THETDD-1型电工电子技术实训装置实训指导书(电工部分) 下载本文

其正向压降很小(一般的锗管约为0.2~0.3V,硅管约为0.5~0.7V),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。

4. 稳压二极管是一种特殊的半导体二极管,其正向特性与普通二极管类似,但其反向特性较特别,如图14-1中d所示。在反向电压开始增加时,其反向电流几乎为零,但当电压增加到某一数值时(称为管子的稳压值,有各种不同稳压值的稳压管),电流将突然增加,以后它的端电压将基本维持恒定,当反向电压继续升高时其端电压仅有少量增加。 注意:流过二极管或稳压二极管的电流不能超过管子的极限值,否则管子就会烧坏。

对于一个未知的电阻元件,可以参照对已知电阻元件的测试方法进行测量,再根据测得数据描绘其伏安特性曲线,再与已知元件的伏安特性曲线相对照,即可判断出该未知电阻元件的类型及某些特性,如线性电阻的电阻值、二极管的材料(硅或锗)、稳压二极管的稳压值等。 三、实训设备 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名 称 可调直流稳压电源 万用表 直流电流表表 直流数字电压表 二极管 稳压管 白炽灯 线性电阻器 未知电阻 型号与规格 0~30V 0~2000mA 0~200V 1N4007, 2AP9 2CW51 12V/0.1A 200Ω、510Ω、1kΩ/2W 数量 1 1 1 1 1 1 1 各1 若干 ++备注 屏上 自备 屏上 DDZ-12 DDZ-12 DDZ-12 DDZ-11 DDZ-12 mA-+四、实训内容

1. 测定线性电阻器的伏安特性

按图14-2接线,调节稳压电源的输出电压U,使R两 端的电压依次为下表UR所列值,记下相应的电流表读数I。 UR(V) I(mA) 2. 测定非线性白炽灯泡的伏安特性

将图14-2中的R换成一只12V,0.1A的灯泡,重复1 的测量。UL为灯泡的端电压。 U( 0.1 LV)

0.5 1 2 3 5 26

U-R1KV-0 2 4 6 8 10

图 14-2

+200Ω+RmA-+U-DIN4007V-8 10 图 14-3

(ImA) 3. 测定半导体二极管的伏安特性

按图14-3接线,R为限流电阻器。测二极管的正向特性时,其正向电流不得超过36mA,二极管D的正向压降UD+按下表所列取值。测反向特性时,只需将图14-3 中的二极管D反接,且其反向电压UD-可加到30V。 正向特性实训数据 UD+ (V) I(mA) UD-(V) I(mA) 0.10 0 0.30 -5 0.50 -10 0.55 -15 0.60 -20 0.65 0.70 -25 0.75 -30 反向特性实训数据

4. 测定稳压二极管的伏安特性

(1)正向特性实训:将图14-3中的二极管换成稳压二极管2CW51,重复实训内容3中的正向测量。UZ+为2CW51的正向压降。 UZ+(V) I(mA) (2)反向特性实训:将图14-3中的R换成510Ω,2CW51反接,测量2CW51的反向特性。稳压电源的输出电压UO从0~20V,测量2CW51二端的电压UZ-及电流I,由UZ

-的变化情况可看出其稳压特性。 UO(V) UZ(V) I(mA) 5、未知电阻元件伏安特性的测试

测试未知电阻元件的伏安特性时,操作应特别细心,否则就可能会损坏被测器件。 (1)按图14-3接线,但R用510Ω,二极管D不接入,先将稳压电源的输出电压U调至最低(0或0.1V),再任选一种未知元件接入线路。

(2)缓慢调节稳压电源的输出电压U,以毫安表每次增加3mA为测试点,依次记录每个电流测试点下元件两端的电压值UX。如果电流达到36mA或者UX达到30V,则停止测试,并将U调至最低。

(3)将稳压电源正、负输出端的连接线互换位置,重复(2)。

(4)另选一种未知元件接入线路,重复(2)(3)的测量,自拟表格记录。 注意:各DDZ-12实训箱中未知元件的排列顺序和元件方向是随机的,各不相同。 IX(mA) 0 UX(V) I(mA) 0 X

