向连接，(b) 是稳压管的反

7、向连接。是稳压管的反向连接。稳压管正、反向连接稳压管正、反向连接图图2-4-1 2-4-1 稳压管正、反向连接稳压管正、反向连接限流电阻保证稳压管在正向限流电阻保证稳压管在正向状态下，不因正向电阻小导状态下，不因正向电阻小导致电流过大烧毁管子致电流过大烧毁管子限流电阻，保证稳压管限流电阻，保证稳压管在反向状态下，控制反在反向状态下，控制反向电流不至于过大击穿向电流不至于过大击穿管子，导致管子损坏管子，导致管子损坏 （1）按图）按图2-4-2(a)电路电路接线，按表接线，按表2-4-1给定的给定的电流值测量发光二极管电流值测量发光二极管的正向特性，电压值记的正向特性，电压值记录于表录于表2-4-

8、1中。中。1 1、测发光二极管伏安特性、测发光二极管伏安特性 表表 2-4-12-4-1正向正向连接连接Id(mA)0135101520Vd(V)0图图2-4-2(a) 2-4-2(a) 正向测量电路正向测量电路稳压电源限流值调整为稳压电源限流值调整为0.05A的步骤：的步骤：(1)调节调节“VOLTAGE”钮，使输出电压为钮，使输出电压为23V。(2)“CURRENT”钮逆时针旋转到底（钮逆时针旋转到底（“CC”灯亮此时灯亮此时输出电流输出电流=0）。）。(3)万用表置万用表置250m A电流档后插入稳压源输出插座电流档后插入稳压源输出插座（注意注意:红表笔接正极性红表笔接正极性,黑表笔接负

9、极性黑表笔接负极性）。）。(4)调节调节“CURRENT”钮，使电流表读数为钮，使电流表读数为0.05A限流限流值后取下表棒（值后取下表棒（“CC”灯灭，灯灭，“CV”灯亮）。灯亮）。 (5)重调重调“VOLTAGE”钮，使输出电压符合实验所需钮，使输出电压符合实验所需电压值。电压值。（注意：此时稳压电源被限流为：注意：此时稳压电源被限流为：0.05A。）实验箱上的实验箱上的 接接 线线 示意图：示意图： （2）按图）按图2-4-2(b)电路接线，按表电路接线，按表2-4-2给定的电压值给定的电压值测量发光二极管的测量发光二极管的反向特性，电流值反向特性，电流值记录于表记录于表2-4-2中。中

10、。表表 2-4-22-4-2反向反向连接连接Vd(V)0-1-3-5-10Id(uA)0测发光二极管伏安特性测发光二极管伏安特性 图图2-4-2(b)2-4-2(b)反向测量电路反向测量电路提问：提问：流过电流表的读数与流过发流过电流表的读数与流过发光二极管的电流是否一致。光二极管的电流是否一致。回答：回答：是不一致的。原因是电压表上有内是不一致的。原因是电压表上有内阻阻=10V20K20K=200K=200K，有一定的分流作，有一定的分流作用。用。但是但是，由于发光二极管的正向电阻很，由于发光二极管的正向电阻很小只有几十或几百小只有几十或几百，R R电表内阻电表内阻RR二极管内阻二极管内阻其

11、分其分流作用很小可以忽略不流作用很小可以忽略不计。这时，可认为流过计。这时，可认为流过电流表的读数与流过发电流表的读数与流过发光二极管的电流是一致。光二极管的电流是一致。 （1）用万用表判断稳压管的正、负极性，）用万用表判断稳压管的正、负极性，测量稳压管的正、反向电阻。测量稳压管的正、反向电阻。 正向正向R=_ (R10档档) 反向反向R_M (R10k档档)。 注：不能测量带电元件的电阻值、注：不能测量带电元件的电阻值、 不能测量在路元件的电阻值不能测量在路元件的电阻值 2 2、测稳压管的伏安特性、测稳压管的伏安特性 （2）按图）按图2-4-3(a) 电路电路接线，根据表接线，根据表2-4-

12、3 给给定的电流值，测量稳压定的电流值，测量稳压管的正向压降，并计算管的正向压降，并计算稳压管的直流电阻一并稳压管的直流电阻一并记录于表记录于表2-4-3中。中。测稳压管的伏安特性测稳压管的伏安特性 图图2-4-3(a)2-4-3(a)正向测量电路正向测量电路正向正向连接连接Id(mA)0135101520Vd(V)0表表 2-4-32-4-3 （3）按图）按图2-4-3(b)电电路接线，先按表路接线，先按表2-4-4给定的电压值，测量给定的电压值，测量稳压管的反向电流，稳压管的反向电流，然后按给定的电流值然后按给定的电流值测量反向电压记录于测量反向电压记录于表表2-4-4中。中。测稳压管的伏

