发布时间 : 星期二 文章电工电子实验（一）讲稿更新完毕开始阅读cf76064152d380eb62946d6a
电工电子实验（一）讲稿
实验任务与步骤：
1．测量发光二极管正、反向伏安特性
(1) 图5.1.4(a)电路接线，按表5.1.1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5.1.1中。
(2) 按图5.1.4(b)电路接线，按表5.1.1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5.1.1中。
表 5.1.1 （a）
图5.1.4实验电路
（b）
正向 连接 反向 连接
Id(mA) Vd(V) Vd(V) Id(?A) 0 0 0 0 1 3 5 10 15 20 －1 －2 －3 －5 －8 －10 2．测稳压管的伏安特性
(1) 用万用表判断稳压管的正、负极性，测量稳压管的正、反向电阻。 正向 R = ____ Ω (R310档) 反向 R ＞_____ MΩ(R310k档)
(2) 按图5.1.5 (a) 电路接线，根据表5.1.2 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5.1.2 中。
(3) 按图5.1.5 (b)电路接线，先按表5.1.2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5.1.2。
(a)
5 图5.1.5 实验电路
电工电子教学实验中心 李家虎
(b)
电工电子实验（一）讲稿
表 5.1.2 正向 连接 RD 反向 连接
Id(mA) Vd(V) Vd(V) Id(mA) 0 0 0 0 1 2 3 5 10 15 20 －3 －1 －3 －5 －8 －10 －15 3．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。
实验提示：
1. 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。 2. 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，
要注意整反向时的表的连接。
讨论题：
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？ 2．若给出一个线性电阻元件和一个非线性二端元件的伏安特性曲线，试用图解法画出这两个元件串联后的伏安特性曲线。
3.能否用图5.1.6 (a)，(b) 的电路分别测量稳压管的正、反向特性，与图5.1.5 (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响及影响程度。)
4．有两只稳压二极管VZ1、VZ2，其稳定电压分别为UZ1=6V、UZ2=10V，正向导通压降均为0.7V。如果将它们以不同方式串联后接入电路，可能得到几种不同的电压值？试画出相应的串联电路。
(a) (b)
图5.1.6
答：1.见图5.1.2所示的反向曲线A-B段。其原因是该段内电流变化较大，而电压基本不变，这正是我们需要的；正向曲线虽说也有这个特性，但稳定电压太小0.7V左右，一般不太适用。 2.作图提示：串联网络的电流相同，电压为串联元件的电压之和。并联是电压相同，电流是各元件支路的电流之和。 3.不能。主要是考虑表内阻对测量电路的影响。（a）图是所测得的电压为两个部分；（b）图是所测得的电流为两个部分。两个电路都不能正确反映稳压管
6
电工电子教学实验中心 李家虎
电工电子实验（一）讲稿
的特性。 4.有4种连接方式
实验名称：代维宁定理和诺顿定理
教材名称：《电工电子实验技术上册》河海大学出版社 2005年9月第2版
《电工电子实验手册》南京邮电大学电工电子实验中心 2004年
实验目的：
1．学习几种常用的等效电源测量方法。 2．比较各种测量方法所适用的情况。
3．分析各种方法的误差大小及其产生的原因。
实验原理：
代维宁定理指出，任何一个线性有源一端口网络如图5.3.2(a)，对外部电路来说，总可以用一个理想电压源与电阻串联组合来代替，如图5.3.2(b)所示。其理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压Voc，电阻等于原网络中所有独立源为零值时的入端等效电阻Ro 。
诺顿定理是代维宁定理的对偶形式，它指出任何一个线性有源一端口网络，对外部电路
+ I a I Voc － (b) Ro a I Isc Go a 线性有任意负载 + 源一端V 口网络 － (a) b + Vb 意－ 负b 任+ Vb 意－ 负b 任载 (c) 载 图5.3.2 代维宁定理和诺顿定理等效电路
来说，总可以用一个理想电流源与电导并联组合来代替，如图5.3.2(c)所示。其理想电流源的电流等于原网络端口的短路电流Isc，电导等于原网络中所有独立源为零值时的入端等值电导Go(Go=1/Ro)。
上述参数Voc，Ro，Isc，Go可用实验的方法测定，根据Voc=IscRo可知，只要测得前三个中的两个，便可求得另两个参数。
求得等效电源的方法很多。最简便的方法是用电压表直接测量图5.3.2(a)电路a，b间的开路电压Voc和用电流表测量a，b间的短路电流Isc，再由Ro=Voc/Isc求得Ro。但各种方法都有一定的适用范围。要根据电路的实际情况，分析测试方法可能造成的误差。比如，用电压表直接测量开路电压时万用表的等效电阻应远大于电源的等效内阻，否则就称不上测开路电压，必须另想办法解决测试方法造成的误差。
实验任务与步骤：
1．直接测量： 按图5.3.1接线，先不接电源。 1，2端用短路线连接。用万用表欧姆档适当量程测3，4端电阻 Ro (只适用于无源或能令独立源置零的情况。) ，填入表5.3.1。
2．加压定流： 按图5.3.3接线(实验板上接线不变，3，4端接上电流表，电压表和电源)，调整电源电压，使电流表读数为10mA。记录电压表读数V于表5.3.1。
－ + － 1 3 A 1 3 A + + + + + V + No Vs V No Vs V － － 2 4 － － － 2 4 图5.3.4 实验接线图二 图5.3.3 实验接线图一
7
电工电子教学实验中心 李家虎
电工电子实验（一）讲稿
3．开、短路法： 去掉1，2 端短路线后如图5.3.1接线，调整Vs=8V，测3、4端开路电 压(用直流电压5V档)和短路电流(用直流电流50mA档)记录于表5.3.1。
4．半电压法： 接续步骤3，3、4端接上电阻箱，作为负载电阻，调整阻值，使负载上的电压等于Voca/2，此时电阻箱的阻值就等于等效电源的内阻。记录 RO于表5.3.1。
5.拆除3，4端电阻箱，稳压电源置双路工作方式，按图5.3.4接线(3，4端接上电流表，电压表和另一路直流电压V)，调整V，使得电流表读数为零(最小量程档)，则这时电压表的读数即为开路电压Vocb。记录 Vocb于表5.3.1。应有Voca约等于Vocb。
表5.3.1
步骤 参数 V Voca Vocb Isca Ro
1 2 3 4 5 实验提示：
注意测量中产生误差的原因。
1．步骤5中如果将电压表的“+”端接实验板的3端测电压，Vocb结果如何?为什么？ 2．实验步骤5的方法避免了电压表内阻对测量开路电压的影响。类似地，如果电流表内阻与等效电源内阻相比较不能忽略时，仍用电流表直接测量短路电流Isc，必将产生很大的误差。为避免这种误差可采用什么方法? 画出测试电路并简要说明测试方法。
答：1. Vocb减小，原因是电压表内阻的分流。 2.消除电流表内阻对测量产生误差的一种方法如下图所示 调整v使电压表读数为零，此时电流表的 － + A 1 3 + 读数即为短路电流 + No Vs V
－ － 2 4
8
讨论题：
V － + 电工电子教学实验中心 李家虎