内容发布更新时间 : 2025/2/6 15:56:12星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验三十七 伏安法测非线性电阻（设计性）

一. 实验目的

1.通过测量稳压管的伏安特性曲线（用图线正确表示实验结果），了解稳压管电阻的非线性及稳压特性。

2. 正确使用电压表、电流表，分析它们在电路中产生的系统误差。 3．测量小灯泡的伏安特性曲线。 二. 实验任务

用给定器材设计实验电路，测定稳压管和小灯泡的伏安特性 三．实验要求

1．画出测量电路图，说明选用电流表内接法或外接法进行测量的理由。 2．测量稳压管的伏安特性。 3．测量小灯泡的伏安特性曲线。 四. 实验原理提示

1．半导体二极管是一种常用的非线性元件，加在它两端的电压与流经它的电流满足公式

-19

= 1.602×10 C电子电量，K为波尔兹曼常数( K I?IS(eqU/kT?1) ，其中，Is 为反向饱和电流，q

= 1.381×10

-23

J/K ), T为绝对温度。

2．理论公式表明二极管的伏安关系是非线性的，通过实验，可绘制出其实际的非线性曲线，如图1所示。通过曲线可看出：当二极管加正向电压U＜0.7V ( 锗管U＜0.3v 时，电流很小，即二极管电阻很大，电流表宜内接。当正向电压超过0.7v (锗管0.3v) 时，电流上升很快，二极管电阻很小，电流表宜外接。0.7v通常又被称作二极管的正向导通电压。当二极管加反向电压时，开始，电流极微小，（称二极管的反向漏电流），当反向电压增加到一定值时，反向电流急剧上升，此电压被称作反向击穿电压。这一现象，不但反映出二极管电阻的非线性，同时也反映出二极管的单向导电性，为二极管的工程应用（整流、检波、开关等）提供了理论依据。

3．小灯泡（12Ｖ，０.１Ａ）在一定的电流范围内其电压与电流的关系为U=kI，ｋ和ｎ是与灯丝有关的系数。 五. 实验步骤

1. 分别用电流表外接法和内接法测量小灯泡的伏安特性

注意：通电前，电源输出调节旋钮置于安全端（逆时针旋到底）；电压表置“20V”档，电流表置“200mA”档。测试时电压、电流不能超过小灯泡的额定值。

n

＋ + A ＋ + + A + U － 图1-1 小灯泡测量电路（电流表外接）

V U － V 图1-2 小灯泡测量电路（电流表内接）

2. 测量稳压管的正、反向伏安特性，绘出稳压管的伏安特性曲线

注意：测量点不要均匀取点，正向导能电压为0.7V，反向击穿电压为-6.5V。

R ＋ 200Ω + A - + V R － 200Ω + + V A U － U ＋ 稳压管伏安特性正向测试电路

稳压管伏安特性反向测试电路

六. 思考题

1. 如何从所绘的小灯泡的伏安特性曲线中，求出在某一电压处的电阻值？（如U=1.00V时，R=？） 2．求出室温下灯丝的电阻值。

附：

n

小灯泡（12Ｖ，０.１Ａ）在一定的电流范围内其电压与电流的关系为U=kI，ｋ和ｎ是与灯丝有关的系数。

（1）根据测量数据绘制伏安特性曲线图

n

（2）用两种方法（作图法和最小二乘法）处理实验数据，求出ｋ和ｎ，验证公式U=kI。 （3）求出室温下灯丝电阻值。