DH6101型电阻元件VA特性试验仪.doc

电学元件伏安特性的测量内容1线性电阻器伏安特性测量及测试电路设计1、 实验目的按被测电阻大小、电压表和电流表内阻大小，掌握线性电阻元件伏安特性 测量的基本方法2、 伏安特性在电阻器两端施加一直流电压，在电阻器内就有电流通过根据欧姆定律,电阻器电阻值为：R =UI1- 1上式中R—电阻器在两端电压为U,通过的电流为I时的电阻值，单位Q; U—电阻器两端电压，单位 V;I —电阻器内通过的电流，单位A欧姆定律公式1-1表述成下式：R以U为自变量，I为函数，作出 电压电流关系曲线，称为该元件的 伏安特性曲线对于线绕电阻、金属膜电阻等电 阻器，其电阻值比较稳定不变，其 伏安特性曲线是一条通过原点的直 线，即电阻器内通过的电流与两端施 加的电压成正比，这种电阻器也称为 线性电阻器3、线性电阻的伏安特性测量电路的设计当电流表内阻为0,电压表内阻无穷大时，下述两种测试电路都不会带来 附加测量误差图1 — 2电流表外接测量电路 图1 — 3电流表内接测量电路被测电阻 R =UI实际的电流表具有一定的内阻，记为 Ri ;电压表也具有一定的内阻，记为 Ru因为Ri和Ru的存在，如果简单地用R =U公式计算电阻器电阻值，必然带I来附加测量误差。

为了减少这种附加误差，测量电路可以粗略地按下述办法选 择：A. 当Ru>>R，Ri和R相差不大时，宜选用电流表外接电路，此时 R为估 计值；B. 当R>>Ri，Ru和R相差不大时，宜选用电流表内接电路，C. 当R>>Ri，Ru>>R时，必须先用电流表内接和外接电路作测试而定方法如下：先按电流表外接电路接好测试电路，调节直流稳压电源电压， 使数字表显示较大的数字，保持电源电压不变，记下两表值为 Ui，Ii；将电路改成电流表内接式测量电路，记下两表值为 U2，12将Ui，U2和Ii, I2比较，如果电压值变化不大，而I2较Ii有显著的减少， 说明R是高值电阻此时选择电流表内接式测试电路为好；反之电流值变化不 大，而U2较Ui有显著的减少，说明R为低值电阻，此时选择电流表外接测试 电路为好当电压值和电流值均变化不大，此时两种测试电路均可选择（思考：什么 情况下会出现如此情况？）如果要得到测量准确值，就必须按下 i— 2, i— 3两式，予以修正即电流表内接测量时，R = U - R1 i — 2I电流表外接测量时，丄=- — i — 3R U Ru上两式中：R—被测电阻阻值，Q;U —电压表读数值，V;#I —电流表读数值，A;Ri —电流表内阻值，Q ;Ru—电压表内阻值，Q。

4、实验设计及实验1） 被测电阻器：选择1KQ电阻器，误差W± 0.5%2） 线路设计：见图1— 4内接200mAE0-15V外接+15V图1— 4实验电路接线图3） 实验内容A. 电流表外接测试B. 电流表内接测试C. 测试电路优选方法验证D. 按1 — 2式，1— 3式修正计算结果4） 实验记录见表1 — 1表1 — 1 1KQ电阻器伏安曲线测试数据表电流表内接测试电流表外接测试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）5、就下述提示写出实验总结1） 电阻器伏安特性概述2） 电流表内接外接两种测试方法，根据 R=1KQ, Ru=1M Q, Ri= 10Q和测试 误差，讨论两种测试方式优劣内容2二极管伏安特性曲线的研究1、 实验目的通过对二极管伏安特性的测试，掌握锗二极管和硅二极管的非线性特点， 从而为以后正确设计使用这些器件打下技术基础2、 伏安特性描述对二极管施加正向偏置电压时，则二极管中就有正向电流通过（多数载流 子导电），随着正向偏置电压的增加，开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正 向偏置电压增至接近二极管导通电压时（锗管为0.2V左右，硅管为0.7V左右）， 电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。

对上述二种器件施加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，其反向电压 增加至该二极管的击穿电压时，电流猛增，二极管被击穿，在二极管使用中应 竭力避免出现击穿观察，这很容易造成二极管的永久性损坏所以在做二极管 反向特性时，应串入限流电阻，以防因反向电流过大而损坏二极管3、实验设计1）反向特性测试电路二极管的反向电阻值很大，采用电流表内接测试电路可以减少测量误差 测试电路如下图，变阻器设置 700 Q20V图2-3二极管反向特性测试电路2）正向特性测试电路二极管在正向导道时，呈现的电阻值较小，拟采用电流表外接测试电路 电源电压在0〜10V内调节，变阻器开始设置700门，调节电源电压，以得到所 需电流值200 mA2V ©+00-1OV一 0图2-4二极管正向特性测试电路4、数据记录格式见表2— 1， 2 — 2U (V)I ( U 九)电阻计算值（K0 ）表2— 1反向伏安曲线测试数据表正向伏安曲线测 试数据1 （ mA）U (V)电阻直算值（血）电阻修正值（0 ）表2 — 2正向伏安曲线测试数据表注：1）、电阻修正值按电流表外接修正公式 1- 3式计算所得2）、实验时二极管正向电流不得超过 20mA。

