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一、實驗?zāi)康?
⒈ 學習直讀式儀表和晶體管穩(wěn)壓電源等設(shè)備的使用方法。?
⒉ 掌握阻值、電壓和電流的測量方法。?
⒊ 掌握線性電阻元件、非線性電阻元件——二極管以及電壓源的伏安特性的測試技能。?
⒋ 加深對元件伏安特性的理解，驗證歐姆定律。?
⒌ 學會正確讀數(shù)的方法。?
二、實驗儀器和設(shè)備?
⒈ 雙路直流穩(wěn)壓電源 一臺?
⒉ 數(shù)字萬用表 一塊?
⒊ 晶體管萬用表 一塊?
⒋ ZH－12電學實驗臺
5. 電位器、二極管 各一只
6. 電阻 六只
⒈ 萬用表的使用方法?
萬用表是測量電阻、電壓、電流和音頻電平等的儀表。
a?測電阻?
在測量電阻時，應(yīng)在標有“Ω”的刻度上看讀數(shù)(由于通過表頭的電流與被
測電阻不是成正 比關(guān)系，所以表盤上的電阻標度尺是不均勻的。)被測電阻
的實際值等于標度尺上的讀數(shù)乘 以旋鈕所指的倍數(shù)。在測量前，應(yīng)先將兩
表筆短接，轉(zhuǎn)動調(diào)零電位器，使指針在0Ω的位置 ，然后選擇合適的擋位
以保證測量的準確。每換一個量限，都要重新調(diào)零。另外，電阻的測量，一
定要無源及無其它并聯(lián)支路的情況下進行。?
電阻(或電流)測量完畢后，應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至高電壓擋位，這是防止誤用歐
姆表(或電流擋) 測電壓的良好習慣。?
b?直流電壓、電流的測量?
讀數(shù)時應(yīng)看“DC”或“V·mA”符號的刻度表，此時旋鈕所指的數(shù)值即直
流 電壓或電流的最大量限(量程)。測量前應(yīng)先估計被測量值的大小，再將
轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到適當量 限的檔位上。按比例可讀出測量值的大小。?
測電路上兩點間電壓時，紅色測試筆應(yīng)接高電位點，黑色測試筆應(yīng)接低電位點。
測直流電流時，要把電流表串入支路中，所以必須先把被測支路斷開。如果沒有
斷開支路就 把兩支表筆搭到支路的兩端點上去，實際上是用電流表去測電壓
，電表即被燒毀。?
⒉ 線性電阻與非線性電阻的伏安特性?
線性電阻的阻值是常數(shù)，通過電阻的電流與其兩端的電壓成正比。伏安特性
曲線是一條通過 原點的直線，如圖10-1所示。
圖10-1?線性電阻伏安特性曲線
圖10-1所示的特性曲線表明了線性電阻的u、i的比值R是一個常數(shù)，其大
小與u和i的大小 及方向均無關(guān)系，這說明線性電阻對不同方向的電流或不同
極性的電壓其性能是一樣的，這 種性質(zhì)稱為雙向?qū)щ娦浴?br>非線性電阻的阻值不是常數(shù)。如整流二極管、齊納二極管、隧道二極管、輝
光二極管等都可 抽象為一個非線性電阻元件，它們的伏安特性曲線不是直線而
是曲線，分別如圖10-2中的(a) 、(b)、(c)和(d)所示。
圖10-2? 非線性電阻伏安特性曲線
⒊ 理想電壓源的伏安特性?
理想電壓源的端電壓是固定的函數(shù)，無論負載如何變化，端電壓保持一定，
而與通過它的電流無關(guān)。它的伏安特性曲線是一條平行于電流坐標軸的直線一
(對直流電壓源而言)，如圖10-3所示。
圖10-3?理想電壓源伏安特性曲線
⒋ 實際電壓源的伏安特性?
實際電壓源的模型可以看成是一個理想電壓源與一個電阻的串聯(lián)組合，它的
伏安特性曲線如 圖10-4所示。
圖10-4?實際電壓源伏安特性曲線
四、實驗內(nèi)容及步驟
⒈ 測阻值?
