Vở thực hành vật lí 11 nâng cao

  • Số trang: 31 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 219 |
  • Lượt tải: 0
dangvantuan

Đã đăng 42555 tài liệu

Mô tả:

Trường THPT Vĩnh Định BÀI 1: XÁC ĐỊNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG VÀ ĐIỆN TRỞ TRONG CỦA NGUỒN ĐIỆN Tổ Lý-Công nghệ I - MỤC ĐÍCH - Áp dụng định luật Ôm với toàn mạch để xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hóa. - Sử dụng đồng hồ đo hiện số để xác định các thông số của mạch điện. - Hiểu hơn về tính chất hoạt động của một pin điện hóa. II - CƠ SỞ LÍ THUYẾT Để xác định suất điện động và điện trở trong của pin, cần áp dụng định luật Ôm cho toàn mạch. Sơ đồ thực hành: E, r R0 V K R A Khi mạch điện hở thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn điện bằng suất điện động của nguồn. Tuy nhiên khi dùng vôn kế đo 2 cực của nguồn điện thì thực tế đã có dòng điện trong mạch đo của đồng hồ, tức là đã tạo nên mạch kín. Nhưng dòng điện trong trường hợp này là rất nhỏ, nếu điện trở nội của vôn kế rất lớn. Theo mức độ chính xác có thể xem U � E. Lúc đó r = E- U , khó xác định vì E – U  0 và I  0. I Để phép đo chính xác hơn và xác định được giá trị của sai số, ta có thể vận dụng định luật ôm cho toàn mạch để xác định E và r. Có thể có các phương án thực hiện sau: a) Phương án 1: Thực hiện đo các giá trị U và I tương ứng khi thay đổi R, ta vẽ đồ thị mô tả mối quan hệ đó, tức U = f(I). Áp dụng phương pháp xử lí kết quả đo được bằng đồ thị, ta vẽ được đường biểu diễn. (Ở đây dự đoán là một đường thẳng có dạng y=ax+b). Đường thẳng này sẽ cắt trục tung tại U0 và cắt trục hoành tại I m. Xác định giá trị của U 0 và Im trên các trục. Đồ thị vẽ được có dạng như hình sau: U U0 Im I Theo phương trình đồ thị, dựa vào công thức của định luật Ôm cho toàn mạch ta có: 1 Trường THPT Vĩnh Định U = E – I(R0 + r) Tổ Lý-Công nghệ Khi I = 0  U0 = E E R0 + r Khi U0 = 0  I m = Từ đó ta tính ra được E và r = E - I m R0 Im b) Phương án 2: Có thể sử dụng công thức định luật Ôm: I = Và viết dưới dạng: Hay y = E R + R0 + R A +r 1 1 = ( R + R0 + RA + r ) I E 1 ( x + b) với y = 1/I; E b = R0 + RA + r; x=R Như vậy, căn cứ vào các giá trị của Rx và I đo được ta suy ra giá trị của x và y để vẽ đồ thị. Áp dụng phương pháp xử lí kết quả đo được bằng đồ thị, ta vẽ được đường biểu diễn. Ở đây dự đoán là một đường thẳng có dạng y=ax+b (Xem hình vẽ). y y0 xm x Sau đó kéo dài đường thẳng của đồ thị cắt trục tung tại y 0 và trục hoành tại x0. Xác định toạ độ y0 và x0, đưa vào điều kiện của phương trình y = f(x), ta có: y = 0  x = xm = -b x = 0  y = y0 = b/E Như vậy ta có thể xác định E và r. Bổ sung phương án 3: Trong công thức định luật Ôm cho toàn mạch: U = E – Ir, U = IR N là hiệu điện thế mạch ngoài, theo sơ đồ thì RN = R0 + Rx. đã cho thấy mạch điện đo là mạch kín và có hai đại lượng cần xác định với một phương trình. Để có thể xác định được E và r, ta cần thực hiện các cặp giá trị U 1, I1 và U2, I2 lúc này ta có có 2 phương trình: � U1 = E - rI1 � � � U 2 = E - rI 2 � � E = U1 + rI1 � U2 = U1 + rI1 - rI2 = U1 + r (I1 - I2)  r= U 2 - U1 I1 - I 2 và E = U1E,+ rrI1 Mạch điện: R0 V 2 Rx K A