電路原理實驗的指導書

一、實驗目的

1. 學會識別常用電路元件的方法。

2. 掌握線性電阻、非線性電阻元件伏安特性的逐點測試法。

3. 掌握實驗裝置上直流電工儀表和裝置的使用方法。

二、原理說明

任何一個二端元件的特性可用該元件上的端電壓U與通過該元件的電流I之間的函式關係I＝f(U)來表示，即用I-U平面上的一條曲線來表徵，這條曲線稱為該元件的伏安特性曲線。

1. 線性電阻器的伏安特性曲線是一條通過座標原點的直線，如圖3-1中a曲線所示，該直線的斜率等於該電阻器的電阻值。

2. 一般的白熾燈在工作時燈絲處於高溫狀態， 其燈絲電阻隨著溫度的升高而增大，通過白熾燈的電流越大，其溫度越高，阻值也越大，一般燈泡的“冷電阻”與“熱電阻”的阻值可相差幾倍至十幾倍，所以它的伏安特性如圖3-1中b曲線所示。

3. 一般的半導體二極體是一個非線性電阻元件，其特性如圖3-1中c曲線。正向壓降很小（一般的鍺管約為0.2～0.3V，矽管約為0.5～0.7V），正向電流隨正向壓降的升高而急驟上升，而反向電壓從零一直增加到十多至幾十伏時，其反向電流增加很小，粗略地可視為零。可見，二極體具有單向導電

性，但反向電壓加得過高，超過管子的極限值，則會導致管子擊穿損壞。 4. 穩壓二極體是一種特殊的半導體二極體， 其正向特性與普通二極體類似，但其反向特性較特別，如圖1-1中d曲線。在反向電壓開始增加時，其反向電流幾乎為零，但當反向電壓增加到某一數值時（稱為管子的穩壓值，有各種不同穩壓值的穩壓管）電流將突然增加，以後它的端電壓將維持恆定，不再隨外加的反向電壓升高而增大。

三、實驗內容

1. 測定線性電阻器的伏安特性

按圖1-2接線，調節直流穩壓電源的`輸出電壓U，從0伏開始緩慢地增加，一直到10V，記下相應的電壓表和電流表的讀數。

2. 測定半導體二極體的伏安特性

按圖1-3接線，R為限流電阻，測二極體D的正向特性時，其正向電流不得超過25mA，正向壓降可在0～0.75V之間取值。特別是在0.5～0.75 之間更應多取幾個測量點。作反向特性實驗時，只需將圖1-3中的二極體D反接，且其反向電壓可

加到30V左右。 正向特性實驗資料

反向特性實驗資料

3. 測定穩壓二極體的伏安特性

只要將圖1-3中的二極體換成穩壓二極體,重複實驗內容2的測量。 正向特性實驗資料

反向特性實驗資料

四、實驗注意事項

1. 測二極體正向特性時，穩壓電源輸出應由小至大逐漸增加， 應時刻注意電流表讀數不得超過25mA，穩壓源輸出端切勿碰線短路。

2.進行不同實驗時，應先估算電壓和電流值，合理選擇儀表的量程，勿使儀表超量程，儀表的極性亦不可接錯。

五、思考題

1. 線性電阻與非線性電阻的概念是什麼?電阻器與二極體的伏安特性有何區別?

2. 設某器件伏安特性曲線的函式式為I＝f(U)，試問在逐點繪製曲線時，其座標變數應如何放置?

3. 穩壓二極體與普通二極體有何區別，其用途如何? 七、實驗報告

1. 根據各實驗結果資料， 分別在方格紙上繪製出光滑的伏安特性曲線。（其中二極體和穩壓管的正、反向特性均要求畫在同一張圖中，正、反向電壓可取為不同的比例尺）

2. 根據實驗結果，總結、歸納被測各元件的特性。 3. 必要的誤差分析。

4. 心得體會及其他。