1、實驗十四電阻伏安特性的測量本實驗儀由直流穩壓電源、可變電阻器、電流表、電壓表及被測元件等五部分組成，可以獨立完成對線性電阻元件、半導體二極管、鎢絲燈泡等八種電學元件的伏安特性測量。電壓表和電流表是采用指針式微安表頭改裝的，具有一定的內阻，必須合理配接電壓表和電流表，才能使測量誤差最小，這樣可使初學者在實驗方案設計中，得到鍛煉。因此，本實驗中有四個實驗，針對每一個實驗，具體給出了相應的實驗要求。實驗14.1線性電阻器伏安特性測量及測試電路設計、實驗目的按被測電阻大小、電壓表和電流表內阻大小，掌握線性電阻元件伏安特性測量的基本方法。、實驗儀器1. DH6101型電阻元件伏安特性實驗儀2. 100Q

2、錳銅線電阻器，誤差W±0.5%三、實驗原理1、伏安特性在電阻器兩端施加一直流電壓，在電阻器內就有電流通過。根據歐姆定律，電阻器電阻值為:上式中R電阻器在兩端電壓為V，通過的電流為I時的電阻值，Q;V電阻器兩端電壓，V;I電阻器內通過的電流I。歐姆定律公式11表述成下式:圖11線性元件伏安特性曲線R以V為自變量，I為函數，作出電壓電流關系曲線，稱為該元件的伏安特性曲線。對于線繞電阻、金屬膜電阻等電阻器，其電阻值比較穩定，其伏安特性曲線是一條通過原點的直線，即電阻器內通過的電流與兩端施加的電壓成正比，這種電阻器也稱為線性電阻器。2、線性電阻的伏安特性測量電路的設計當電流表內阻為0,電壓表

3、內阻無窮大時，下述兩種測試電路都不會帶來附加測量誤差。-O圖1-2電流表外接測量電路圖1-3電流表內接測量電路被測電阻實際的電流表具有一定的內阻，記為Ri；電壓表也具有一定的內阻，記為Ru。因為RiUR=和Ru的存在，如果簡單地用公式I計算電阻器電阻值，必然帶來附加測量誤差。為了減少這種附加誤差，測量電路可以粗略地按下述辦法選擇：A. 當Ru>>R,Ri和R相差不大時，宜選用電流表外接電路，此時R為估計值；當R>>Ri,Ru和R相差不大時，宜選用電流表內接電路，B. 當R>>Ri,Ru>>R時，必須先用電流表內接和外接電路作試探性測試而定。方法如

4、下：先按電流表外接電路接好測試電路，調節直流穩壓電源電壓，使兩表指針都指向較大的位置，保持電源電壓不變，記下兩表值為U1,I1;將電路改成電流表內接式測量電路，記下兩表值為5,將U1,U2和11,12比較，如果電壓值變化不大，而I2較I1有顯著的減少，說明R是高值電阻。此時選擇電流表內接式測試電路為好；反之電流值變化不大，而U2較U1有顯著的減少，說明R為低值電阻，此時選擇電流表外接測試電路為好。當電壓值和電流值均變化不大，此時兩種測試電路均可選擇（思考：什么情況下會出現如此情況？）如果要得到測量準確值，就必須按下1-2,1-3兩式，予以修正。即電流表內接測量時，電流表外接測量時URu上兩式中

5、：R被測電阻阻值，Q;U電壓表讀數值，V;I電流表讀數值，A;Ri電流表內阻值，Q;Ru電壓表內阻值，Q。四、實驗內容1、線路設計：見圖1-42、實驗內容電流表外接測試A. 電流表內接測試測試電路優選方法驗證B. 按12式，13式修正計算結果圖14實驗電路接線圖五、數據記錄表11100Q電阻器伏安曲線測試數據表電流表內接測試電流表外接測試U（V）i（A）R直算值（Q）R修正值（Q）U(V)i（A）R直算值（Q）R修正值（Q）六、實驗總結1、電阻器伏安特性概述2、電流表內接外接兩種測試方法，根據R=100Q,Ru=200KQ,Ri=0.725Q和測試誤差，討論兩種測試方式優劣。實驗14.2二極管