Trường THPT Vĩnh Định Tổ Lý-Công nghệ III - DỤNG CỤ CẦN THIẾT 1. Hộp dụng cụ có bảng lắp rắp và khay linh kiện, cần lựa chọn các linh kiện sau: - 2 pin 1.5V và đế (1 pin mới và 1 pin cũ). - Điện trở 10 W và đế tương ứng với R0 trên sơ đồ. - Biến trở 100 W theo các mức thay đổi 10 W, tương ứng với Rx trên sơ đồ. - Bộ dây cắm phích đàn hồi 4mm. 2. Hai đồng hồ vạn năng, một dùng ở thang Vôn, một dùng ở thang Ampe. IV - GIỚI THIỆU DỤNG CỤ ĐO (sgk) V - TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Mạch điện và bảng số liệu cho Phương án 1và 2: E, r R0 V K Rx A - Dùng bộ dây nối có chốt cắm và các linh kiện mắc mạch theo như trên sơ đồ (theo bảng lắp ráp mạch điện của lớp 11). - Sau khi kiểm tra kĩ mạch lắp ráp, chọn vị trí biến trở ở vị trí 100, đồng hồ Vôn chọn thang DCV 20, còn đồng hồ Ampe chọn thang 200mA DC (Hai đồng hồ đều là loại vạn năng hiện số). - Đóng công tắc, và đọc các giá trị trên hai đồng hồ tương ứng với vị trí của biến trở (R x). - Tiếp tục với các vị trí của biến trở 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, xác định các giá trị tương ứng trên các đồng hồ. Mỗi lần thực hiện đều sử dụng công tắc để ngắt mạch điện và chờ vài giây sau mới đóng mạch để quá trình điện hóa ở trong pin ổn định và biến trở không bị dòng điện làm tăng nhiệt độ liên tục. - Ghi các giá trị vào bảng số liệu để xử lí theo các phương án 1 và 2. Rx 100 90 80 70 60 50 U I Bảng 1 1. Xử lí kết quả phương án 1: 3 40 30 20 10 Trường THPT Vĩnh Định Tổ Lý-Công nghệ - Dùng kết quả trong bảng 1 để vẽ đồ thị theo hệ trục tọa độ U và I. Hệ trục tọa độ cần lấy tỷ lệ xích chính xác để xác định các đại lượng U0 và Im. Từ phương trình của đường thẳng U = E – I(R0 + r) sẽ cắt hệ trục tọa độ tại hai điểm: Khi I = 0  U0 = E là giá trị đọc được trên trục tung. Khi U0 = 0  I m = E là giá trị đọc được trên trục hoành R0 + r Từ đó ta tính ra được E và r = E - I m R0 Im Đó là kết quả cần thực hành trong bài thí nghiệm này. 2. Xử lí kết quả phương án 2: Cũng với bảng 1 số liệu của bài này, hãy thực hiện vẽ đồ thị và tính toán theo phương trình y = f(x). Các điểm của đồ thị là: X = Rx 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 I Y =1/I y = 0  x = xm = -b (xác định trên đồ thị) x = 0  y = y0 = b/E (xác định trên đồ thị) Dùng đồng hồ Vôn đo điện áp hai đầu của đồng hồ Ampe để xác định RA = U/I Với các kết quả thu được ta tính r theo biểu thức sau: b = R0 + RA + r � r = b – (R0 + RA) Còn E = b/y0 3. Mạch điện và bảng số liệu phương án 3: E, r V R0 K Rx A - Mắc mạch điện theo sơ đồ trên: chú ý các cực tính và thang đo của đồng hồ. Đối với vị trí của vôn kế, đồng hồ đặt ở thang DCV mức 20, còn với vị trí ampe kế đồng hồ đặt ở thang DCA mức 10A (cực âm ở COM, cực dương ở 10A DC của đồng hồ DT 830B). 