伏安特性的测绘实验

1、【实验内容】伏安特性的测绘【实验目的】1、 熟悉常用直流电工仪表与设备的使用方法；2、 学习电压、电流的测量；3、 学习线性电阻、非线性电阻二端元件伏安特性的测绘方法4、 通过实验提高自己的动手能力、思考能力、发现问题的能力；5、 通过实验培养自己的耐心、细心和一丝不苟的精神；【实验设备】可调直流稳压电源（0-30V） 1台;直流数字毫安表 1台；直流数字电压表 1台；二极管（2CP15）1只；稳压管（2CW51 ）1只；白炽灯泡（12V/0.1A ）1只；线性电阻器 若干只；万用表 1台 ；【实验简要原理及主要计算公式】1、电压、电流的测量 要测试电路中任意两点间的电压，只需将电压并联接入该

2、两点即可。连接时注意将电压表的正极接高电位端。 要测试电路中某一支路的电流，须将电流表串联接入该支路。在实验中，测电流时为了实现一表多处测量，通常在待测电流的支路中串入电流插座。电流插座是由两片紧密接触的弹簧铜片构成。当连着电流表的插头插入插座时，座内两弹簧铜片分别与插头中两处互相绝缘的金属部分接触，电流表被串联接入待测电路中。 2、伏安特性的测绘 一个二端元件的特性，用元件两端的电压u和通过元件的电流i之间的关系u=f（I）表示，这种关系称元件的伏安特性。 【实验内容】1、 实验1 测定线性电阻器的伏安特性1）、实验步骤按右图1接线，调 节直流稳压电源的输出电压从0V开始缓缓地增加，一直到1

3、0V，将数据记录在表格中。 图1测定线性电阻器的伏安特性线路图2）、实验数据表格 表格1 线性电阻伏安特性测量数据U(V)0.002.004.006.008.0010.00I(mA)0.001.863.725.587.459.303）、根据表格数据绘制线性电 阻的伏安特性曲线4）、根据实验结果，总结、归纳线性电阻元件的特性 由实验得出的实验数据绘制出的线性电阻器的伏安特性曲是一条通过坐标原点的直线，如图2所示，可知，电阻器两端的电压u与通过电阻器的电流i成正比，则该直线的斜率就等于该电阻器的电阻值。 图2 线性电阻器伏安特性曲线2、实验2 测定非线性白炽灯泡的伏安特性1）、实验步骤 将图表1中

4、的成一只12V的小灯泡，重复实验1的步骤2）、实验数据表表格2 白炽灯伏安特性测量数据U(V)0.000.200.400.600.80I(mA)0.314.021.324.426.3U(V)1.002.005.008.0010.00I(mA)27.936.458.275.585.63)、根据表格数据绘制白炽灯的伏安特性曲线 4）、根据实验结果，总结、归纳线性电阻元件的特性由实验得出的数据绘制的白炽灯泡的伏安特性曲线，是一条变化很快的曲线，可知白纸灯泡是一只非线性电阻，其两端的电压u与通过灯泡的电流i不成正比。通常灯泡在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随温度升高而增大，所以特性曲线的斜率即灯丝

5、电阻 图3 白炽灯泡的伏安特性曲线随电压的增加而不断增大，且增大的速率越来越快。曲线由平缓变得越来越陡。 3、实验3 半导体二极管的伏安特性1）实验步骤用万用表欧姆档判定二极管特性，记下等效正向电阻和等效反向电阻。实验测得，按图4接线，为限流电阻，测二极管D的正向特性时，其正向电流不超过25mA，正向压降可在之间取值，特别是在0.5-0.75V之间多取几个测量点，作反向特性试验时，只需要将图4中的二极管反接，其反向电 图4 测定半导体二极管伏安特性的电路图压可加到30V左右。2）、实验数据表格 表格3半导体正向热性实验数据表格U(V)0.200.400.500.550.600.650.700.

6、73I(mA)0.000.120.150.471.363.7011.225.0表格4 半导体反向特性试验数据U(V)0.00-5.00-10.0-15.0-20.0-30.0I(mA)0.0000.0000.000-0.001-0.002-0.0033）、根据表格数据绘制半导体正向和反向的的伏安特性曲线 图5半导体正向特性曲线 图6半导体反向特性曲线4）、根据实验结果，总结、归纳线性电阻元件的特性 4、实验4 测定稳压二极管的伏安特性 1）、实验步骤将图4中的二极管换成稳压二极管，测定其伏安特性2）、实验数据表表格5 稳压管正向特性实验数据U(V)0.300.500.600.650.67I(m

7、A)0.0040.0670.2550.6601.070U(V)0.680.690.700.750.76I(mA)1.4241.752.3914.020.5表格6 稳压管反向特性实验数据U(V)0.00-1.00-2.00-2.40-2.70I(mA)0.00-0.003-0.30-1.41-2.60U(V)-2.80-2.90-3.00-3.10-3.50I(mA)-3.70-4.90-5.56-12.9-18.183)、根据表格数据绘制稳压二极管正向和反向的的伏安特性曲线 图7 稳压二极管正向伏安特性曲线图8 稳压二极管负向伏安特性曲线图9 稳压二极管伏安特性曲线4）、根据实验结果，总结、归

8、纳线性电阻元件的特性 mA,正向电流随正向电压升高，可以看做稳压二极管正向导通。但其反向特性与一般的二极管不同，在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当反向电压增加到2V时，电流突然增加，到达3V后电流增加的更快，-3.10V时为-12.9mA,mA，以后它的端电压将维持稳定。【注意】1、测二极管正向特性时，稳压电源输出应由大到小逐渐增加，应时刻注意电流表的读数不得超过25mA，稳压电源输出端切勿短路。【实验总结】1、做物理实验前要做好实验预习工作，了解实验的基本原理、仪器、步骤、计算公式，以及做好数据表格，做到事半功倍。对于本实验，应该先大致的了解线性电阻器、白炽灯、半导体、稳压半导体的伏安特性。2、由于没有预习好这个实验，没有注意到实验教材注意事项里说明了测半导体正向伏安特性时，应该注意不要使电流表的读数超过25mA。而我做实验就没注意到这点，导致测量时出现了几个大于25mA的读数。3、做稳压二极管的反