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1、精品学习资源试验 08电路元件伏安特性的讨论电学元件是构成电路的基本要素，而其伏安特性又是电学性质中的重中之重，因此对其物理性质的讨论是电学中最基本也是最重要的部分之一；通常以电压为横坐标，电流为纵坐标作出元件的电压电流关系曲线，叫做该元件的伏安特性曲线；假如元件的伏安特性曲线是一条直线，说明通过元件的电流与元件两端的电压成正比，就称该元件为线性元件例如碳膜电阻、金属膜电阻等）；假如元件的伏安特性曲线不是直线，就称其为非线性元件 例如晶体二极管、三极管）；本试验是通过测试电学元件的伏安特性曲线，初步明白电学元件的结构及原理、熟识其基本性能和把握其正确的使用方法；【试验目的 】1、学会识别部分常
2、用电学元件的方法；2、把握线性电阻、非线性电学元件伏安特性的测试法；3、通过测定电学元件上电压与电流的关系，验证部分电路欧姆定律；4、熟识误差分析的基本方法；【试验仪器 】TKVA-1 型线性与非线性元件V-A 特性试验仪，包括直流稳压电源0-12 V ）、元件箱、直流数字电压表、直流数字毫安表和图视仪等；【试验原理 】在温度肯定的情形下，当一个元件两端加上电压，元件内有电流通过时，电压与电流之比称为该元件的电阻；如元件两端的电压与通过它的电流不成正比例，就伏安特性曲线不再是直线，而是一条曲线，这类元件称为非线性元件；一般金属导体电阻是线性电阻， 它与外加电压的大小和方向无关，其伏安特性曲线是
3、一条直线；电阻是导体材料的重要特性，在电学试验中常常要对电阻进行测量；测量电阻的方法有多种，伏安法是常用的基本方法之一；所谓伏安法，就是运用欧姆定律，测出电阻两端的电压 V 和其上通过的电流 I，依据 8-1 ）即可求得阻值R；也可运用作图法，作出伏安特性曲线，从曲线上求得电阻的阻值；对有些电阻，其伏安特性曲线为直线，称为线性电阻，如常用的碳膜电阻、线绕电阻、金属膜 电阻等；另外，有些元件，伏安特性曲线为曲线，称为非线性电阻元件，如灯泡、晶体二 极管、稳压管、热敏电阻等；非线性电阻元件的阻值是不确定的，只有通过作图法才能反 映它的特性；用伏安法测电阻，原理简洁，测量便利，但由于电表内阻接入的影
4、响，给测量带来一欢迎下载精品学习资源定系统误差；在电流表内接法中，如图8-1 所示；由于电压表测出的电压值V 包括了电流表两端的电压，因此，测量值要大于被测电阻的实际值；由图 8-1电流表内接8-2 ）可见，由于电流表内阻不行忽视，故给测量带来肯定的误差；在电流表外接法中，如图8-2 所示；由于电流表测出的电流I 包括了流过电压表的电流，因此，测量值要小于被测电阻的实际值；由 8-3 ）图 8-2电流表外接可见，由于电压表内阻不是无穷大，故给测量带来肯定的误差；上述两种连接电路的方法，都给测量带来肯定的系统误差，即测量方法误差；为此， 必需对测量结果进行修正；其修正值为 8-4 ）欢迎下载精品
5、学习资源其中 R 为测量值，为实际值；为了减小上述误差，必需依据待测阻值的大小和电表内阻的不同，正确挑选测量电路；当且时，挑选电流表内接法；且时，挑选电流表外接法；，时，两种接法均可；经过以上挑选，可以减小由于电表接入带来的系统误差，但电表本身的仪器误差仍旧存在，它取决于电表的精确度等级和量程，其相对误差为 8-5 ）式中和为电流表和电压表答应的最大示值误差；【试验内容 】一、必做部分：TKV A-1 型线性与非线性元件V-A 特性试验仪面板如图8-3 所示：图 8-3本试验仪器主要有直流稳压电源0-12V ）、元件箱、直流数字电压表、直流数字毫安表和图示仪组成；元件箱中有线性电阻、光敏电阻、