4 Trường THPT Vĩnh Định Tổ Lý-Công nghệ - Điều chỉnh biến trở R x ở vị trí giữa để có giá trị khoảng 50. Đóng công tắc, gạt núm bất của A và V sang vị trí ON. Chờ thời gian ngắn khi giá trị số đo trên Ampe kế và Vôn kế ổn định đọc và ghi kết quả vào bảng. Sau đó gạt công tắc các đồng hồ về OFF. - Ghi kết quả vào bảng sau: RN=10 +50 Lần 1 Lần 2 Lần 3 I1 U1 Bảng 2 - Điều chỉnh biến trở R x ở vị trí tận cùng tức lấy toàn bộ giá trị của biến trở là 100. Đóng công tắc, gạt công tắc của các đồng hồ về ON. Chờ ổn định và đọc ghi kết quả vào bảng sau. Sau đó gạt công tắc đồng hồ về OFF và ngắt công tắc chạy của mạch. RN=10 +100 Lần 1 Lần 2 Lần 3 I2 U2 Bảng 3 Với bảng 2 và bảng 3 số liệu, dựa theo hệ phương trình sau để tính toán kết quả: U1 = E - rI1 � � � � U 2 = E - rI 2 � � E = U1 + rI1 � U2 = U1 + rI1 - rI2 = U1 + r (I1 - I2)  r= U 2 - U1 I1 - I 2 và E = U1 + rI1 * Các điểm cần lưu ý - Đồng hồ hiện số có đặc điểm khá nhạy với sự thay đổi điện áp hay dòng điện, vì vậy khi đọc giá trị cần chờ thông số ổn định mới. - Khi thực hiện lấy số liệu theo từng mức của biến trở, nên chú ý sử dụng công tắc hợp lí để tránh dòng điện chạy qua các điện trở lâu làm cho trị số của nó thay đổi. - Cần chọn thang đo dòng điện hợp lý, nếu dòng đo lớn hơn mức của thang đo sẽ làm cho ampe kế ngắt mạch. - Pin mới và pin cũ có điện trở trong khác nhau, điều đó sẽ làm cho kết quả của các pin khác nhau. - Các điểm vẽ được trên đồ thị thực tế có thể không cùng trên đường thẳng, vì vậy khi nối dài để cắt các trục đồ thị (phương án 1 và 2) cần chọn hướng trung bình của vài điểm cuối . BÀI BÁO CÁO XÁC ĐỊNH SUẤT ĐIỆN ĐỘNG VÀ ĐIỆN TRỞ TRONG CỦA MỘT PIN ĐIỆN HÓA Họ và tên :……………………………………; Lớp:………., ngày thực hành:……………… I. MỤC TIÊU 5 Trường THPT Vĩnh Định Tổ Lý-Công nghệ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ II. BẢNG KẾT QUẢ : Giá trị : R0 = …………….( Ω); RA = …………..( Ω) X = R (Ω) I ( 10-3) A U (V) y = I-1 ( A-1) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 III. XÁC ĐỊNH ξ VÀ r THEO HAI PHƯƠNG ÁN : 1. PHƯƠNG ÁN 1 : a. Vẽ đồ thị U = f(I) b. Nhận xét và kết luận : ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ 6 Trường THPT Vĩnh Định Tổ Lý-Công nghệ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ c. Xác định giao điểm của đồ thị với trục tung và trục hoành, từ đó suy ra giá trị của ξ và r: I = 0 � U 0 = E = .....................................(V ) E U = 0 � Im = = ..................................................(V ) R0 + r Từ đó suy ra: E =…………………..(V); r = ………………………..( W) 2. PHƯƠNG ÁN 2 : a. Vẽ đồ thị y = f(x) b. Nhận xét và kết luận : ................................................................................................................................................... c. Xác định giao điểm của đồ thị với trục tung và trục hoành, từ đó suy ra giá trị của ξ và r: y = 0 � xm =- b =- ( RA + R0 + r ) = ....................................(W) b x = 0 � y0 = = .........................................(W/ V ) E Từ đó suy ra: E = ………………………….(V); r = ……………………..( W) ................................................................................................................................................... III. TRẢ LỜI CÂU HỎI : Câu 1: Tại sao có thể mắc nối tiếp vôn kế với pin điện hoá thành mạch kín để đo hiệu đện thế U giữa hai cực của pin, nhưng không được mắc nối tiếp miliampe kế với pin thành mạch kín để đo cường độ dòng diện chạy trong pin? ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ 7 Trường THPT Vĩnh Định Tổ Lý-Công nghệ Câu 2 : Tại sao phải mắc thêm điện trở bảo vệ R0 nối tiếp với pin điện hoá trong mạch điện? ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ BÀI 2 : KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CHỈNH LƯU CỦA ĐIÔT BÁN DẪN VÀ ĐẶC TÍNH KHUẾCH ĐẠI CỦA TRANZITO A. KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CHỈNH LƯU CỦA ĐIỐT BÁN DẪN 8 Trường THPT Vĩnh Định Tổ Lý-Công nghệ I - MỤC ĐÍCH - Khảo sát đặc tính chỉnh lưu của điôt - Vẽ đặc tuyến Vôn-Ampe của điôt II - CƠ SỞ LÍ THUYẾT Chất bán dẫn và tính chất Chất bán dẫn là chất có điện trở suất nằm trong khoảng trung gian giữa kim loại và chất điện môi. Các chất bán dẫn tinh khiết điển hình là gecmani (Ge) và silic (Si). Từ sách Vật lí lớp 11 ta đã biết dòng điện trong chất bán dẫn, các đặc điểm của chất bán dẫn tinh khiết và bán dẫn có tạp chất, chất bán dẫn loại n, loại p và lớp chuyển tiếp p-n cũng như các hiện tượng vật lí xảy ra trong chất bán dẫn. Điôt bán dẫn Điôt bán dẫn thực chất là một lớp chuyển tiếp p-n. Nó chỉ cho dòng điện đi qua theo chiều từ p sang n. Ta nói điôt bán dẫn có tính chỉnh lưu. Với tính chất này nó được thương dùng để lắp mạch chỉnh lưu, biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Điôt bán dẫn có nhiều loại như loại chỉnh lưu, loại tách sóng, loại ổn áp, loại phát quang…, về nguyên lí chung thì chúng đều ứng dụng bán dẫn có một lớp chuyển tiếp p-n. Chất bán dẫn là nguyên liệu để sản xuất ra các loại linh kiện bán dẫn như Diode (điôt), Transistor (Tranzito), IC để dùng trong các thiết bị điện tử ngày nay. Dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n Dòng điện thuận và dòng điện ngược qua lớp chuyển tiếp p-n - Ta mắc hai đầu của mẫu bán dẫn ghép p-n vào một nguồn điện có hiệu điện thế U, sao cho cực dương của nguồn nối với bán dẫn p, cực âm nối với bán dẫn n, như trên hình r sau. Điện trường ngoài E n do nguồn điện gây ra tại lớp chuyển tiếp p-n ngược chiều với r điện trường trong E của lớp chuyển tiếp, do đó làm yếu điện trường trong. Kết quả là dòng chuyển dời của các hạt mang điện đa số được tăng cường. Dòng các hạt đa số gây nên dòng điện I có cường độ lớn chạy theo chiều từ bán dẫn p sang bán dẫn n. Đó là dòng điện thuận. Dòng điện này do hiệu điện thế thuận của nguồn điện gây nên và tăng nhanh khi hiệu điện thế tăng. Đây là trường hợp lớp chuyển tiếp p-n mắc theo chiều thuận (còn gọi là lớp chuyển tiếp p-n được phân cực thuận). p r En n Lớp chuyển tiếp p-n mắc vào nguồn điện theo chiều thuận -Ta đổi cực của nguồn điện mắc vào mẫu bán dẫn, tức là mắc cực dương vào bán dẫn r r n, cực âm vào bán dẫn p. Điện trường ngoài E n cùng chiều với điện trường trong E , làm tăng cường điện trường trong. Chuyển dời của các hạt thiểu số được tăng cường, ngược lại, chuyển dời của các hạt đa số hoàn toàn bị ngăn cản. Qua lớp chuyển tiếp có dòng các hạt mang điện thiểu số, gây nên dòng điện I chạy từ phía n sang phía p. Dòng điện này có cường độ rất nhỏ và hầu như không thay đổi khi ta tăng hiệu điện thế U. Đó là dòng điện ngược, do hiệu điện thế ngược của nguồn gây nên. Đây là trường hợp lớp chuyển tiếp p-n mắc theo 9 Trường THPT Vĩnh Định Tổ Lý-Công