电学元件伏安特性的研究VIP免费

实验一电学元件伏安特性的研究不同电学元件的伏安特性曲线不同，由此可以知道电学元件的导电特性，从而了解它们在电路中的作用。[实验目的]1.了解电阻及二极管的伏安特性2.掌握用伏安法测量时的接线方法3.了解分压器和电表的正确使用方法[实验仪器]直流稳压电源、滑线变阻器、毫安表（微安表）、电压表、换向开关、待测电阻、二极管[实验原理]1.电学元件的伏安特性在某一电学元件两端加上直流电压，在元件内就会有电流通过，通过元件的电流与端电压之间的关系称为电学元件的伏安特性。一般以电压为横坐标和电流为纵坐标作出元件的电压电流关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。对于碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等电学元件，在通常情况下，通过元件的电流与加在元件两端的电压成正比关系变化，即其伏安特性曲线为一直线。这类元件称为线性元件，如图4-2-1-1所示。至于半导体二极管、稳压管等元件，通过元件的电流与加在元件两端的电压不成线性关系变化，其伏安特性为一曲线。这类元件称为非线性元件，如图4-2-1-2所示。2.二极管简介2AP型的二极管是由P型锗和N型锗组成的半导体二极管。二极管的正向与反向特性曲线与符号如图4-2-1-3所示。二极管的伏安特性包括正向特性、反向特性和反向击穿特性⑴二极管的主要参数：（交流环境）（整流用）最大整流电流amI：二极管长期工作时所允许的最大正向平均电流。当流经二极管的最大电流大于此值时，二极管会因发热而损坏。最高反向工作电压RMU:保证二极管不被击穿所允许施加的最大反向电压。最大反向电流：二极管加上最高反向电压时反向电流。该值愈小，说明二极管的单向导电性愈好。⑵二极管的单向导电性PN结处加正向电压时，PN结处于导通状态，此时的电阻称为正向电阻，电阻值较小；PN结处加反向电压时，PN结处于截止状态，电阻值较大。可用万用表的欧姆档(百欧或千欧档)测量二极管的阻值。3.分压电路及调节特性分压电路的接法如图4-2-1-4所示，将变阻器R的两个固定端A和B接到直流电源E上，而将滑动端C和任一固定端（A或B，图中为B）作为分压的两个输出端接至负载LR。图中B端电位最低，C端电位较高，CB间的分压大小U随滑动端C的位置改变而改变，U值可用电压表来测量。变阻器的这种接法通常称为分压器接法。分压器的安全位置一般是将C滑至B端，这时分压为零。2.分压电路的调节特性如果电压表的内阻大到可忽略它对电路的影响，那么根据欧姆定律很容易得出分压为：ERRRRRRRUBCBCLLBC)(（4-2-1-1）从上式可见，因为电阻RBC可以从零变到R，所以分压U的调节范围为零到E，分压曲线与负载电阻LR的大小有关。理想情况下，即当RL>>R时，ERRUBC，分压U与阻值成正比，亦即随着滑动端C从B滑至A，分压U从零到E线性地增大。当LR不是比R大很多时，分压电路输出电压就不再与滑动端的位移成正比了。实验研究和理论计算都表明，分压与滑动端位置之间的关系如图4-2-1-5的曲线所示。RL/R越小，曲线越弯曲，这就是说当滑动端从B端开始移动，在很大一段范围内分压增加很小，接近A端时分压急剧增大，这样调节器起来不太方便。因此作为分压电路的变阻器通常要根据外接负载的大小来选用。必要时，还要同时考虑电压表内阻对分压的影响。4.实验线路的比较与选择⑴电流表内接当电流表内接时，如图4-2-1-6(a)所示。电压表读数比电阻端电压值大，应有：gRIUR（4-2-1-2）⑵电流表外接电流表外接时，如图4-2-1-6(b)所示。电流表读数比电阻R中流过的电流大，这时应有：VRUIR11（4-2-1-3）显然，如果简单地用IU值作为被测电阻值，电流表内接法的结果偏大，而电流表外接法的结果偏小，都有一定的系统性误差。在需要作这样简化处理的实验场合，如果为了减小上述系统性误差，测电阻的方案就可这样简单选择：当R>>Rg时，选用电流表内接法；当R<