探索灯泡

实验目的]

1. 学习2113，探索物理定律，建立实验思路4102和经验5261公式的实验方法.

2. 学习测量未知的1653物理量之间的关系，并熟练地测量二极管和小灯泡的伏安特性曲线.

3. 了解如何通过合理选择接线方法来减少电表访问系统的错误.

4. 掌握变量替换方法以使曲线变直以进行线性拟合，或使用计算机软件绘制曲线并使用最小二乘法进行曲线拟合.

5. 掌握建立经验公式的基本方法.

（设备）

实验仪器和器具.

（1）电压表和电流表: 测量电压和电流.

（2）滑线变阻器: 组成两级分压器电路.

（3）稳压电源: 提供工作电压.

（4）待测试的电阻元件和其他器具: 2CW104齐纳二极管，小灯泡，开关，电线等.

[实验内容]

1. 实验内容

（1）测量2CW型二极管的正向伏安特性.

（2）测量2CW型二极管的反向伏安特性.

（3）测量小灯泡的伏安特性曲线.

2. 测量和数据处理要求

（1）在进行实验之前，请仔细阅读“实验标牌”的内容，并在自己的实验中进行实施.

（2）自己阅读教材P76〜81，P86〜87，P5，了解电学实验的基本操作规则，了解电表，了解电表极限误差的计算方法，了解分压电路和限流电路，了解勘探物理规则，建立经验公式的基本实验方法.

（3）正确选择电流表的内部连接方式或.

（4）测量二极管的正向伏安特性曲线时，电流值从0开始低于1mA，基于电压变化，每0.1V测量一个点；当电流值大于1mA时，电压为每0.02 V测量一个点；最大测量电流小于最大工作电流.

（5）测量二极管的反向伏安特性曲线时，电流值从0开始低于1mA，基于电压变化，每1V测量一个点；当电流值大于1mA时，每5mA测量一次电流. 最大测量电压小于额定工作电压.

（6）在测量小灯泡的伏安特性曲线时，电压值从0开始，基于电压变化从1开始低于1V，每0.2V测量一个点；高于1V的电压值时，每0.5V测量一个点；最大测量电压小于6.3V的额定工作电压.

（7）在同一直角坐标纸上绘制2CW二极管的正向和反向伏安特性曲线，并分析二极管的伏安特性. 正确选择坐标轴的比例，指示比例，单位和图形名称，即使是平滑曲线光敏二极管特性实验，也不必通过每个实验点.

（8）在直角坐标纸上画出小灯泡的伏安特性曲线，并与二极管的正向伏安特性进行比较来分析伏安特性.

（9）在矩形纸上绘制小灯泡图（直线），求解斜率和截距，建立小灯泡伏安法经验公式，然后进行验证. 在计算斜率时，不能使用测得的数据点，但应与绘制的直线相距两点.

（10）列出记录数据，表格规格，不能使用铅笔记录数据.

（11）请勿在数据签名之前布置实验仪器，并保持测量的原始外观；数据签名后，教师必须通过检查，并必须布置实验设备.

[实验步骤]

（1）测量伏安特性曲线

电气部件的电流和电压之间的关系称为伏安特性曲线，不同的电气部件具有不同的伏安特性曲线. 电阻线性伏安特性曲线，小灯泡非线性伏安特性曲线和二极管（正向和反向）非线性伏安特性曲线.

测量电阻元件伏安特性曲线的一般方法. 向电阻元件添加不同的电压并测量相应的电流. 有两种连接方法，可使用电压表和电流表同时测量电压和电流. 电流表是内部连接的，电流表是外部连接的. 为了减少由于电流表的接近而引起的误差，通常，被测物的电阻值较大，并且电流表内部连接. 测量对象的电阻值小，电流表外部连接. 为了消除电表访问错误，可以使用理论上的校正方法.

因此，在测量二极管正向和小灯泡的伏安特性曲线时，请使用电流表外部电路；在测量二极管反向伏安特性曲线时，请使用电流表内部电路.

正向（死区电压），最高电压很小，2CW型齐纳二极管一般约为1V. 相反，一旦达到击穿电压，继续增加电压，电流就会很快变化. 因此，在测量过程中必须仔细调整电压和电流，以使电流不超过最大工作电流.

（2）建立经验公式

通过实验方法探索物理定律，寻找两个相关物理量之间的函数关系，并建立经验公式. 基本方法如下:

①关于两个物理量变化之间关系的实验测量数据.

②使用直角坐标绘制物理量之间的关系曲线光敏二极管特性实验，并根据曲线的形状选择函数关系的形式建立数学模型.

③利用数据处理的相关知识来求解函数关系中的常数，并确定经验公式. 通常，最小二乘法用于通过计算机进行曲线拟合，并且该曲线还可以用于数据处理方法，例如图形法，最小二乘法和逐差方法进行计算.

④使用实验数据验证经验公式.

（3）伏安特性曲线函数的形式

二极管正向伏安特性曲线函数形式:

小灯泡伏安特性曲线的功能形式:

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
https://www.pc-fly.com/a/dianqi/article-255386-1.html