电子制作—调压器实验讲义(第三周至第八周实验内容)

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1、电子制作—调压器实验讲义很多小功率的电器，在对他们进行功率调节或电压调节时，中学物理实验中常采用滑线变阻器的方法加以解决；后来也常用的手段是电感式或电容式调压。调压方式无论是滑线变阻器的形式，还是电感式或电容式,它们都存在着体积大、重量重、通过的电流大的缺点，既耗费了比较多的原材料又浪费了不少的电能。近年来，随着人们对晶体管功能的进一步认识和深化，电子电路在各种电器上得到广泛应用。比如说单向可控硅，就可以实现在台灯的亮度、风扇转速、电动车的调速等诸多方面的应用。一、实验目的：1.认识使用的各种电子元件及性能，记录各元件的测量数据；2.正确使用各种工具，方法得当，学会简单制作；

2、理解电路原理；二、实验器材：1.整流二极管（1N4007）2.色环电阻二只（1K,2K）3.电解电容一只（50V,6.3μF）4.电位器一只（500k）5.单向可控硅一只（PCR606）6.印刷电路板一块三、实验原理市电是220v交流电，电子电路通常使用的是直流电。桥式整流电路(图1所示)是使用最多的一种整流电路。它是利用二极管的单向导电性进行整流的最常见的电路，用来将交流电转变为直流电。这种电路，只要增加两只二极管口连接成"桥"式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了全波整流电路的缺点。下面简要介绍单向可控硅（也称作晶闸管）的导通特点。它是由PNPN四层半

3、导体构成的元件，有3个电极（图2椭圆虚线框所示），阳极A，阴极K和控制极G。当阳极接电源正极、阴极接电源负极（称为正向电压）时，单向可控硅仍然不导通，还需要在触发极加上一定的微小的电流才能导通。单向可控硅导通后即使去掉触发电流，它仍保持导通。直到单向可控硅两端电压减小到接近于零或电压反向时单向可控硅才断路。灯泡经二极管和后面的虚线方框电路部分是一起串联在220v的电路中，虚线电路部分相当于一个脉冲开关，在一个周期内，接通时间的长短决定了通过灯泡上的平均电流的大小，也决定了灯泡的亮度。先看0～T/2时间内的情况。电流经R1和Rp对电容C充电（图2），使电容C电压不断升高（电容C

4、的上面是正极，下面是负极）。经过一段时间后（图3，0～t1的时间），C上的电压就达到0.7V左右，这时电容C就给单向可控硅的控制极G一个微小的电流，单向可控硅就由断路状态突然变为导通状态。即0～t1时间内等效“开关”断路，t1～T/2时间内等效“开关”导通。在0～T/2时间内，0～t1时间内等效“开关”断路，t1～T/2时间内等效“开关”导通。但是在T/2时刻电压已减小为零，故微控硅又由导通变为断路。以后的各个半周期的情况与0～T/2一样。那么导通时刻t1又是由哪些因素决定的了？由基本的电路知识可知，若增大Rp的阻值（图2），则对电容C充电电流减小，电容C达到0.7V所用的时

5、间（即0～t1的时间）变长。即断路时间变长、导通时间（t1～T/2的时间）变短、灯泡变暗。反之，则情形相反。它是通过改变导通时间与断路时间的比值大小（t通/t断）来调节亮度的。这种调光电路的特点是效率很高，原因是在0～t1时间内“开关”断路，电路中几乎无电流（只有R1和Rp串联后对电容C充电的电流，大约0.1毫安），“开关”也就几乎不消耗电能；在t1～T/2时间内等效“开关”导通，这时“开关”两端的电压很小（单向可控硅导通时，两端电压大约1伏），“开关”也几乎不耗电。同时价格低廉、无级调节、操作方便。四、实验步骤与数据记录1.整流二极管，利用数字万用表（二极管档）（）测正向压

6、降（通常硅管0.5V～0.7V，锗管0.15V～0.30V）管1管2管3管4正向压降反向显示2.电阻值测量及色环辨别阻值次数色环标称值测量值1测量值2测量值3相对误差图4中的九只电阻值分别是橙橙橙银1.2.棕黑黑黄棕红红红银3.4.红紫黄棕棕5.黄紫黑银6.7.棕黑黑棕棕8.白棕黄银9.绿蓝黑黑棕绿蓝棕银图4色环电阻3.电解电容器判别和测量指针式万用表可用电阻档中的“1K”或“10K”档，根据电容是否有充放电现象及充放电快慢来判断电容的好坏及大小。本次实验中使用数字万用表的电容档来测量（有些简易的数字表中没有此功能）。将数字万用表拔到“F”档的“200μF”，黑表笔插入“CO

7、M”孔，红表笔插入“mA”孔，即左起第二孔，测量待测电容前需短接放电，然后直接测量。实测电容量是C=4.电位器判断电位器的好坏并实测其最大阻值。=5.单向可控硅单向可控硅是由三个PN结的半导体材料构成，其基本结构、符号及等效电路如图5所示。单向可控硅触发特性测试单向可控硅与二极管的相同之处在于都具有单向导电性，不同之处是可控硅的导通还要受控制极电压控制。也就是说使可控硅导通必须具备两个条件：阳极(A)与阴极(K)之间应加正向电压，控制极(G)与阴极(K)之间也应加正向电压。当可控硅导通以后，控制极就失去