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1、電路基礎(chǔ)實驗報告書實驗一電子元件伏安特性的測定姓名學號專業(yè)實驗臺號實驗時間一、實驗?zāi)康?．掌握電壓表、電流表、直流穩(wěn)壓電源等儀器的使用方法2．學習電阻元件伏安特性曲線的測量方法3．加深理解歐姆定律，熟悉伏安特性曲線的繪制方法二、原理若二端元件的特性可用加在該元件兩端的電壓U和流過該元件的電流I之間的函數(shù)關(guān)系I=f(U)來表征，以電壓U為橫坐標，以電流I為縱坐標，繪制I-U曲線，則該曲線稱為該二端元件的伏安特性曲線。電阻元件是一種對電流呈阻力特性的元件。當電流通過電阻元件時，電阻元件將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的
2、能量，例如熱能、光能等，同時，沿電流流動的方向產(chǎn)生電壓降，流過電阻R的電流等于電阻兩端電壓U與電阻阻值之比，即（1-1）這一關(guān)系稱為歐姆定律。圖1-1線性電阻元件的伏安特性曲線若電阻阻值R不隨電流I變化，則該電阻稱為線性電阻元件，常用的普通電阻就近似地具有這一特性，其伏安特性曲線為一條通過原點的直線，如圖1-1所示，該直線斜率的倒數(shù)為電阻阻值R。線性電阻的伏安特性曲線對稱于坐標原點，說明在電路中若將線性電阻反接，也不會不影響電路參數(shù)。這種伏安特性曲線對稱于坐標原點的元件稱為雙向性元件。圖1-2小燈泡燈絲
3、的伏安特性曲線白熾燈工作時，燈絲處于高溫狀態(tài)，燈絲的電阻隨溫度升高而增大，而燈絲溫度又與流過燈絲的電流有關(guān)，所以，燈絲阻值隨流過燈絲的電流而變化，燈絲的伏安特性曲線不再是一條直線，而是如圖1-2所示的曲線。半導體二極管的伏安特性曲線取決于PN結(jié)的特性。在半導體二極管的PN結(jié)上加正向電壓時，由于PN結(jié)正向壓降很小，流過PN結(jié)的電流會隨電壓的升高而急劇增大；在PN結(jié)上加反向電壓時，PN結(jié)能承受和大的壓降，流過PN結(jié)的電流幾乎為零。所以，在一定電壓變化范圍內(nèi)，半導體二極管具有單向?qū)щ姷奶匦?，其伏安特性曲線如圖
4、1-3所示。電路基礎(chǔ)實驗報告書圖1-4穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線圖1-3半導體二極管的伏安特性曲線穩(wěn)壓二極管是一種特殊的二極管，其正向特性與普通半導體二極管的特性相似。加反向電壓時，在電壓較低的某范圍內(nèi)，電流幾乎為零；一旦超出此電壓，電流就會突然增加，并保持PN結(jié)上的電壓恒定不變。穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線如圖1-4所示。三、實驗儀器和器材1．電壓表2．電流表3．直流穩(wěn)壓電源4．實驗電路板5．線性電阻6．半導體二極管7．小燈泡8．穩(wěn)壓二極管9．導線圖1-5測量線性電阻伏安特性的電路四、實驗內(nèi)容及步驟1．測定
5、線性電阻的伏安特性本實驗在實驗板上進行。分立元件R=200Ω和R=2000Ω普通電阻作為被測元件，并按圖1-5接好線路。經(jīng)檢查無誤后，先將直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)，確保打開直流穩(wěn)壓電源后的輸出電壓在0V左右，然后再打開電源的開關(guān)。依次調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓為表1-1中所列數(shù)值。并將相對應(yīng)的電流值記錄在表中。表1-1測定線性電阻的伏安特性U（V）0246810R=200ΩI(mA)0101.8274049R=2000ΩI(mA)012345電路基礎(chǔ)實驗報告書圖1-6測量半導體二極管的正向伏
6、安特性1．測量半導體二極管的伏安特性（1）正向特性將穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)到2V后，關(guān)閉電源開關(guān)，按圖1-6接好線路。經(jīng)檢查無誤后，開啟穩(wěn)壓電源。調(diào)節(jié)電位器W，使電壓表讀數(shù)分別為表1-2中數(shù)值，并將相對應(yīng)的電流表讀數(shù)記于表1-2中。為了便于作圖，在曲線彎曲部分可適當多取幾個測量點。表1-2測定二極管的正向伏安特性U（V）00.10.20.30.40.50.550.60.650.70.75I（mA）0000000.40.93.859.244圖1-7測量小燈泡燈絲的伏安特性2．測定小燈泡燈絲的伏安特性本實驗采
7、用低壓小燈泡作為測試對象。按圖1-8接好電路，并將直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)到0V左右。經(jīng)檢查無誤后，打開直流穩(wěn)壓電源開關(guān)。依次調(diào)節(jié)電源輸出電壓為表1-4所列數(shù)值。并將相對應(yīng)的電流值記錄在表1-4中。注意在打開電源開關(guān)前一定先將電壓調(diào)節(jié)旋鈕逆時針調(diào)到電壓最小的位置。表1-3測定小燈泡燈絲的伏安特性U（V）00.40.81.21.6234568I（mA）038587085100120146164182200五、思考題1.通過比較線性電阻與燈絲的伏安特性曲線，分析這兩種元件的性質(zhì)有什么異同？答：線性電阻，其阻
8、值恒定，其電流與電壓成正比。伏安特性曲線為過原點的有一定斜率的直線。斜率為I/U=1/R。燈絲的電阻隨電流的增大，發(fā)熱，溫度升高，電阻升高，電流的升高變?nèi)?。因此，其伏安特性曲線為過原點的曲線，偏向于橫軸U。這是靜態(tài)特性，就是電壓電流的變化是非常緩慢的，燈絲的溫度得以隨之也緩慢地變化。2.什么叫雙向元件？本實驗所用的元件中哪些是雙向元件，哪些不是？答：雙向元件是必須有兩只反極性且并聯(lián)而成的子元件。本實驗中電壓表，電流表，直流穩(wěn)壓電源，線性電阻
