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实验一项目名称：常用电工仪表的使用 一、实验目的 1、学习学生实验守则及实验室规章制度。
2、熟悉新型电工实验装置上电源及各类测量仪表的布局及使用方法。
3、掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测试方法。
二、实验原理 在电路中，一个电路元件的特性可用该元件两端的电压 U 与通过该元件的电流 I 之间的函数关系 I=f (U)来表示，这种函数关系称为该元件的伏安特性，即可用 I-U 平面上的一条曲线来表征，这条曲线就称为该元件的伏安特性曲线。
图 1－1 元件伏安特性曲线 1．线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图 1－1 中的 a 曲线所示，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。
2．一般的白炽灯泡在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻值随着温度的升高而增大，即通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大。一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可相差几倍至十几倍，所以它的伏安特性如图 1－1中的 b 曲线所示。
3．一般的半导体二极管也是一个非线性电阻元件，其特性如图 1－1 中的 c 曲线。由图可见，当正向压降很小（一般的锗管约为 0.2～0.3V，硅管约为 0.5～0.7V）时，正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十多至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。
实验设备 序号 名 称 DGJ－3 型 数量 备 注 1 可调直流稳压电源 0～30V 1 2 直流数字毫安表 1 3 直流数字电压表 1 4 硅二极管 2CP15 1 DGJ-05 5 白炽灯泡 12V/0.1A 1 DGJ-05 6 线性电阻器 200 Ω, 1 KΩ 1 DGJ-05 四、实验内容
1．学习学生实验守则与实验室规章制度相关内容。
2．观察新型电工实验装置上电源及各类测量仪表的分布情况。按照本实验指导书《附录》中的 DGJ-3 型电工实验装置使用说明书有关“交流电源的启动”部分，开启电工实验装置，并检查电工装置上各类电源、测量仪表及仪器设备的初始状态是否正常。
图 1－2 电阻器伏安特性 实验接线图 图 1－3 二极管伏安特性实验接线图 3．测定线性电阻器的伏安特性 在断电情况下，按图 1－2 接线，选择直流电压表量程为“20V”档，直流毫安表量程为“20mA”档，将直流稳压电源“输出粗调”及“输出细调”旋钮调到最小。开启直流稳压电源带灯开关，调节直流稳压电源的输出电压 U，即从 0V 开始缓慢增加至 10V，便可改变电路中的电流值，从而记下相应电压表和电流表的读数列入下表。
U (v) 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.0 I (mA) 4．测定非线性白炽灯泡的伏安特性 在断电情况下，将图 1－2 中的电阻 R L 换成一只白炽小灯泡，再将直流毫安表量程改选为“200mA”档，重复上述步骤，即可测得白炽灯泡两端的电压及相应的电流输出列表如下。
U (v) 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.0 I (mA) 5．测定半导体二极管的伏安特性 在断电情况下，按图 1－3 接线，其中 R 为限流电阻。当测量二极管 D 的正向特性时，其正向电流不得超过 25 mA，正向压降可在 0～0.75V之间取值，特别是在 0.5～0.75v之间更应多取几个测量点。在测量二极管 D 的反向特性时，只需将图 1－3 中的二极管 D 反接，且其反向电压可加到 30V左右。
一般二极管的正向特性实验数据：
U (v) 0.00 0.20 0.40 0.50 0.55 I (mA) 5.00 10.0 15.0 20.0 25.0 一般二极管的反向特性实验数据：
U (v) 0.00 －5.00 －10.0 －15.0 －20.0 －25.0 －30.0 I (mA) 五、实验注意事项 1．在使用稳压电源之前，应将其输出值调至最小，再由小至大逐渐增加，稳压源输出端切勿碰线短路。特别是在测量二极管正向特性时，应时刻注意电流表读数不得超过
25mA。
2．实验时，电流表应串接在电路中，电压表应并接在被测元件上，极性切勿接错。
3．进行不同实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程，勿使仪表超过量程，仪表的极性亦不可接错。
4．如遇电源、仪器及仪表不工作或电工实验装置报警时，应立刻关闭电工实验装置控制屏电源，检查各熔断器是否完好。
六、实验及数据分析 （留 一 面） 1．根据上述实验测量数据，在坐标纸上 分别绘制出各元件的伏安特性曲线。
（注意其中二极管 的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取为不同的比例尺）。
2．并总结和归纳各被测电路元件的伏安特性如下：线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线；一般的白炽灯泡是一个非线性元件，通过白炽灯的电流越大其阻值也越大，即“冷电阻”与“热电阻”的阻值相差很大；3．半导体二极管也是一个非线性电阻元件，它具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。