ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

• До змісту відповідей

ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ. ПІДГОТОВКА ДО ЕКСПЕРИМЕНТУ

1. Уважно розгляньте електричне коло для дослідження залежності сили прямого струму, який проходить через діод, від поданої на діод напруги (рис. 1) та електричну схему цього кола (рис. 2).

Електричне коло складається з послідовно з’єднаних джерела постійного струму, ключа, реостата, амперметра та напівпровідникового діода, під’єднаного у прямому напрямку, а паралельно діоду підключений вольтметр для вимірювання напруги.

2. Перенесіть електричну схему (див. рис. 2) у зошит, поряд із кожним елементом поставте відповідну цифру (див. рис. 1).

ЕКСПЕРИМЕНТ

1. Складіть електричне коло за схемою на рис. 2.

Електричне коло було зібрано згідно з представленою схемою, яка включає послідовно з’єднані джерело постійного струму, ключ, повзунковий реостат, амперметр та напівпровідниковий діод, а також вольтметр, під’єднаний паралельно до діода.

2. Переміщуючи повзунок реостата, поступово збільшуйте напругу на діоді (щоразу приблизно на 0,1 В), почавши з мінімально можливого значення. Щоразу знімайте покази приладів і заносьте їх до таблиці.

3. Змініть полярність під’єднання джерела живлення, а відповідно, і амперметра та переконайтеся, що в цьому випадку стрілка амперметра майже не відхиляється.

Після зміни полярності під’єднання джерела живлення діод опинився у стані зворотного зміщення, внаслідок чого сила струму в колі стала близькою до нуля, а стрілка амперметра залишилася на початковій позначці.

ОПРАЦЮВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ЕКСПЕРИМЕНТУ

За результатами експерименту побудуйте графік залежності сили струму, що проходить через діод, від поданої на діод напруги для прямого ввімкнення діода.

Графік залежності сили струму від напруги (вольт-амперна характеристика) для прямого ввімкнення діода є нелінійним: при низьких значеннях напруги (до 0,4–0,5 В) сила струму зростає дуже повільно, а після досягнення порогового значення спостерігається стрімке зростання сили струму.

АНАЛІЗ ЕКСПЕРИМЕНТУ ТА ЙОГО РЕЗУЛЬТАТІВ

Проаналізувавши експеримент і його результати, зробіть висновок, у якому зазначте: 1) роботу якого пристрою ви досліджували; 2) чи однаково цей пристрій проводить електричний струм в обох напрямках; 3) чи є лінійною залежність сили струму в пристрої від поданої на нього напруги.

У результаті проведеного експерименту досліджено роботу напівпровідникового діода. Даний пристрій проводить електричний струм в одному напрямку (прямому) і чинить дуже великий опір струму в протилежному напрямку (зворотному), тому провідність діода в обох напрямках є неоднаковою. Залежність сили струму в діоді від поданої на нього напруги є нелінійною, що свідчить про невиконання закону Ома для цього напівпровідникового елемента.

ТВОРЧЕ ЗАВДАННЯ

Запропонуйте простий пристрій, за допомогою якого можна визначати напрямок електричного струму в колі (можна запропонувати декілька варіантів).

Першим варіантом пристрою є напівпровідниковий світлодіод, який пропускає струм і світиться лише за умови його під’єднання у прямому напрямку.

Другим варіантом є магнітна стрілка (компас), розміщена під провідником: за напрямком відхилення північного полюса стрілки, використовуючи правило правої руки, можна визначити напрямок струму в провіднику.

Третім варіантом є стрілочний гальванометр або амперметр постійного струму, оскільки напрямок відхилення стрілки приладу залежить від напрямку проходження електричного струму через нього.