伏安特性的测绘实验精Word文档下载推荐.docx
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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
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)
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
I(mA)
0.3
14.0
21.3
24.4
26.3
1.00
2.00
5.00
8.00
10.00
27.9
36.4
58.2
75.5
85.6
3)、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
0.50
0.55
0.65
0.70
0.73
0.12
0.15
0.47
1.36
3.70
11.2
25.0
表格4半导体反向特性试验数据
-5.00
-10.0
-15.0
-20.0
-30.0
0.000
-0.001
-0.002
-0.003
3)、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
观察由实验数据绘制成的半导体伏安特性曲线,其正向电压降很小,本实验在外加电压0.73V时半导体两端电压就达到了25.0V,可知半导体在正向时导通,正向电流随电压升高。
而其反向电压即时外加电压达到了30V,半导体两端电压仍为0.003V,反向电流非常小,,可视为零,即半导体在负向时断开。
可见,半导体具有单向导电性。
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
表格5稳压管正向特性实验数据
0.30
0.67
0.004
0.067
0.255
0.660
1.070
0.68
0.69
0.75
0.76
1.424
1.75
2.39
20.5
表格6稳压管反向特性实验数据
-1.00
-2.00
-2.40
-2.70
-0.30
-1.41
-2.60
-2.80
-2.90
-3.00
-3.10
-3.50
-3.70
-4.90
-5.56
-12.9
-18.18
3)、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
观察由实验数据绘制出的稳压二极管伏安特性曲线,可知其正向与普通的二极管相同,其正向电压降很小,在外加电压0.76V时通过其得电流就达到了20.5mA,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,在-3.50V时突增到18.18mA,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、做稳压二极管的反向实验时,当两端电压从-2.7V增加到-3.5V时,电流增加得特别快,这也是稳压管的特性,为了能很好的用数据反映出这个特性,应在这个区间多取几个点。
也要注意,电压表读数不要超过30V。
4、最后,做物理实验一定要有耐心,要细心,多动手,多思考,这样自己才能不断提高。
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- 关 键 词:
- 伏安 特性 测绘 实验
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