DH6101型电阻元件VA特性试验仪Word格式.docx
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I
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
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-R1i—2
电流表外接测量时，丄=-—i—3
RURu
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
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—11KQ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）
I（A）
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=1MQ,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
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700Q
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。
200mA
2V©
+0
0-1OV
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—2
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）
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
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w0.52一。
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。
只要在线路中，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2mA，通过R的电流为10mA，计算R值：
R=3=3=200门
I0.01
C—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。
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3-2。
2）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3-12CW56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
I（呗）
外接式
I（mA）
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/mA
5、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
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12V0.1A。
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|n4-1
式中U—灯泡二端电压，V
I—灯泡流过的电流，A
K—与灯泡有关的常数
N—与灯泡有关的常数
为了求得常数K和n,可以通过二次测量所得
Ui=KIin
将4—2除以4—3式可得
n=
igr
I2
将4—4式代入4—2式可以得到:
K=UiIi
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3MQ，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。
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。
选择二对数据（如Ui=2V，U2=8V，及相应的11、12），按4—4和4—5式计算出K、n两系数值。
由此写出4—1式，并进行多点验证。
5、思考题:
1）试从钨丝灯泡的伏安特性曲线解释为什么在开灯的时候容易烧坏?
2）在电子振荡器电路中，经常利用正温度系数的灯泡，作为振荡器电压稳定的自动调节元件，参考电路图4-2,试从钨丝灯伏安特性说明该振荡器稳幅原理
图4—2钨丝灯稳幅的1KHz振荡电路
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