电工实验指导书.doc

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1、实验一电路元件伏安特性的测绘（认识实验）一、实验目的1.学会识别常用电路元件。2.掌握线性电阻、非线性元件伏安特性的测绘。3.掌握直流电工仪表的使用方法。二、实验任务1．任务一：测量线性电阻的伏安特性（1）实验设备测量线性电阻的伏安特性必须有线性电阻；伏安特性指的是电压和电流的关系，必须有电压表和电流表；电路中有电压和电流必须要有电源。因此实验设备如下：序号名称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源0～30V12万用表MF-47或其他13数字毫安表0～200mA14数字电压表0～200V15线性电阻器10KΩ/1W1（2）实验原理要进行线性电阻的伏安

2、特性测量，可测量某个电阻上不同的电压和电流，如何能得到不同的电压和电流？一种方法是把一个线性电阻和一个可调电源相连，每改变一次电源电压，就能改变电阻上的电压和电流，如图1；另一种方法是电源固定，在线性电阻电路中再串上一个可变线性电阻器，改变线性电阻器值的大小，就可改变电阻上的电压、电流的大小，如图2。＋－＋－UmAR1KV＋－0～12V＋－UmA＋－R1KV＋－10K12V图1测量线性电阻伏安特性方法一图2测量线性电阻伏安特性方法二（3）实验过程图1的测量图如图3（图中电压表、电流表所示值为电源电压为12V时的值），调节稳压电源的输出电压U，从0伏

3、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UR、I，填入表一。思考：如果电源电压调不到0V，如何测量0V电压下的电流？最好的方法就是不加电源，是不是很简单？表一：线性电阻伏安特性测量数据一U(V)0246810I(mA)18图3图1的测量图图2的测量图如图4（图中电压表、电流表所示值为10K可调电阻处于中间值时的值），调节线性可调电阻的阻值，从小开始缓慢地增加，一直到最大，记下相应的电压表和电流表的读数UR、I，记入表2。图4图2的测量图表二线性电阻伏安特性测量数据二U(V)1246810I(mA)0.982.034.015.96

4、8.029.974）结论分析根据各实验数据，找出电压和电流大小之间有什么规律，并得出结论？答:电阻元件两端电压与通过的电流成正比,符合欧姆定律,因此电阻元件是线性元件.5）思考题分析实验误差的原因.2．任务二：测量非线性器件的伏安特性（1）实验设备除了任务一所列的设备外，还需要哪些器件？任务二中要求测量非线性器件的伏安特性，因此必须有非线性器件。我们所学过的器件中哪些是非线性器件？二极管、三极管等，下面我们测一下二极管的伏安特性，为了防止在测量过程中造成二极管的损坏，所选用的二极管的型号为IN4007，另外还需要限流电阻（100Ω/1W，200Ω/

5、1W）。IN4007二极管参数如下：额定正流电流IF≥1A，反向电流IR≤5μA，反向工作峰值电压VRM《＝1000V。（2）实验原理要进行二极管伏安特性测量，可测量其上不同的电压和电流，如何能得到不同的电压和电流？先研究一下正向特性的测量：一种方法是把一个二极管和一个可调电源相连，每改变一次电源电压，就能改变二极管两端的电压和电流，如图5；另一种方法是电源固定，在二极管电路中再串上一个可变线性电阻器，改变线性电阻器值的大小，就可改变二极管上的电压、电流的大小，如图6。如何测量二极管的反向特性？其实只需电路中的电源或二极管的极性反接在电路中，还有没

6、有其他要求呢？由二极管理论知识可知，二极管反向电流非常小，因此测反向电流时可以用微安表（实际做实验时，测量正向和反向电流时有时都用电流表）如图7。18＋－UmA＋－R200ΩV＋－VDIN40070～12V＋－UmA＋－V＋－100Ω12VVDIN4007200Ω图5测量二极管正向伏安特性方法一图6测量二极管正向伏安特性方法二－＋UmA－＋R200ΩV－＋VDIN40070～30V图7测量二极管反向特性（3）实验过程测量二极管正向特性，按图8接线（图中电压表、电流表所示值为电源电压为12V时的参考值），R为限流电阻器（思考：为什么要接电阻R？）。调

7、节输出电压使二极管VD的正向施压UD+可在0～0.75V之间取值，测量出对应的电流，填入表三。200Ω图8图5的测量图表三：二极管正向特性实验数据UD+(V)0.100.300.500.550.600.650.700.75I（mA）00测量二极管反向特性，按图9接线（图中电压表、电流表所示值为电源电压为-30V时的参考值），调节输出电压从0～-30V，把对应的电流值填入表四中。图9图7的测量图表四：二极管反向特性实验数据　UD－(V)0-5-10-15-20-25-3018I（mA）0000000（4）结论分析根据各实验数据：①绘制电阻器和二极管的

8、伏安特性曲线，找出电压和电流大小之间的关系？②在测量二极管正反特性时，二极管两端的电压为多少时，才有电流，为什么？二极管导