思考题电学元件的伏安特性研究课件

电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究 一实验目的一实验目的二仪器和用具二仪器和用具三实验原理三实验原理四必修实验内容四必修实验内容五选修实验内容五选修实验内容六数据记录及处理六数据记录及处理七思考题七思考题电学元件的伏安特性研究 一实验目的五选修实验内容1一实验目的一实验目的一实验目的一实验目的电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究 返回返回1.1.掌握伏安法测电阻的方法，能够分析掌握伏安法测电阻的方法，能够分析 电表的内阻给电阻的测量带来的系统误差电表的内阻给电阻的测量带来的系统误差2.2.了解仪器、电路和测量条件的选择了解仪器、电路和测量条件的选择3.3.测绘电阻和二极管的伏安特性曲线测绘电阻和二极管的伏安特性曲线 学会用图线表示实验结果学会用图线表示实验结果4.4.了解晶体二极管的单向导电特性了解晶体二极管的单向导电特性一实验目的一实验目的一实验目的电学元件的伏安特性研究 返回1.掌握伏安法测电阻2电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究二仪器和用具二仪器和用具二仪器和用具二仪器和用具返回返回电阻电阻 二极管二极管 小灯泡小灯泡 毫安表毫安表 微安表微安表 电压表电电压表电键键 万用表万用表 检流计检流计 滑线变阻器滑线变阻器 双路直流稳压电源双路直流稳压电源 导线等导线等二仪器和用具二仪器和用具电学元件的伏安特性研究二仪器和用具返回电阻 二极管 小3图图1 1 线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性 三实验原理三实验原理三实验原理三实验原理电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究1.电学元件的伏安特性电学元件的伏安特性 在电学元件两端加上直流电压，元件内部即有电流通过，在电学元件两端加上直流电压，元件内部即有电流通过，电流随电压变化的关系称为电学元件的电流随电压变化的关系称为电学元件的伏安特性伏安特性。若元件两端的电压与通过它的电流成正比，这类元件称为若元件两端的电压与通过它的电流成正比，这类元件称为线性元件线性元件，如碳膜电阻、金属膜电阻等是线性电阻，如碳膜电阻、金属膜电阻等是线性电阻，它的阻值与外加电压的大小和方向无关，它的阻值与外加电压的大小和方向无关，线性电阻线性电阻的伏安特性是一条直线的伏安特性是一条直线，如图如图1 1所示。所示。三实验原理三实验原理图1 线性电阻的伏安特性 三实验原理电学元件的伏安特性研4图图2 2 二极管的伏安特性二极管的伏安特性 三实验原理三实验原理三实验原理三实验原理电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究1.电学元件的伏安特性电学元件的伏安特性 伏安特性曲线不为直线的元件称为伏安特性曲线不为直线的元件称为非线性元件非线性元件，如半导体二极管、小灯泡等，其电阻值不仅与外如半导体二极管、小灯泡等，其电阻值不仅与外加电压的大小有关，而且还与方向有关加电压的大小有关，而且还与方向有关晶体二极管的正、反向特性曲线如图晶体二极管的正、反向特性曲线如图2 2所示所示由图由图2 2可见，随着外加电压值大小和方向可见，随着外加电压值大小和方向的不同，其电阻值不同，它是的不同，其电阻值不同，它是非线性电阻非线性电阻图2 二极管的伏安特性 三实验原理电学元件的伏安特性研究5三实验原理三实验原理三实验原理三实验原理电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究2.2.伏安法测线性电阻伏安法测线性电阻 根据欧姆定律根据欧姆定律根据欧姆定律根据欧姆定律 ，只要用电压表测出电阻两端的电压，只要用电压表测出电阻两端的电压，只要用电压表测出电阻两端的电压，只要用电压表测出电阻两端的电压U U，同时用电流表测出流过电阻的电流同时用电流表测出流过电阻的电流同时用电流表测出流过电阻的电流同时用电流表测出流过电阻的电流I I，就可以计算出阻值，就可以计算出阻值，就可以计算出阻值，就可以计算出阻值R R。用伏安法测电阻，可采用图用伏安法测电阻，可采用图用伏安法测电阻，可采用图用伏安法测电阻，可采用图3(a)3(a)和和和和(b)(b)两种线路两种线路两种线路两种线路(b)(b)电流表外接电流表外接图图3 3 伏安法测线性电阻伏安法测线性电阻(a)(a)电流表内接电流表内接三实验原理电学元件的伏安特性研究2.伏安法测线性电阻 根据6三实验原理三实验原理三实验原理三实验原理电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究2.2.