6、伏安特性曲線的研究一、實驗目的通過對2AP10、1N4007兩種二極管伏安特性的測試，掌握鍺二極管和硅二極管的非線性特點，從而為以后正確設計使用這些器件打好技術基礎。二、實驗儀器DH6101型電阻元件伏安特性實驗儀1. 2AP10、1N4007二極管三、實驗原理1、伏安特性描述2AP10是典型的鍺點接觸普通二極管，二極的電容效應很小，主要在100MHz以下無線電設備中作檢波用；1N4007為典型的硅半導體整流二極管，主要在電氣設備中作低頻整流用。對二極管施加正向偏置電壓時，則二極管中就有正向電流通過（多數載流子導電），隨著正向偏置電壓的增加，開始時，電流隨電壓變化很緩慢，而當正向偏置電壓增至接

7、近二極管導通電壓時（鍺為0.2V左右，硅管為0.7V左右），電流急劇增加，二極管導通后，電壓的少許變化，電流的變化都很大。對上述二種器件施加反向偏置電壓時，二極管處于截止狀態，其反向電壓增加至該二極管的擊穿電壓時，電流猛增，二極管被擊穿，在二極管使用中應竭力避免出現擊穿觀察，這很容易造成二極管的永久性損壞。2、實驗設計圖2-3二極管反向特性測試電路1)反向特性測試電路二極管在反向導通時，呈現的電阻值很大，采用電流表內接測試電路可以減少測量誤差。因為二極管及電壓表內阻都較大，采用穩壓輸出調節和分壓器調節，容易得到所需的電壓值。20HA/7.250|2AP10)圖24二極管正向特性測試電路2)正向

8、特性測試電路二極管在正向導道時，呈現的電阻值較小，擬采用電流表外接測試電路。電源電壓在010V內調節，變阻器開始設置200門，調節電源電壓和變阻器電阻值，以得到所需電流值。四、數據記錄表212AP10反向伏安曲線測試數據表U（V）I（皿）電阻直算值(9表222AP10正向伏安曲線測試數據表2AP10正向伏安曲線測試數據表I(mA)U（V）電阻直算值(KQ)電阻修正值(°)注：1、電阻修正值按電流表外接修正公式1-3式計算所得。2、2AP10正向電流不得超過7mA;而1N4007最大工作電流可達1A。本實驗儀可提供0.5A電流，在作IN4007二極管正向伏安曲線測試時，數據表中I可按最

9、大200mA設計，電流表量程也相應選擇200mA檔。五、實驗總結1、二極管反向電阻和正向電阻差異如此大，其物理原理是什么？2、在制定表2-2時，考慮到二極管正向特性嚴重非線性，電阻值變化范圍很大，在表2-2中加一項“電阻修正值”欄，與電阻直算值比較，討論其誤差產生過程。3、現時儀器中多采用1N4007二極管作整流元件，其原因是什么？（采購價低是其中一個因素）實驗14.32CW56穩壓二極管反向伏安特性實驗一、實驗目的通過穩壓二極管反向伏安特性非線性的強烈反差，進一步熟悉掌握電子元件伏安特性的測試技巧；通過本實驗，掌握二端式穩壓二極管的使用方法。二、實驗儀器DH6101型電阻元件伏安特性實驗儀1

10、. 2CW56穩壓二極管三、實驗原理1、穩壓二極管伏安特性描述2CW56屬硅半導體穩壓二極管，其正向伏安特性類似于1N4007型二極管，其反向特性變化甚大。當2CW56二端電壓反向偏置，其電阻值很大，反向電流極小，據手冊資料稱其值w0.5心。隨著反向偏置電壓的進一步增加，大約到7-8.8V時，出現了反向擊穿（有意參雜而成），產生雪崩效應，其電流迅速增加，電壓稍許變化，將引起電流巨大變化。只要在線路中，對雪崩”產生的電流進行有效的限流措施，其電流有小許一些變化，二極管二端電壓仍然是穩定的（變化很小）。這就是穩壓二極管的使用基礎，其應用電路見圖3-1。圖中，E供電電源，如果二極管穩壓值為78.8V

11、，則要求E為10V左右；R限流電阻，2CW56，工作電流選擇8mA，考慮負載電流2mA,通過R的電流為10mA，計算R值：E-VZ10_8R=1=0.01=200'1C電解電容，對穩壓二極管產生的噪聲進行平滑濾波。Vz穩壓輸出電壓。2、實驗設計2CW562CW56圖3-2穩壓二極管反向伏安特性測試電路1）2CW56反向偏置07V左右時阻抗很大，擬采用電流表內接測試電路為宜；反向偏置電壓進入擊穿段，穩壓二極管內阻較小（估計為R=8/0.008=1K0）,這時擬采用電流表外接測試電路。結合圖3-1,測試電路圖見圖3-2。四、實驗過程電源電壓調至零，按圖32接線，開始按電流表內接法，將電壓表

12、+端接于電流表+端；變阻器旋到1100"后，慢慢增加電源電壓，記下電壓表對應數據。當觀察到電流開始增加，并有迅速加快表現時，說明2CW56已開始進入反向擊穿過程，這時將電流表改為外接式，按表31繼續慢慢地將電源電壓增加至10V。為了繼續增加2CW56工作電流，可以逐步地減少變阻器電阻，為了得到整數電流值，可以輔助微調電源電壓。五、數據記錄表3-12CW56硅穩壓二極管反向伏安特性測試數據表電流表接法數據內接式U(V)IkA(山)外接式I(mA)U(V)將上述數據在坐標紙上畫出2CW56反向伏安曲線，參考圖見3-3。圖332CW56反向伏安曲線參考圖六、實驗總結1、在測試穩壓二極管反向

13、伏安特性時，為什么會分二段分別采用電流表內接電路和外接電路？2、穩壓二極管的限流電阻值如何確定？（提示：根據要求的穩壓二極管動態內阻確定工作電流，由工作電流再計算限流電阻大小）3、選擇工作電流為8mA，供電電壓為10V、12V時，限流電阻大小是多少？實驗14.4鎢絲燈伏安特性的測試試驗一、實驗目的通過本實驗了解鎢絲燈電阻隨施加電壓增加而增加，測量電壓和電流的特性關系，并大致了解鎢絲燈的使用。二、實驗儀器DH6101型電阻元件伏安特性實驗儀1. 鎢絲燈三、實驗原理1、鎢絲燈特性描述實驗儀用燈泡中鎢絲和家用白織燈泡中鎢絲同屬一種材料，但絲的粗細和長短不同，就做成了不同規格的燈泡。本實驗儀用鎢絲燈泡

14、規格為12V0.1A。只要控制好兩端電壓，使用就是安全的，金屬鎢的電阻溫度系數為48X10-4/c，系正溫度系數，當燈泡兩端施加電壓后，鎢絲上就有電流流過，產生功耗，燈絲溫度上升，致使燈泡電阻增加。燈泡不加電時電阻稱為冷態電阻。施加額定電壓時測得的電阻稱為熱態電阻。由于正溫度系數的關系，冷態電阻小于熱態電阻。在一定的電流范圍內,電壓和電流的關系為：U=KI式中u燈泡二端電壓，VI燈泡流過的電流，AK與燈泡有關的常數N與燈泡有關的常數為了求得常數K和n,可以通過二次測量所得5、Ii和U2、12，得到:Ui=KIinU2=Kl2n將42除以43式可得lgUilgF2將求出的n值代入42式就可以得到K值2、實驗設計20V檔時內阻為燈泡電阻在二端電壓12V范圍內，大約為幾歐到一百多歐姆，電壓表在200：'，遠大于燈泡電阻，而電流表在200mA檔時內阻為0.721，和燈泡電阻相比，不是小41。變阻器置100門，按表41規定的過程，逐很多，擬采用電流表外接法測量，電路圖見步增加電源電壓，記下相應的電流表數據。圖4-1鎢絲燈泡伏安特性測試電路四、數據記錄鎢絲燈泡伏安特性測試數據表電壓U(V)0.5123456789101112電流1(mA)直算