5、就下述提示可实验讨论1） 、二极管反向电阻和正向电阻差异如此大，其物理原理是什么？2） 、在制定表2-2时，考虑到二极管正向特性严重非线性，电阻值变化范 围很大，在表2- 2中加一项“电阻修正值”栏，与电阻直算值比较，讨论其误 差产生过程内容3稳压二极管反向伏安特性实验1、 实验目的通过稳压二极管反向伏安特性非线性的强烈反差，进一步熟悉掌握电子元 件伏安特性的测试技巧；通过本实验，掌握二端式稳压二极管的使用方法2、 稳压二极管伏安特性描述2CW56属硅半导体稳压二极管，其正向伏安特性类似于1N4007型二极管, 其反向特性变化甚大当2CW56二端电压反向偏置，其电阻值很大，反向电 流极小，据手册资料称其值w 0.5 2一随着反向偏置电压的进一步增加，大约 到7-8.8V时，出现了反向击穿（有意掺杂而成），产生雪崩效应，其电流迅速 增加，电压稍许变化，将引起电流巨大变化只要路中，对 雪崩”产生的 电流进行有效的限流措施，其电流有小许一些变化，二极管二端电压仍然是稳图中，E—供电电源，如果二极管图3-1稳压二极管应用电路定的（变化很小）这就是稳压二极管的使用基础，其应用电路见图 3- 1 稳压值为7〜8.8V，则要求E为10V左右； R—限流电阻，2CW56,工作电流选择8mA， 考虑负载电流2 mA，通过R的电流为10 mA，计算R值：R=3 = 3=200 门I 0.01C—电解电容，对稳压二极管产生的噪声进行平滑滤波。

Uz—稳压输出电压3、实验设计1）、2CW56反向偏置0〜7V左右时阻抗很大，拟采用电流表内接测试电路为 宜；反向偏置电压进入击穿段，稳压二极管内阻较小（估计为R=—「=1KiT, 0.008这时拟采用电流表外接测试电路结合图 3- 1,测试电路图见图3-22）实验过程：电源电压调至零，按图 3-2接线，开始按电流表内接法，将电压表+端 接于电流表+端；变阻器旋到1100"后，慢慢地增加电源电压，记下电压表对 应数据当观察到电流开始增加，并有迅速加快表现时，说明 2CW56已开始进入反向击穿过程，这时将电流表改为外接式， （电压表“ + ”端由接电流表“ +”端该接电流表“一”端）慢慢地将电源电压增加至 10V为了继续增加2CW56 工作电流，可以逐步地减少变阻器电阻，为了得到整数电流值，可以辅助微调 电源电压图3-2 稳压二极管反向伏安特性测试电路4、实验记录表3-1 2CW56硅稳压二极管反向伏安特性测试数据表电流表接法数据内接式U (V)I （呗）外接式I (mA)U (V)将上述数据在坐标纸上画出2CW56伏安曲线，参考图见3-3有条件 时，在老师指导下，利用计算机作图1/mA5、思考题1）在测试稳压二极管反向伏安特性时，为什么会分二段分别采用电流表内 接电路和外接电路？2） 稳压二极管的限流电阻值如何确定？ （提示：根据要求的稳压二极管动 态内阻确定工作电流，由工作电流再计算限流电阻大小）3） 选择工作电流为8mA，供电电压10V时，限流电阻大小是多少？供电 电压为12V时，限流电阻又多大？#内容4钨丝灯伏安特性的测试试验1、 实验目的通过本实验了解钨丝灯电阻随施加电压增加而增加， 并了解钨丝灯的使用'2、 钨丝灯特性描述实验仪用灯泡中钨丝和家用白炽灯泡中钨丝同属一种材料，但丝的粗细和 长短不同，就做成了不同规格的灯泡。

本实验仪用钨丝灯泡规格为12V 0.1A只要控制好两端电压，使用就是安 全的，金属钨的电阻温度系数为 48Xl0-4/C，系正温度系数，当灯泡两端施加 电压后，钨丝上就有电流流过，产生功耗，灯丝温度上升，致使灯泡电阻增加 灯泡不加电时电阻称为冷态电阻施加额定电压时测得的电阻称为热态电阻 由于正温度系数的关系，冷态电阻小于热态电阻在一定的电流范围内，电压 和电流的关系为：U=K|n 4- 1式中U —灯泡二端电压，VI—灯泡流过的电流，AK —与灯泡有关的常数N —与灯泡有关的常数Ui、Ii 和 U2、I2,得到:4 — 24 — 3为了求得常数K和n,可以通过二次测量所得U2=KI 2nUi=KIin将4 — 2除以4 — 3式可得n=lgUiU2igrI 2将4 — 4式代入4 — 2式可以得到:K=UiIi3、实验设计灯泡电阻在端电压i2V范围内，大约为几欧到一百多欧姆，电压表在20V 档内阻为3M Q，远大于灯泡电阻，而电流表在 200mA档时内阻为i001，和 灯泡电阻相比，小的不多，宜采用电流表外接法测量，电路图见 4—i变阻器 置i00i」，按表4— i规定的过程，逐步增加电源电压，记下相应的电流表数据。

4、实验记录钨丝灯泡伏安特性测试数据表灯泡电压V （V）灯泡电流A （ mA）灯泡电阻计算值（由实验数据在坐标纸上画出钨丝灯泡的伏安特性曲线，并将电阻直算值也标注在坐标图上。