13、安特性测稳压管的伏安特性 图图2-4-3(b)2-4-3(b)反向测量电路反向测量电路表表 2-4-42-4-4反向反向连接连接Vd(V)0-3-5Id(uA)0-1-5-10-15提问：提问：电压表的读数与稳压管上的电压表的读数与稳压管上的电压是否一致。电压是否一致。回答：回答：是不一致的。原因是电流表上有内是不一致的。原因是电流表上有内阻阻=0.25V/25mA=10/25mA=10，有一定的分压作用。，有一定的分压作用。但是但是，由于稳压管的反向导通电阻很大只，由于稳压管的反向导通电阻很大只有几百有几百K K或几或几M M，R R电表内阻电表内阻RR稳压管反向内阻稳压管反向内阻其分压其分

14、压作用很小可以忽略不作用很小可以忽略不计。这时，可认为计。这时，可认为电压表的读数与稳电压表的读数与稳压管上的电压基本上压管上的电压基本上是一致的。是一致的。3 3、绘制伏安特性曲线、绘制伏安特性曲线 根据实际测量的数据，绘制发光二根据实际测量的数据，绘制发光二极管和稳压管的伏安特性曲线图。极管和稳压管的伏安特性曲线图。 稳压电源调整限流值稳压电源调整限流值50mA。 测量发光管和稳压二极管的正反向测量发光管和稳压二极管的正反向特性时，要弄清楚它们的正极和负特性时，要弄清楚它们的正极和负极。极。 需用两块万用表，一块作为电流表需用两块万用表，一块作为电流表串联在电路中，一块作为电压表，串联在电

15、路中，一块作为电压表，并联在电路中，要注意正、反向时并联在电路中，要注意正、反向时的表的连接。的表的连接。4 4、实验注意事项、实验注意事项 思考题：思考题：思考题：思考题：1.稳压管的稳压功能是利用特性曲线的哪一部分，稳压管的稳压功能是利用特性曲线的哪一部分，在伏安特性曲线上标出，为什么？在伏安特性曲线上标出，为什么？ 答：稳压管的稳压功能利用特性曲线的反向部分。答：稳压管的稳压功能利用特性曲线的反向部分。因为在此区间，电流变化很大，而电压基本不变。因为在此区间，电流变化很大，而电压基本不变。说明：反接稳压管的等效电阻很大，且电压在较说明：反接稳压管的等效电阻很大，且电压在较大范围内变化时，

16、反向电流变化是很小；当反向大范围内变化时，反向电流变化是很小；当反向电压达到某一电压时，电流增加很快，而此时电电压达到某一电压时，电流增加很快，而此时电压在很小的范围基本不变，即达到稳压。压在很小的范围基本不变，即达到稳压。 2.用用TY-360型万用表直流型万用表直流2.5mA挡和挡和25mA挡挡分别测量一个真值为分别测量一个真值为2.5mA的电流，试分析的电流，试分析每次测试结果可能的最大绝对误差（假定无每次测试结果可能的最大绝对误差（假定无读数误差且不考虑电流表内阻的影响）。读数误差且不考虑电流表内阻的影响）。答：用答：用2.5mA挡测试可能的最大误差：挡测试可能的最大误差： I=2.5

17、mA2.5%=0.625%mA 用用25mA挡测试可能的最大误差：挡测试可能的最大误差： I=25mA2.5%=62.5%mA思考题：思考题：思考题：思考题：3.能否用图能否用图 (a)、(b) 的电路分别测量稳压管的的电路分别测量稳压管的正、反向特性？与图正、反向特性？与图2-4-3(a)、(b)相比较，并相比较，并参照前面的测试结果详细分析其原因。参照前面的测试结果详细分析其原因。( 主要考主要考虑万用表以不同的连接方式接入电路后对被测虑万用表以不同的连接方式接入电路后对被测电路的影响及影响程度。电路的影响及影响程度。) 思考题：思考题：答: (a)图中稳压管正向连接,电阻很小,与电流表的内阻值相近。所以，电流表的分压作用不能忽视，即电压表读数不能视为是稳压管偏压。(b)图稳压管反向连接, 电阻很大,与电压表的内阻值相近。所以，电压表的分流作用不能忽视，即电流表读数不能视为是稳压管电压。思考题：思考题：4、如何用万用表判断二极管的极性？并说明为什、如何用万用表判断二极管的极性？并说明为什么不能用么不能用R1和和R10K挡？挡？答答： （1）用万）用万用表