1  ^?? Определите сопротивления амперметра и вольтметра в режимах измерения постоянного тока и постоянного напряжения. Запишите значения измеренных сопротивлений для режимов амперметра с пределом измерений меньше 10 А и для режимов вольтметра с пределом измерений меньше 200 В.

Подключим омметр к амперметру/вольтметру. Сопротивление вольтметра во всех диапазонах $R_V = 1{,}0~МОм$. Сопротивление амперметра $R_A^{2000\mu}=105{,}7~Ом$, $R_A^{20m}=15{,}8~Ом$, $R_A^{200m}=5{,}0~Ом$. Для разных типов мультиметра значения сопротивлений, а также количество режимов амперметра/вольтметра могут быть различны.

2  ^?? Снимите вольтамперную характеристику диода в прямом направлении (см. рисунок ниже) в максимально широком диапазоне значений напряжений, считая известным, что характеристики обоих диодов одинаковые. Необходимое количество точек — не менее 11. Старайтесь, чтобы точки располагались равномерно по напряжениям. При промежуточных измерениях обязательно изображайте соответствующие электрические схемы с обозначением приборов и их режимами. Используйте таблицы с описанием качественной и количественной информацией об измерениях.

В данном задании использовались германиевые диоды Д9Б, имеющие небольшое напряжение открытия.

Будем подключать к омметру различные комбинации из диодов (один диод, два последовательно или два параллельно соединенных диода). Параллельно омметру подключим вольтметр.
Снимем зависимость показаний омметра и вольтметра в зависимости от комбинации диодов и от режима омметра. Выведем формулы пересчета показаний этих приборов в силу тока и напряжение на одном диоде с учетом одинаковости диодов и «идеальности» вольтметра. «Идеальность» вольтметра здесь означает, что показания омметра (а значит статические сопротивления диодов) существенно меньше сопротивления вольтметра.

$№$	Комбинация диодов	Режим омметра	Показания омметра $R, кОм$	Показания вольтметра $U_V, мВ$	Формулы пересчета в силу тока и в напряжение на одном диоде	Сила тока через один из диодов $I, мА$	Напряжение на одном диоде $U, мВ$
1	один диод	$2000k$	21	5,8	$U = U_V$ $I = \frac{U_V}{R}$	0,000	5,8
2		$200k$	13,0	32,6		0,003	32,6
3		$20k$	5,07	82,8		0,016	82,8
4		$2000$	0,262	275		1,050	275
5		$200$	0,1824	304		1,667	304
6	два последовательно соединенных диода	$2000k$	36	12,6	$U = \frac{U_V}{2}$ $I = \frac{U_V}{R}$	0,000	6,3
7		$200k$	23,7	66,2		0,002	33,1
8		$20k$	10,98	152,8		0,014	76,4
9		$2000$	0,577	542		0,940	271
10	два параллельно соединенных диода	$2000k$	8	2,3	$U = U_V$ $I = \frac{1}{2}\cdot \frac{U_V}{R}$	0,000	2,3
11		$200k$	6,6	17,4		0,001	17,4
12		$20k$	3,16	58		0,009	58
13		$2000$	0,219	235		0,537	235
14		$200$	0,1553	265		0,853	265

 

 

Проблема полученных точек — их неравномерность по напряжениям. Мы имеем множество точек при напряжениях диода от 0 до 100 мВ и от 200 мВ до 300 мВ. Однако отсутствуют промежуточные точки, соответствующие выходу диода на режим открытия. Их можно получить, используя вместо вольтметра амперметр.

Подключим параллельно диод, омметр и амперметр в режиме $2000\mu$.

№	Схема соединения	Режим амперметра	Режим омметра	Показания амперметра $I_A, мА$	Показания омметра $R, Ом$	Формулы пересчета в силу тока и в напряжение на одном диоде	Сила тока через один диод $I, мА$	Напряжение на одном диоде $U, мВ$
1	Параллельно соединенные амперметр, омметр и один диод	$$2000\mu$$	$200~Ом$	1,656	94,5	$U = I_A R_A^{2000\mu}$ $I = I_A (\frac{R_A^{2000\mu}}{R}-1)$	0,196	175,0
2			$2000~Ом$	1,097	100		0,063	116,0
3	Параллельно соединенные диод 1, диод 2, амперметр и омметр		$200~Ом$	1,545	87,9	$U = I_A R_A^{2000\mu}$ $I = \frac{1}{2} I_A (\frac{R_A^{2000\mu}}{R}-1)$	0,156	163,3
4			$2000~Ом$	1,054	95		0,059	111,4

3  ^?? Постройте график полученной вами вольтамперной характеристики.

Построим график вольтамперной характеристики.