3. Приборы и оборудование

В данной работе предлагается снять вольт-амперные характеристики трёх элементов, выявить их характер (линейный/нелинейный), снять ВАХ электрической цепи со смешанным соединением элементов и построить её. Полученную характеристику предлагается сравнить с характеристикой, полученной графическим методом расчета, т. е. путём сложения ВАХ элементов.

Элементы, исследуемые в работе, приведены в таблице 4.1. Все эти элементы выбираются из набора миниблоков. При выборе полупроводникового устройства ПУ необходимо выбрать либо ПУ1, либо ПУ2, по указанию преподавателя.

Таблица 4.1

Элемент	Название	Обозначение на миниблоке	Номер миниблока и примечание
	Малогабаритная лампа накаливания		№ 605 или 606
	Резистор 150 Ом		–
	Полупроводниковое устройство		без номера (№ 609 – НЕ БРАТЬ!!!)

В качестве источника напряжения в работе используется регулируемый источник напряжения от 0 до 15 В (НИЖНИЙ ИСТОЧНИК генератора постоянных напряжений), входящий в лабораторный блок генераторов.

Все измерения в данной работе выполняются с помощью двух мультиметров: один в качестве вольтметра, один в качестве амперметра. Поэтому:

• перед подключением приборов к цепи необходимо правильно ПОДКЛЮЧИТЬ ЩУПЫ к клеммам мультиметра, в зависимости от требуемого режима работы;

• правильно УСТАНОВИТЬ ПРЕДЕЛЫ ИЗМЕРЕНИЙ с помощью переключателя режимов работы мультиметра:

для измерения напряжения – – использовать из сектора пределов «V–» предел «20 В»;

для измерения тока – – использовать из сектора пределов «A–» предел «200 mA»;

• необходимо учитывать, что вольтметр и амперметр имеют разные СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ в электрическую цепь (см. рис. ОП.1, б и ОП.2).

Подробнее об использовании мультиметра см. в п. 7.6 общих положений данных методических указаний.

4. Порядок выполнения работы

1. Собрать на наборной панели цепь по схеме на рис. 4.6. При сборке цепи необходимо учесть, что к клеммам в процессе выполнения работы будут подключаться разные элементы, а впоследствии смешанное соединение всех трёх элементов, поэтому часть цепи, изображённая на схеме левее клемм , должна оставаться неизменной на протяжении всей работы. В качестве источника напряжения используйте нижний регулируемый источник генератора постоянных напряжений.

Рис. 4.6. Схема для снятия ВАХ элементов

2. После проверки схемы преподавателем, включить источник напряжения.

Таблица 4.2

Элемент		Элемент		Элемент		1,2,3
0		0		0		0
1		1		1		1
2		2		2		2
3		3		3		3
4		4		4		4
5		5		5		5
6		6		6		6
7		7		7		7
8		8		8		8
9		9		9		9
10		10		10		10

3. Подключить к клеммам первый исследуемый элемент (ЛН) и снять его вольт-амперную характеристику (ВАХ). Для этого, вращая ручку регулятора на панели генератора постоянного напряжения по вольтметру, подключенному к точкам , устанавливайте напряжение от 0 до 10 В с шагом 1 В. Получаемые при этом значения тока измеряйте амперметром, включенным между точками . Значения необходимо записать в таблицу 4.2.

4. Поочерёдно подключить к клеммам элементы и (резистор и полупроводниковое устройство) и повторить измерения с каждым из них по п. 3. При выборе из набора миниблоков полупроводникового устройства ПУ необходимо выбрать либо ПУ1, либо ПУ2, по указанию преподавателя. Значения токов также занести в табл. 4.2.

5. По данным п. 3 и п. 4 построить на одном графике ВАХ всех трёх элементов. Экспериментальные точки ВЫДЕЛИТЬ, как показано на рис. 4.7.

Рис. 4.7. Графическое построение ВАХ исследуемой цепи

6. Собрать схему рис. 4.8, б. После проверки схемы преподавателем включить источник постоянного напряжения.

7. Аналогично п. 3 снять общую характеристику смешанного соединения элементов. Результаты записать в табл. 4.2.

8. На том же графике, полученном в п. 5, построить общую характеристику последовательно-параллельного соединения трёх элементов (рис. 4.8, а) по образцу рис. 4.7, путём сложения их ВАХ на основании законов Кирхгофа. Результирующую ВАХ – выделить (можно другим цветом).

9. На том же графике, построенном при выполнении п. 5 и 8, нанести экспериментальные точки общей вольт-амперной характеристики смешанного соединения, снятой в п. 7. Точки, совпавшие с точками ВАХ, полученной графическим путём в п. 8 – ВЫДЕЛИТЬ КРЕСТИКАМИ (  ). Сравнить эти две вольт-амперные характеристики между собой. Сделать выводы.

Рис. 4.8. Схемы со смешанным соединением нелинейных элементов: а) исследуемая схема; б) схема для проведения измерений

10. Научиться по графику п. 8 находить в схеме рис. 4.8, а любой ток и любое напряжение для произвольных точек ВАХ.

11. Произвести расчет и для нелинейного элемента и точки ВАХ, указанных преподавателем. Для этого ВАХ указанного преподавателем элемента НЕОБХОДИМО ПОСТРОИТЬ ОТДЕЛЬНО и все необходимые геометрические построения произвести на ней.

12. Сделать выводы по результатам работы.