用萬用表的電阻擋測量6只電阻的阻值記錄于表10-1中，并將電阻的標稱電
阻與測量值進 行比較，根據(jù)允許誤差范圍，判斷各電阻的等級(誤差在5%以下
為Ⅰ級品，5%～10%為Ⅱ級品 ，10%～20%為Ⅲ級品)。?
表10-1 測量阻值表?
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電阻 |
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
R5 |
R6 |
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標稱阻值 |
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測量阻值 |
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誤 差 |
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等 級 |
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⒉ 測量線性電阻的伏安特性?
取實驗板(一)上R＝１ＫΩ的電阻作為被測元件，并按圖10-5接好線路。
圖10-5?測量電阻的電路
(注意在使用穩(wěn)壓電源時切勿將其輸出端短路)?
經(jīng)指導(dǎo)老師檢查無誤后，打開電源開關(guān)，依次調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓
分別為表10-2中 所列數(shù)值，并將相對應(yīng)的電流值記錄在表10-2中。?
表10-2?測伏安特性表
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U/V |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
|
I/mA |
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|
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⒊ 測定半導(dǎo)體二極管的伏安特性?
①正向特性?
按圖10-6(a)接好線路，經(jīng)檢查無誤后，開啟穩(wěn)壓電源，輸出電壓調(diào)至2V，調(diào)節(jié)
可變電阻器R ，使電壓表讀數(shù)分別為表10-3(a)中數(shù)值，并將相對應(yīng)的電流表讀
數(shù)記入表10-3(a)中，為了便 于作圖，在彎曲部分適當多取幾個測量點。
表10-3(a)?正向特性測量
|
U/V |
0 |
0。.1 |
0。.15 |
0。.20 |
0。.22 |
0。.25 |
0。.27 |
0。.30 |
0。.35 |
|
|
I/mA |
|
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②反向特性?
按圖10-6(b)接好線路，經(jīng)檢查無誤后開啟電源，將其輸出電壓調(diào)至30V，調(diào)節(jié)可
變電阻器使 電壓表的讀數(shù)分別為表10-3(b)中所列數(shù)值，并將相應(yīng)的電流值記入
表10-3(b)中。
圖10-6 測量二極管的伏安特性
表10-3(b)?反向特性測量
|
U/V |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
|
I/mA |
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⒋ 測量直流穩(wěn)壓源的伏安特性?
采用WYJ型直流穩(wěn)壓電源作為理想電壓源，在其內(nèi)阻和外電路電阻相比可
以忽略不計的情況 下，其輸出電壓基本保持不變，因此，可視為理想電壓源。
實驗電路如圖10-7所示。其中R１＝２００Ω為限流電阻，R２為2.2KΩ的可變電阻器。
圖10-7?直流穩(wěn)壓電源伏安特性的測量
按圖10-7接好線路，開啟電源，并調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出電壓UＳ等于10V，
由大到小調(diào)節(jié)可變電阻器R２，使電流表的讀數(shù)分別為表10-4中數(shù)值，將相應(yīng)的
電壓表讀數(shù)記入表10-4中。 ?
表10-4?直流穩(wěn)壓電源伏安特性測量表
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U/V |
0（開路） |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
|
I/mA |
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⒌ 測定實際電壓源的伏安特性?
在實驗板上選51Ω電阻作為實際電源的內(nèi)阻，與穩(wěn)壓電源相串聯(lián)組成一個
實際的電壓源。其實驗電路如圖10-8所示，其中R為可變電阻器。?
實驗步驟與前項相同，將所得數(shù)據(jù)填入表10-5中。
圖10-8 實際電壓源伏安特性的測量
表10-5?實際電壓源的伏安特性測量表
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U/V |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
|
I/mA |
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⒈ 根據(jù)實驗中所得數(shù)據(jù)，在坐標紙上繪制線性電阻、半導(dǎo)體二極管、理想電
壓源和 實際電壓源的伏安特性曲線。?
⒉ 分析實驗結(jié)果，并得出相應(yīng)的結(jié)論。?
⒊ 試說明圖10-6(a)和圖10-6(b)中，電壓表和電流表二種接法的區(qū)別?為什么??
⒋ 如果誤用電流表去測電壓，將會產(chǎn)生什么后果?
工商網(wǎng)監(jiān)
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