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1、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23V。 “CURRENT”钮逆时针旋转到底（“
2、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
3、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、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,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）,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
5、的反向特性，电流值记录于表2(b)中。,表 2(b),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=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）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),提问：电压表的读数与稳压
6、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。,（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),4、绘制伏安特性曲线,根据实际测量的数据，绘制电阻、发光二极管和稳压管的伏安特性曲线。,测量发光管和稳压二极管的正反向特性时，要弄清楚
7、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,20,三、戴维宁定理与诺顿定理,代维宁定理指出，任何一个线性有源一端口网络，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。其理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压Uoc，电阻等于原网络中所有独立源为零值时的入端等效电阻Req。 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，对外部电路来说，总可以用一个理想电流源与电导并联组合来代替。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
8、端等值电导Geq(Go=1/Req)。,21,实验电路示例,1、测量电路的开路电压Uoc,方法一：直接测量,22,开路电压Uoc,1、测量电路的开路电压Uoc,方法二：零示法,23,调节Us，使电压表示数为0；断开Us，测量Us的电压值即为开路电压Uoc,2、测量电路的短路电流Isc,方法：直接测量,24,短路电流Isc,3、测量电路的等效电阻Req,方法一：直接测量,等效电阻Req,3、测量电路的等效电阻Req,方法二：外加电压法,等效电阻Req=外加电压U/电流表示数I,3、测量电路的等效电阻Req,方法三：半电压法,调节Rx，使电压表的示数为Uoc/2；断开Rx，测量其阻值即为等效电阻Req。,28,谢 谢！,29,将档位开关置二极管测量档，红黑表笔分别接二极管的两个引脚，观察显示屏的数值，然后互换两表笔，再次观察显示屏的数值。若显示屏显示“1”，则说明二极管未导通；若显示屏显示具体数值，则说明二极管导通，且此时的红表笔接的是二极管的正极，黑表笔接的是负极。,(4)测量二极管,