伏安法测线性电阻伏安法测线性电阻 图图图图3(a)3(a)中电流表所测电流是流过电阻的电流，中电流表所测电流是流过电阻的电流，中电流表所测电流是流过电阻的电流，中电流表所测电流是流过电阻的电流，但电压表所测电压是电阻和电流表上电压的总和但电压表所测电压是电阻和电流表上电压的总和但电压表所测电压是电阻和电流表上电压的总和但电压表所测电压是电阻和电流表上电压的总和 (b)(b)电流表外接电流表外接图图3 3 伏安法测线性电阻伏安法测线性电阻(a)(a)电流表内接电流表内接三实验原理电学元件的伏安特性研究2.伏安法测线性电阻 图37三实验原理三实验原理三实验原理三实验原理电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究2.2.伏安法测线性电阻伏安法测线性电阻 图图图图3(a)3(a)中电流表所测电流是流过电阻的电流，中电流表所测电流是流过电阻的电流，中电流表所测电流是流过电阻的电流，中电流表所测电流是流过电阻的电流，但电压表所测电压是电阻和电流表上电压的总和但电压表所测电压是电阻和电流表上电压的总和但电压表所测电压是电阻和电流表上电压的总和但电压表所测电压是电阻和电流表上电压的总和 图图3 3 伏安法测线性电阻伏安法测线性电阻(a)(a)电流表内接电流表内接设电流表内阻为设电流表内阻为设电流表内阻为设电流表内阻为 ，根据欧姆定律，根据欧姆定律，根据欧姆定律，根据欧姆定律 ，得，得，得，得 因此测电阻用因此测电阻用因此测电阻用因此测电阻用 ，结果必然比电阻的真实数偏大，结果必然比电阻的真实数偏大，结果必然比电阻的真实数偏大，结果必然比电阻的真实数偏大，由此带来的相对误差为由此带来的相对误差为由此带来的相对误差为由此带来的相对误差为三实验原理电学元件的伏安特性研究2.伏安法测线性电阻 图38三实验原理三实验原理三实验原理三实验原理电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究2.2.伏安法测线性电阻伏安法测线性电阻 图图3(b)3(b)电流表外接电流表外接三实验原理电学元件的伏安特性研究2.伏安法测线性电阻 图39三实验原理三实验原理三实验原理三实验原理电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究2.2.伏安法测线性电阻伏安法测线性电阻 如图如图如图如图4 4所示所示所示所示 三实验原理电学元件的伏安特性研究2.伏安法测线性电阻 如图10三实验原理三实验原理三实验原理三实验原理电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究2.2.伏安法测线性电阻伏安法测线性电阻 如图如图如图如图4 4所示所示所示所示 (a)(a)电流表内接电流表内接 (b)(b)电流表外接电流表外接 图图4 4 电表内阻对特性曲线的影响电表内阻对特性曲线的影响 三实验原理电学元件的伏安特性研究2.伏安法测线性电阻 如图11三实验原理三实验原理三实验原理三实验原理电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究2.2.伏安法测线性电阻伏安法测线性电阻 (b)(b)电流表外接电流表外接图图3 3 伏安法测线性电阻伏安法测线性电阻(a)(a)电流表内接电流表内接三实验原理电学元件的伏安特性研究2.伏安法测线性电阻(b12三实验原理三实验原理三实验原理三实验原理电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究3.3.选择电表和确定测量条件选择电表和确定测量条件 三实验原理电学元件的伏安特性研究3.选择电表和确定测量条件13三实验原理三实验原理三实验原理三实验原理电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究3.3.选择电表和确定测量条件选择电表和确定测量条件 这里要指出，有时为了要利用数据作图，这里要指出，有时为了要利用数据作图，这里要指出，有时为了要利用数据作图，这里要指出，有时为了要利用数据作图，也常在电表的同一档，测量一系列偏转较小的数据也常在电表的同一档，测量一系列偏转较小的数据也常在电表的同一档，测量一系列偏转较小的数据也常在电表的同一档，测量一系列偏转较小的数据 三实验原理电学元件的伏安特性研究3.选择电表和确定测量条件14三实验原理三实验原理三实验原理三实验原理电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究4 4电表内阻给电阻测量引进的系统误差分析电表内阻给电阻测量引进的系统误差分析 三实验原理电学元件的伏安特性研究4电表内阻给电阻测量引进15三实验原理三实验原理三实验原理三实验原理电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究4 4电表内阻给电阻测量引进的系统误差分析电表内阻给电阻测量引进的系统误差分析 三实验原理电学元件的伏安特性研究4电表内阻给电阻测量引进16三实验原理三实验原理三实验原理三实验原理电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究5.5.