3 -3 6 -6 9 -9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 -12 -15 -18 -21 -24 -27 -30 -33 -36 27

UX(V) 五、实训注意事项

1. 测二极管正向特性时,稳压电源输出应由小至大逐渐增加, 应时刻注意电流表读数不得超过36mA。稳压源输出端切勿碰线短路。

2. 如果要测定2AP9的伏安特性,则正向特性的电压值应取0,0.10,0.13,0.15,0.17,0.19,0.21,0.24,0.30(V),反向特性的电压值取0,2,4,??,10(V)。

3. 进行不同实训时,应先估算电压和电流值,合理选择仪表的量程,勿使仪表超量程。仪表的极性亦不可接错。 六、思考题

1. 线性电阻与非线性电阻的概念是什么? 电阻器与二极管的伏安特性有何区别?

2. 设某器件伏安特性曲线的函数式为I=f(U),试问在逐点绘制曲线时,其坐标变量应如何放置?

3. 稳压二极管与普通二极管有何区别,其用途如何?

4. 在图14-3中,设U=2V,UD+=0.7V,则mA表读数为多少?

一、实训目的

1. 了解指针式毫安表的量程和内阻在测量中的作用。 2. 掌握毫安表改装成电流表和电压表的方法。 二、原理说明

1. 一只毫安表允许通过的最大电流称为该表的量程,用Ig表示,该表有一定的内阻, 用Rg表示。这就是一个“基本表”,其等效电路如图15-1所示。Ig和Rg是毫安表的两个

Rg重要参数。 IgmA2. 满量程为1mA的毫安表,最大只允许通 过1mA的电流,过大的电流会造成“打针”,甚 图15-1 基本表

至烧断电流线圈而损坏。要用它测量超过1mA的电流,亦即要扩大毫安表的测量范围,可选择一个合适的分流电阻RA与基本表并联,如图15-2所示。RA的大小可以精确算出。

设:基本表满量程为Ig=1mA,

基本表内阻Rg=100Ω。

现要将其量程扩大10倍(即可用来测 量10mA电流),则应并联的分流电阻RA应 满足下式:

28

实训十五 仪表量程扩展

IIgI-IgRgmARA图15-2 扩大电流量程

1mA?100??(10?1)mA?R A

100 RA??11.1?9

同理,要使其量程扩展为100mA,则应并联1.11Ω的分流电阻。

当用改装后的电流表来测量10(或100)mA以下的电流时,只要将基本表的读数乘以10(或100)或者直接将电表面板的满刻度刻成(10或100)mA即可。

3. 毫安表改装为电压表。

一只毫安表也可以改装为一只电压表,只要选择一只合适的分压电阻RV与基本表相串接即可,如图15-3所示。

设被测电压值为U,则: U?UgIgRg?(I?Ig)RAIg+RgUgmA-+RvUv-?UV ?Ig(Rg?Rv) U-IgRgUU + ? Rv???Rg IgIg 图15-3 联的分压电阻的阻值应为: Rv?1V1mA?100?1000?100?900?

-电压表要将量程为1mA,内阻为100Ω的毫安表改装为量程为1V的电压表,则应串

若要将量程扩大到10V,应串多大的分压电阻呢? 三、实训设备 序号 1 2 3 4 5 6 名称 直流电压表 直流电流表 直流稳压电源 直流恒流源 基本表 电阻 0~200V 0~2000mA 0~30V 0~200mA 1mA,100Ω 1.01Ω,11.1Ω,900Ω,9.9kΩ 型号规格 数量 1 1 1 1 1 各1 DDZ-15 DDZ-15 备 注 四、实训内容与步骤

1. 1mA表表头的检验。

(1) 调节恒流源的输出,最大不超过1mA;

(2) 先对毫安表进行机械调零,再将恒流源的输出接至毫安表的信号输入端; (3) 调节恒流源的输出,令其从1mA调至0,分别读取指针表的读数,并记录之。 恒流源输出(mA) 表头读数(mA)

1 0.8 29

0.6 0.4 0.2 0