第二次课-线性与非线性电阻伏安特性、戴维宁和诺顿概要.ppt

线性与非线性电阻伏安特性戴维宁定理与诺顿定理 一、DF1731S直流稳压电源 电源开关 限流调节旋钮 输出电压/电流表 电表转换开关 输出方式转换开关 输出电压调节旋钮 输出电压负端 输出电压正端 仪器外壳接地端 正常输出电压指示灯 限流状态指示灯 DF1731S直流稳压电源 使用注意事项： 输出不可短路。 接入电路时不可接错极性，务必认清接线柱上方的“+”、“-”号。 电压表指示精度差，输出电压值以万用表测量为准。 CC灯亮时，已进入限流状态，输出电压将下降。 DF1731S直流稳压电源 调节限流的方法 调节“VOLTAGE”钮，使输出电压为2~3V。 “CURRENT”钮逆时针旋转到底（“CC”灯亮此时输出电流=0）。 万用表置相应电流档后插入稳压源输出插座（注意极性）。 调节“CURRENT”钮，使电流表读数为所需限流值后取下表棒（“CC”灯灭，“CV”灯亮）。 重调“VOLTAGE”钮，使输出电压符合实验所需电压值。 二、线性与非线性电阻伏安特性 实 验 原 理 在以电压为横坐标，电流为纵坐标的平面上，非线性器件的伏安特性曲线不是一条通过坐标原点的直线。即其电压与电流的比值不是常数。因此，通常情况下用它的伏安特性曲线来表示其特性。线性和非线性伏安特性曲线分别如图a和b所示。 线性与非线性电阻伏安特性 图a 线性器件伏安特性曲线 图b 非线性器件二极管的伏安特性曲线 正向导通压降VB 反向击穿电压VBR 正向导通压降VB：0.3V（锗管）、0.7V（硅管）、 1.5~2.3V（发光管） 反向击穿电压VBR：几伏~几百伏 用万用表判断二极管的极性 此时发光二极管不亮，说明没有导通。 调换两管脚测量 此时发光二极管发光，说明已导通，红表笔接的是二极管的正极。 稳压管正、反向特性 稳压管的特性是接正向电压时其等效电阻很小，且电流在较大范围内变化时，其正向电压变化量很小。接反向电压时等效电阻很大，且电压在较大范围内变化时，反向电流变化量很小，当达到某一电压时，电流会增加很快，此时电压在一定范围内基本不变。若能控制电流在一定范围内，这就是所谓的稳压。 稳压管正、反向连接 图2-4-1 稳压管正、反向连接 限流电阻保证稳压管在正向状态下，不因正向电阻小导致电流过大烧毁管子 限流电阻，保证稳压管在反向状态下，控制反向电流不至于过大击穿管子，导致管子损坏 实 验 步 骤 按图1电路接线，按表1给定的电压值测量对应的电流值，数据记录于表1中。 1、测电阻伏安特性 表 1 UR(V) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 IR(mA) 0 图1 线性电阻测量电路 实 验 步 骤 （1）按图2(a)电路接线，按表2(a)给定的电压值测量发光二极管的正向特性，电流值记录于表2(a)中。 2、测发光二极管伏安特性 表 2（a） Id(mA) 0 1 3 5 7 10 12 15 18 20 Ud(V) 0 图2(a) 正向测量电路 实验箱上的 接 线 示意图： （2）按图2(b)电路接线，按表2(b)给定的电压值测量发光二极管的反向特性，电流值记录于表2(b)中。 表 2(b) Ud(V) 0 -1 -2 -3 -5 -10 -20 Id(uA) 0 测发光二极管伏安特性 图2(b)反向测量电路 提问：流过电流表的读数与流过发光二极管的电流是否一致。 回答：是不一致的。原因是电压表上有内阻=10V×20KΩ=200KΩ，有一定的分流作用。但是，由于发光二极管的正向电阻很小只有几十或几百Ω，R电表内阻R二极管内阻其分流作用很小可以忽略不 计。这时，可认为流过 电流表的读数与流过发 光二极管的电流是一致。 （1）按图3(a) 电路接线，根据表3(a)给定的电压值，测量稳压管的正向特性，数据记录于表2 3(a)中。 3.测稳压管的伏安特性 图3(a)正向测量电路 表 3(a) Id(mA) 0 1 3 5 7 10 12 15 18 20 Ud(V) 0 提问：电压表的读数与稳压管上的电压是否一致。 回答：是不一致的。原因是电流表上有内阻=0.25V/25mA=10Ω，有一定的分压作用。但是，由于稳压管的反向导通电阻很大只有几百K或几MΩ，R电表内阻R稳压管反向内阻其分压作用很小可以忽略不 计。这时，可认为 电压表的读数与稳 压管上的电压基本上 是一致的。 （2）按图3(b)电路接线，先按表3(b)给定的电压值，测量稳压管的反向电流，然后按给定的电流值测量反向电压记录于表3(b)中。 测稳压管的伏安特性 图3(b)反向测量电路 表3(b) Ud(V) 0 -1 -5 Id(uA) 0 -1