电路分析实验指导书.doc

实验注意事项 1. 每个实验之前都必须预****实验指导书; 2. 在电路断电的情况下接线; 3. 接线完成后,经指导老师检查认可后,方可通电; 4. 保证人身安全,防止触电; 5. 保证设备安全,按要求操作; 6. 实验完成后,将数据经指导老师检查认可后,方可离开实验室。 7. 实验完成后, 要写实验报告, 用统一的报告纸, 按要求写, 实验后的第 4 天由课代表交实验室。实验报告的格式及撰写要求一、实验目的二、实验仪器三、实验原理四、实验步骤及数据记录和处理五、思考题六、归纳、总结实验结果,心得体会或其他实验一线性与非线性元件伏安特性一、实验目的 1. 学会识别常用电路元件的方法。 2. 掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测绘。 3. 掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。二、原理说明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 I= f(U) 来表示,即用 I-U 平面上的一条曲线来表征,这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。 1. 线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线,如图 1-1 中a 所示, 该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。 2. 一般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态, 其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, 所以它的伏安特性如图 1-1 中b 曲线所示。 3. 一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件,其伏安特性如图 1-1 中c 所示。图 1-1 正向压降很小(一般的锗管约为 ~ , 硅管约为 ~ ), 正向电流随正向压降的升高而急骤上升, 而反向电压从零一直增加到十多至几十伏时,其反向电流增加很小,粗略地可视为零。可见,二极管具有单向导电性, 但反向电压加得过高,超过管子的极限值,则会导致管子击穿损坏。注意:流过二极管的电流不能超过管子的极限值,否则管子会被烧坏。三、实验设备序号名称型号与规格数量备注 1 可调直流稳压电源 0~30V 1 2 直流数字毫安表 0~ 200mA 1 3 直流数字电压表 0~ 200V 1 4二极管 IN4007 1 DGJ-05 5白炽灯 12V , 1 DGJ-05 6 线性电阻器 200 Ω, 1K Ω/8W 1 DGJ-05 四、实验内容 1. 测定线性电阻器的伏安特性图 1-2图 1-3 按图 1-2 接线,调节稳压电源的输出电压 U ,从 0 伏开始缓慢地增加,一直到 10V ,记下相应的电压表和电流表的读数 U R、I。 U R(V)02468 10 I( mA ) 2. 测定非线性白炽灯泡的伏安特性将图 1-2 中的 R 换成一只 12V , 的灯泡,重复步骤 1。U L 为灯泡的端电压。 U L(V) 12345 I( mA ) 3. 测定半导体二极管的伏安特性按图 1-3 接线,R 为限流电阻器。测二极管的正向特性时, 其正向电流不得超过 35mA , 二极管 D 的正向施压 U D+ 可在 0~ 之间取值。在 ~ 之间应多取几个测量点。测反向特性时,只需将图 1-3 中的二极管 D 反接,且其反向施压 U D - 可达 30V 。正向特性实验数据+ - U mA +- R 200Ω V + - D IN4007 + - U mA + - R1K V + - U D+ (V) 0 .10 0. 30 0. 50 5 0. 60 I( mA ) 反向特性实验数据 U D - (V) 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 I( mA ) 五、实验注意事项 1. 测二极管正向特性时, 稳压电源输出应由小至大逐渐增加, 应时刻注意电流表读数不得超过 35mA 。 2. 如果要测定 2AP9 的伏安特性, 则正向特性的电压值应取 0, , , , , , , , (V) ,反向特性的电压值取 0,2,4, ……, 10(V) 。 3. 进行不同实验时,应先估算电压和电流值,合理选择仪表的量程, 勿使仪表超量程,仪表的极性亦不可接错。六、思考题 1. 线性电阻与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? 2. 设某器件伏安特性曲线的函数式为 I= f(U) ,试问在逐点绘制曲线时,其坐标变量应如何放置? 3. 在图 1-3 中,设 U=2V ,U D+ = ,则 mA 表读数为多少? 七、实验报告 1. 根据各实验数据, 分别在方格纸上绘制出光滑的伏安特性曲线。( 其中