1、DF17315稳压电源使用 基尔霍夫定律 P38 非线性电阻伏安特性P43,电工电子实验（1）第二次课,一、DF17315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,DF17315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。,DF17315直流稳压电源,调节限流的方法 调节“VOLTAGE”钮，使输
2、出电压为23V。 “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、基尔霍夫定律 （P38）,从P40步骤5至步骤11，区分理想和非理想电表用仿真软件实现（记录两种情况下各数据）： 理想电压表等效内阻 RV=1G 非理想电压表等效内阻（TY-360表DC10档）RV=20k10=200k 理想电流表等效内阻 RI=1n(10-9) 非理想电流表等效内阻（TY-360表
3、DC25mA档）RI=0.25V25mA=10,三、非线性电阻伏安特性（P43）,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。,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）、1.52.3V（发光管）,反向击穿电压VBR：几伏几百伏,用万用表判断发光二极管的极性,稳压管正、反向特性,
4、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。图2-4-1 (a) 是稳压管的正向连接，(b) 是稳压管的反向连接。,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,四、实 验 步 骤,（1）按图2-4-2(a)电路接线，
5、按表2-4-1给定的电流值测量发光二极管的正向特性，电压值记录于表2-4-1中。,1、测发光二极管伏安特性,表 2-4-1,图2-4-2(a) 正向测量电路,稳压电源限流值调整为0.05A的步骤：,(1)调节“VOLTAGE”钮，使输出电压为23V。 (2)“CURRENT”钮逆时针旋转到底（“CC”灯亮此时输出电流=0）。 (3)万用表置250m A电流档后插入稳压源输出插座（注意:红表笔接正极性,黑表笔接负极性）。 (4)调节“CURRENT”钮，使电流表读数为0.05A限流值后取下表棒（“CC”灯灭，“CV”灯亮）。 (5)重调“VOLTAGE”钮，使输出电压符合实验所需电压值。 （注意
6、：此时稳压电源被限流为：0.05A。）,实验箱上的 接 线 示意图：,（2）按图2-4-2(b)电路接线，按表2-4-2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2-4-2中。,表 2-4-2,测发光二极管伏安特性,图2-4-2(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=10V20K=200K，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，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）用万用表判断稳压管的正、负极性，
7、测量稳压管的正、反向电阻。正向R=_ (R10档) 反向R_M (R10k档)。注：不能测量带电元件的电阻值、不能测量在路元件的电阻值,2、测稳压管的伏安特性,（2）按图2-4-3(a) 电路接线，根据表2-4-3 给定的电流值，测量稳压管的正向压降，并计算稳压管的直流电阻一并记录于表2-4-3中。,测稳压管的伏安特性,图2-4-3(a)正向测量电路,表 2-4-3,（3）按图2-4-3(b)电路接线，先按表2-4-4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2-4-4中。,测稳压管的伏安特性,图2-4-3(b)反向测量电路,表 2-4-4,提问：电压表的读数与
8、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=10，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M，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。,3、绘制伏安特性曲线,根据实际测量的数据，绘制发光二极管和稳压管的伏安特性曲线图。,稳压电源调整限流值50mA。 测量发光管和稳压二极管的正反向特性时，要弄清楚它们的正极和负极。 需用两块万用表，一块作为电流表串联在电路中，一块作为电压表，并联在电路中，要注意正、反向时的表的连接。,4、实验注意事项,思考题：,（
9、1）在图2-4-2电路中，发光二极管的正、反向伏安特性是否与稳压管的相同？ 答：不同。 （2）误用TY-360型万用表的250mA直流电流档测量10V直流电压源，计算流过万用表的电流（设电压源内阻为零），将会发生什么情况？ 答：250mA挡的内阻R=0.25V/250mA=1，则10V/1=10A，这么大的电流将烧表。,思考题：,1.稳压管的稳压功能是利用特性曲线的哪一部分，在伏安特性曲线上标出，为什么？,答：稳压管的稳压功能利用特性曲线的反向部分。因为在此区间，电流变化很大，而电压基本不变。 说明：反接稳压管的等效电阻很大，且电压在较大范围内变化时，反向电流变化是很小；当反向电压达到某一电压
10、时，电流增加很快，而此时电压在很小的范围基本不变，即达到稳压。,2.用TY-360型万用表直流2.5mA挡和25mA挡分别测量一个真值为2.5mA的电流，试分析每次测试结果可能的最大绝对误差（假定无读数误差且不考虑电流表内阻的影响）。 答：用2.5mA挡测试可能的最大误差：I=2.5mA2.5%=0.625%mA用25mA挡测试可能的最大误差：I=25mA2.5%=62.5%mA,思考题：,思考题：,3.能否用图 (a)、(b) 的电路分别测量稳压管的正、反向特性？与图2-4-3(a)、(b)相比较，并参照前面的测试结果详细分析其原因。( 主要考虑万用表以不同的连接方式接入电路后对被测电路的影
11、响及影响程度。),思考题：,答: (a)图中稳压管正向连接,电阻很小,与电流表的内阻值相近。所以，电流表的分压作用不能忽视，即电压表读数不能视为是稳压管偏压。 (b)图稳压管反向连接, 电阻很大,与电压表的内阻值相近。所以，电压表的分流作用不能忽视，即电流表读数不能视为是稳压管电压。,思考题：,4、如何用万用表判断二极管的极性？并说明为什么不能用R1和R10K挡？,答： （1）用万用表的R100或R1K挡，将两支表笔分别接触在二极管的两测电阻，记下阻值。然后交换表笔，再测一次并记下阻值。两次测量中阻值较小的那次，黑表笔接触的那一端为正极，红表笔接触的那一极为负极。 （2）不能用R1挡的原因是这一挡的电流过大，会烧坏管子；不能用R1挡的原因是电压过大，反向时可能会击穿管子。,
