伏安特性的测绘.ppt

1、西昌学院电路实验中心-李德地,电路元件伏安特性的测绘,1. 学会识别常用电路元件的方法。 2. 掌握线性电阻、非线性电阻元件安特性的测绘。 3. 掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。,实验目的,实验设备： 1、1K的电阻 （PEE4） 2、12V | 0.1A 白炽灯泡（ PEE4） 3、2CP15普通二极管 （ PEE4） 4、可调直流稳压源（面板上或独立） 5、直流数字毫安表 面板上 6、电路板PEE-04 7、万用表 8、连接用带有接线插头的接线若干,实验原理,任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U 与通过该元件的电流I之间的函数关系If(U)来表示，即用I-U 平面上的一条

2、曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。,任务分析,元件上的端电压U 与通过该元件的电流I之间的函数关系的测定，首先考虑如何改变元件的电压，然后测得相应的电流；或改变元件的电流，然后测得相应的电压。如下图。而实验台上有现成的可调电源，因此，只要将其接入，即可完 成对电压的调节，测得电流 值即可得到相应的I-U 图上的一点。,实验过程（1）测绘线性电阻伏安曲线,1、线性电阻:伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线段，该直线的斜率的倒数等于该电阻器的电阻值。（1）选择实验板PEE4、可调直流稳压源、直流数字毫安表按下图用插线将其连接 （2）调节直流稳压源输出电压从 0开始慢慢调节一直到10伏记

3、下 相应的电压表和电流表的读数在 下表中，电压值由万用表测得。,在坐标纸上认真作出I-U图像从而得出线性电阻的伏安特性曲线,实验过程（2）测绘非线性白炽灯伏安特性曲线,白炽灯丝电阻随着温度的升高而增大，通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻” 与“热电阻”的阻值可相差几倍至十几倍，因此，先要将冷态电阻测出并作记录后然后重复 实验（1）的所有步骤,实验过程（3）测二极管,首先按下图接线 先测正向特性，此时一定 要注意所加电压应在00.75 之间取值。且时刻注意电流表的数值不得超过25mA而在0.50.75之间应多取一些值。然后将数据填入正向特性表中并作图,将二极管反接

4、注意所加电压从0-30伏 测量并将数据填入下反向特性表中作图,实验过程（4）测稳压二极管,按下图接线，只是将二极管换成稳压二极管。重复实验过程（3）的步骤,稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特别，如图所示。在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将基本维持恒定，当外加的反向电压继续升高时其端电压几乎不变。,被测稳压管2cw51的测试范围为 |Imax|=150mA ，3.9V是管子的稳压值，而不是电压测试范围,操作中的注意点,1、切记不可将电压源输出

5、线短路 2、在使用万用表前，一定要先观察是否置于所要测量的量的档上 3、注意万用表测电压时的正负极要正 4、实验报告中的稳压管的正反向特性曲线要求画在同一张坐标纸上。 5、测二极管的正向特性时稳压源的电压应当由小到大慢加，且时刻注意电流表的读数不可超过25mA,实验报告要求,实验目的 任务分析及实验原理 实验操作过程（步骤）及数据记录 数据处理与分析（作图法-特性曲线） 实验结果分析及实验总结 实验仪器记录（名称、型号、编号等）,报告中完成以下思考题： 线性电阻和非线性电阻的概念是什么？电阻器与二极管的伏安特性有何区别？,用列表法可以把所有的实验数据有序地集中在一起，以便对其进行观察和分析。因

6、此这就需要把表格中的数据作为点的坐标放在坐标系中，然后用线段将这些点连接起来，形成一条直线（或曲线）。用这样的方法绘制的曲线叫做描点法，绘制的曲线叫电路的特性曲线。用特性曲线描述实验结果，具有直观完整、可获取更多信息的优点，但在绘制时要注意以下几点：,数据处理-特性曲线,1）建立完备且合适的坐标系。完备，即坐标轴的方向、原点、刻度、函数变量及单位俱全；合适，是指坐标轴刻度的比例大小合适，它决定了曲线图形的大小。 2）测量时要将所有的特殊点（如最大量、最小量、零点等）取到，此外应按照曲线曲率小的地方多取、曲线曲率大的地方少取得原则，取足够数量的点。,3）绘制曲线时，可剔除坏点（坏点可以标在图上，但曲线不用通过该点，只供分析时用）。坏点是指因操作或其他原因引起的测量结果与理论不符、脱离正常规律的点。 4）曲线要光滑，粗细一致。 特性曲线的绘制，原则上是用线段逐一将各点连接起来，但由于取点