晶体管单管放大电路实验中同时出现饱和失真又出现截止失真说明静态工作点设置没问题,问题是输入信号太大或者工作电压太低。
原因2:以共射放大电路为例,如果静态工作点靠上,导致id过大,产生饱和失真。靠下,Ude过大,截止失真。总结下,交流状态的基础前提就是直流状态,做题也是先是静态分析即直流分析,然后再动态分析,即交流分析。
R.L.C元件在正弦电路中的特性实验误差分析
黑盒子的元件可能有电池、电阻、电感、电容或半导体二极管等。一般我们可以按如下方法解题。
1.用万用表直流电压挡(或直流电压表)判断有无电池。若某两端钮间有电压则有电池在内。如当电压表接通时指针稍有摆动而又回到零位,则是电池与电容串联。
2.对二极管可以利用其正反电阻相差大的特点用万用表电阻挡来判断。如没有提供万用表,可采用图1电路,测量ab之间电压。若Uab≈0,则二极管接法如图;
若Uab≈Uo,则二极管和图中的方向相反。如外加电源为低频信号发生器(交流电源),如图2所示,则不论电阻R值多大,都有Uab≈UR0。注意,如果两只二极管为同向串联,与一只二极管特性相同。但如两只二极管反串,则相当于断路,此时无论是直流电源还是交流电源,均有Uab≈Uo。
3.当黑盒子两端钮间有电容C存在时,用万用表的电阻挡(也可用直流电源串联直流电压表或直流电流表)接到两端钮。如电表指针摆动一下后又回到原位。以此可判断端钮间有电容存在。但电容C值较小或电表灵敏度不够高时可能会看不到摆动现象。
4.对一般电阻R,可以用万用表电阻挡直接判断。
5.可以用图3电路来判别端钮ab间是电阻R、电容C或电感L。逐步增大信号源的频率f,并始终保持信号源输出电压U0不变,测量Uab。当f增大时,若Uab不变,则端钮ab间为R;若Uab也增大,则为L;若Uab减小,则为C。这是因为电阻R值与频率f无关;电感L的感抗随f上升而增大;而电容C的容抗随f上升而减小。
6.如已知电阻R0与频率f值,则可通过测量电压Uab与UR0,利用串联电路电压比等于阻抗比关系求出元件数值。
若元件为电阻R,有……………(1)
若元件为电容C,有……………(2)
若元件为电感L,有……………(3)
7.如果f增大时(保持U0不变),Uab逐渐减小到一个最小值后又逐渐增大,则端钮ab间为L和C串联,Uab最小时的频率为谐振频率f0
谐振时……………(4)
由以上过程可以得知,在遇到黑盒子类型题目时,一般先判别元件类型,再确定元件数值。解题时要注意各种元件的不同特性,如频率特性、极性、线性或非线性等。当然“黑盒子”题目类型很多,提供的仪器设备各不相同,解题时可能还要联立方程,但只要我们沉着冷静,认真分析,充分利用已学过的知识,解答这类题目还是可以做到的。
下面为一例题(第14届全国中学生物理竞赛广东赛区实验试题B题),题目如下:
〖题目〗现有黑匣子一个,内有电阻R、电感L各一只,二极管D、等值电容C各两只,组成了四个独立电路,其端点分别为a-a’,b-b’,c-c’,d-d’。每个电路包含有一个元件或两个串联元件。
〖要求〗1.填表。
端钮
a-a‘
b--b’
c--c‘
d--d’
端钮间电路图
实验电路图
实验原理简述2.测出R.L.C的值。
〖仪器设备〗黑匣子一个,交流电压表一块,正弦交流信号发生器一台(0~2KHZ),电阻箱一个(0~9999W),导线数根。
解题过程为:
1.如图4接线。
2.逐渐调高信号发生器频率f,并保持信号发生器输出电压U0不变,测量Uab。将两端钮分别接到b-b’,c-c’,d-d’端,依上法同样测出Uab。
3.若Uab始终等于U0(或URO始终为0),则端钮间为两只二极管反串;
若Uab始终不变且Uab<U0,则为R,测出Uab,UR0;
若Uab始终减小,则为C,测出Uab,UR;
若Uab由大到小又增大,则出L、C串联,记录最小值时的频率f0
4.由本文(1)式计算R值,(2)式计算C值,(4)式计算L值(依题意两只电容等值)。本题的黑盒子实际接线如图5。
答案:1.填表(略)
2.R=1千欧;C=1微法;L=10毫亨。