6、不同的二极管和小灯泡等八个元器件，试验时依据要求挑选如干进行；直流电流表分0.2、2、20 和 200mA 四档，直流电压欢迎下载精品学习资源表分 0-2V 和 0-20V 两档 有开关挑选）；1. 测量线性电阻器的伏安特性电流 mA2 ）电流表外接法依据图 8-2 连接好电路，重复试验步骤1），数据表格自拟；3 ）依据电表内阻的大小，分析上述两种测量方法中，哪种电路的系统误差较小；2. 测量稳压二极管的伏安特性1 ）稳压管的稳压特性稳压管实质上就是一个面结型硅二极管，它具有陡峭的反向击穿特性，工作在反向击穿状态；在制造稳压管的工艺上，使它具有低压击穿特性；稳压管电路中，串入限流电 阻，使稳压
7、管击穿后电流不超过答应的数值，因此击穿状态可以长期连续，并能很好地重复工作而不致损坏；稳压管的特性曲线如图8-4 所示，它的正向特性和一般硅二极管一样，但反向击穿特性较陡；由图可见，当反向电压增加到击穿电压以后，稳压管进入击穿状态在曲线的AB段，虽然反向电流在很大的范畴内变化，但它两端的电压变化很小，即基本恒定；利用稳压管的这一特性，可以达到稳压的目的；欢迎下载精品学习资源图 8-4 稳压管特性曲线510mA 以后，减小的不显著，而当1mA 时，明显增加，阻值较大；4） 最大稳固电流和最小稳固电流；是指稳压管的最大工作电流，超过此值，即超过了管子的答应耗散功率；是指稳压管的最小工作电流，低于此
8、值，不再稳固，常取=12mA ；3）稳压管伏安特性测定的试验电路试验电路如图 8-5 所示； E 为 012V 可调直流稳压电源， R 为限流电阻器；4）测量稳压管的正向特性1） 按图 8-5 连接电路， R 阻值调到最大，可调稳压电源的输出为零；2） 增大输出电压，使电压表的读数逐步增大，观看加在稳压管上电压随电流变化的现象，通过观看确定测量范畴，即电压与电流的调剂范畴；欢迎下载精品学习资源图 8-5稳压管的正向特性测量图3） 测定稳压管的正向特性曲线，不应等间隔的取点，即电压的测量值不应等间隔地取，而是在电流变化缓慢区间，电压间隔取的疏一些，在电流变化快速区间，电压间隔取得密一些；如测试的
9、 2CW14 型稳压管，电压在 0V0.7V 区间取 35 个点即可；5 ）测量稳压管的反向特性1）将稳压管反接；2） 定性观看被测稳压管的反向特性，通过观看确定测量反向特性时电压的调剂范畴即该型号稳压管的最大工作电流所对应的电压值）；3） 测量反向特性，同样在电流变化快速区域，电压间隔应取得密一些；二、选做部分：测量小灯炮的伏安特性给定一只 8V/0.1A小灯炮，已知 UH=12 伏， IH=100mA ，起始电流为 20mA ，毫安表内阻为 1，电压表内阻为 1M；要求：1） 自行设计测量伏安特性的线路；2） 测量小灯泡的伏安特性；3） 绘制小灯泡的伏安特性曲线；4） 判定小灯炮是线性元件仍是非线性元件；【留意事项 】1. 使用电源时要防止短路，接通和断开电路前应使输出为零，先粗调然后再渐渐微调；2. 测稳压二极管 ，反向特性的电压值取0,2,4,6,8,10V ；【摸索题 】1、 线性电阻与非线性电阻的概念是什么？电阻器和二极管的伏安特性有何区分？2、设某器件伏安特性曲线的函数式为，试问在逐点绘制曲线时， 其坐标变量应如何放置？3、稳压二极管与一般二极管有何区分？其用途如何？欢迎下载