补偿法测电压补偿法测电压 电压表接入电路会分掉部分电流，电压表内阻越小则分流越大，电压表接入电路会分掉部分电流，电压表内阻越小则分流越大，电压表接入电路会分掉部分电流，电压表内阻越小则分流越大，电压表接入电路会分掉部分电流，电压表内阻越小则分流越大，电压测量值的误差就越大，因此实际中应尽可能选用大量程档电压测量值的误差就越大，因此实际中应尽可能选用大量程档电压测量值的误差就越大，因此实际中应尽可能选用大量程档电压测量值的误差就越大，因此实际中应尽可能选用大量程档以减少电压表分流的影响。以减少电压表分流的影响。以减少电压表分流的影响。以减少电压表分流的影响。但是电压表内阻不可能无限大，同时在很多情况需要较精确测定小电压，但是电压表内阻不可能无限大，同时在很多情况需要较精确测定小电压，但是电压表内阻不可能无限大，同时在很多情况需要较精确测定小电压，但是电压表内阻不可能无限大，同时在很多情况需要较精确测定小电压，为此，我们可用补偿法进行电压测量，如图为此，我们可用补偿法进行电压测量，如图为此，我们可用补偿法进行电压测量，如图为此，我们可用补偿法进行电压测量，如图5 5所示。所示。所示。所示。图图5 5 补偿法测电压补偿法测电压 三实验原理电学元件的伏安特性研究5.补偿法测电压 电压17三实验原理三实验原理三实验原理三实验原理电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究5.5.补偿法测电压补偿法测电压 图图5 5 补偿法测电压补偿法测电压 返回返回三实验原理电学元件的伏安特性研究5.补偿法测电压 图518四四四四.必修实验内容必修实验内容必修实验内容必修实验内容 电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究图图6 6 伏安法测线性电阻伏安法测线性电阻 1.1.用伏安法测线性电阻用伏安法测线性电阻 并计算测量误差并计算测量误差 四四.必修实验内容必修实验内容四.必修实验内容 电学元件的伏安特性研究图6 伏安法测线性19四四四四.必修实验内容必修实验内容必修实验内容必修实验内容 电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究图图6 6 伏安法测线性电阻伏安法测线性电阻 2.2.测绘线性电阻伏安特性曲线测绘线性电阻伏安特性曲线四.必修实验内容 电学元件的伏安特性研究图6 伏安法测线性20四四四四.必修实验内容必修实验内容必修实验内容必修实验内容 电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究3.3.测绘半导体二极管的伏安特性曲线测绘半导体二极管的伏安特性曲线 测量之前，先记录所测晶体二极管的型号，测量之前，先记录所测晶体二极管的型号，测量之前，先记录所测晶体二极管的型号，测量之前，先记录所测晶体二极管的型号，再用万用表判别其正、负极。再用万用表判别其正、负极。再用万用表判别其正、负极。再用万用表判别其正、负极。四.必修实验内容 电学元件的伏安特性研究3.测绘半导体二极21四四四四.必修实验内容必修实验内容必修实验内容必修实验内容 电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究3.3.测绘半导体二极管的伏安特性曲线测绘半导体二极管的伏安特性曲线 图图7 7 测二极管的正向伏安特性测二极管的正向伏安特性四.必修实验内容 电学元件的伏安特性研究3.测绘半导体二极22四四四四.必修实验内容必修实验内容必修实验内容必修实验内容 电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究3.3.测绘半导体二极管的伏安特性曲线测绘半导体二极管的伏安特性曲线图图8 8 测二极管的反向伏安特性测二极管的反向伏安特性 返回返回四.必修实验内容 电学元件的伏安特性研究3.测绘半导体二极23五五五五.选修实验内容选修实验内容选修实验内容选修实验内容 电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究五五.选修实验内容选修实验内容返回返回五.选修实验内容 电学元件的伏安特性研究五.选修实验内容返24六数据记录及处理六数据记录及处理六数据记录及处理六数据记录及处理 电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究电学元件的伏安特性研究以上各实验内容的相关数据自行设计表格以上各实验内容的相关数据自行设计表格以上各实验内容的相关数据自行设计表格以上各实验内容的相关数据自行设计表格 六数据记录及处理六数据记录及处理返回返回六数据记录及处理 电学元件的伏安特性研究以上各实验内容的相25七思考题七思考题七思考题七思考题 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