nghệ chiều ngược (hay phân cực ngược). Như vậy, dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n mắc theo chiều thuận (từ p sang n) có cường độ lớn, dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n mắc theo chiều ngược có cường độ rất nhỏ. Lớp chuyển tiếp p-n dẫn điện tốt theo một chiều, từ p sang n. Lớp chuyển tiếp p-n có tính chất chỉnh lưu. Kí hiệu và một số hình dạng của điôt bán dẫn Thông thường, dụng cụ bán dẫn có hai cực, sử dụng lớp chuyển tiếp p-n, được gọi là điôt bán dẫn. Dưới đây là một số hình dạng và kí hiệu của điôt bán dẫn. Kí hiệu điôt Điôt được ứng dụng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều, tách sóng, biến điệu… Đối với điôt chỉnh lưu thường làm bằng tấm Si tinh thể, trên đó bằng phương pháp khuếch tán tạp chất, người ta tạo nên lớp chuyển tiếp p-n. Để điôt có thể làm việc với cường độ dòng điện lớn, lớp chuyển tiếp p-n cần có tiết diện lớn. Nhiệt độ càng cao, tác dụng chỉnh lưu càng kém, nên để giữ cho điôt không nóng lên quá do hiệu ứng Jun-Lenxơ của dòng điện, người ta mắc bộ phận tản nhiệt vào điôt. Điôt chỉnh lưu dùng loại tiếp mặt, tức lớp tiếp xúc p-n có bề mặt lớn. Điôt tách sóng là một loại điôt dùng để tách tín hiệu ra khỏi sóng mang cao tần, chẳng hạn trong các máy thu thanh, máy thu hình. Điôt tách sóng làm việc với các dòng điện nhỏ, nhưng tần số cao, nên lớp chuyển tiếp cần có tiết diện nhỏ để giảm điện dung của lớp p-n. Thường dùng điôt tiếp điểm, tức lớp tiếp xúc p-n có tiết diện nhỏ. Đo kiểm tra điôt  Đặt đồng hồ ở thang x 1Ω (loại đồng hồ điện động hiển thị bằng kim), hoặc ở thang điôt (đồng hồ hiện số), đặt hai que đo vào hai đầu điôt, nếu:  Đặt hai que đo đỏ và đen vào 2 cực khác nhau của điôt (lần 1), cũng làm như vậy nhưng đổi lại cực của điôt (lần 2). Nếu hai lần đo mà thấy kim chỉ lên có một lần thì điôt tốt.  Nếu đo cả hai lần kim lên gần bằng 0Ω thì điôt bị chập.  Đối với lần kim không lên, nếu để thang 1KΩ mà đo mà kim vẫn lên một chút là thì điôt bị rò. Để hiểu kỹ hơn về đặc tính của điôt, cần khảo sát mối quan hệ dòng và điện thế qua nó, tức là khảo sát đường đặc trưng Vôn-Ampe. III - DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM Bộ dụng cụ điện lớp 11 THPT, được duyệt mua sắm, với các chi tiết sau: 1. Hộp gỗ (350 x 200 x 150)mm có bảng lắp ráp mạch điện. 2. Điện trở 820  - 0,5 W và đế. 3. Biến trở loại xoay từng mức (10 x 10 ). 4. Điôt chỉnh lưu loại D4007. 5. Biến thế nguồn dùng chốt ra một chiều. 6. Hai đồng hồ vạn năng hiện số D 830. 10 Trường THPT Vĩnh Định 7. Bộ dây nối có phích cắm đàn hồi. Tổ Lý-Công nghệ IV. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 1. Tiến hành mắc sơ đồ khảo sát R0 R0 K K Đ U V U Đ V R R A A b) a) Sơ đồ a) dùng để khảo sát tính chất dòng điện thuận qua điôt, còn sơ đồ b) dùng khảo sát tính chất dòng điện ngược qua điôt. Trong đó: - Nguồn điện U đặt ở chốt 6 V một chiều. - Biến trở R sử dụng kiểu phân áp, tức sử dụng dạng 3 chốt cắm. - Vôn kế V dùng đồng hồ vạn năng DT 830 đặt ở thang đo DCV 20 và chú ý các cực đúng như trên sơ đồ. - Ampe kế A dùng đồng hồ vạn năng DT 830 đặt ở thang DCA 20m và chú ý các cực tình như trên sơ đồ. - Trong hai sơ đồ trên có khác nhau về đặc tính kỹ thuật, đó là dòng thuận lớn còn dòng ngược rất nhỏ. Do vậy ampe kế trường hợp đo dòng điện ngược cần mắc vào nhánh của điôt để tránh đo cả dòng qua vôn kế. 2. Khảo sát dòng điện thuận qua điôt - Dùng sơ đồ a). Tiến hành điều chỉnh biến trở con chạy để có các giá trị của U và giá trị I tương ứng. Nếu sử dụng biến trở theo các mức thì thay đổi các mức giá trị điện áp 1V, 2V, 3V, 4V, 5V bằng cách thay đổi vị trí chốt cắm giữa của biến trở R. Đọc các giá trị tương 11 Trường THPT Vĩnh Định Tổ Lý-Công nghệ ứng trên ampe kế và ghi vào bảng sau. Chú ý thời gian thao tác nên nhanh chóng tránh để điôt nóng lên nhiều làm thay đổi tính chất của nó. U 1V 2V 3V 4V 5V I - Vẽ đồ thị theo các giá trị trong bảng, với hai trục tương ứng U và I. 3. Khảo sát dòng điện ngược qua điôt Dùng sơ đồ b). Các bước tiến hành tương tự như trên. Có thể dùng các mức điện áp rộng hơn như: 2V, 4V, 6V, 8V, 10V. - Vẽ đồ thị cùng với hệ trục toạ độ của dòng điện thuận qua điôt. - So sánh đường đặc trưng Vôn-Ampe thực nghiệm với đường lí thuyết có dạng sau: I Uđt U U0 B. KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH KHUẾCH ĐẠI CỦA TRANZITO I. MỤC ĐÍCH - Khảo sát đặc tính khuếch đại của tranzito bằng một mạch điện đơn giản. - Xác định hệ số khuếch đại của mạch tranzito II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT - Tranzito (lưỡng cực) n-p-n là dụng cụ bán dẫn, được cấu tạo từ một tinh thể bán dẫn có một miền mang tính dẫn p rất mỏng kẹp giữa hai miền mang tính dẫn n. - Điện cực nối với miền n có mật độ electron rất lớn gọi là cực eemitơ E, điện cực nối với miền n còn lại gọi là cực colectơ C, điện cực nối với miền p ở giữa gọi là cực bazơ B. Tranzito n-p-n ký hiệu như hình vẽ: - Để tranzito hoạt động, ta phải đặt nguồn điện có hiệu điện thế U1 vào giữa hai cực B-E và phải đặt nguồn điện có hiệu điện thế U2 (với U2>U1) vào giữa hai cực C-E, sao cho lớp chuyển tiếp B-E phân cực thuận và lớp chuyển tiếp C-B phân cực ngược. Tranzito có tác 12 Trường THPT Vĩnh Định Tổ Lý-Công nghệ dụng khuếch đại cường độ dòng điện hoặc hiệu điện thế - gọi chung là khuếch đại tín hiệu điện. - Trong thí nghiệm này, ta sử dụng đồng hồ đo điện đa năng hiện số để khảo sát đặc tính khuếch đại dòng điện của tranzito n-p-n bằng một mạch điện đơn giản. III. DỤNG CỤ Bộ thí nghiệm “Khảo sát đặc tính khuếch đại của tranzito” - Tranzito lưỡng cực n-p-n. - Nguồn điện U (AC-DC: 0-3-6-9-12V/3A) - Biến trở núm xoay R - Điện trở RB=220K W; RC=680 W. - 2 đồng hồ đo điện đa năng hiện số. - Bảng lắp ráp mạch điện. - Dây nối, khoá K. IV. TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM 1. Mắc tranzito n-p-n và các đồng hồ đo điện đa năng hiện số theo hình vẽ, trong đó chú ý đặt đúng: - Khoá K ở vị trí OFF. - Nguồn điện U ở vị trí 9V một chiều. - Biến trở R nối với hai cực dương và âm của nguồn điện một chiều U theo kiểu phân áp. - Micrôampe kế A1 ở vị trí DCA 200 m, mắc nối tiếp với điện trở RB=220k W và cực bazơ B của tranzito. - Miliampe kế A2 ở vị trí DCA 20m, mắc nối tiếp với điện trở RC=680 W và cực colectơ C của tranzito. 2. Gạt công tắc của nguồn điện U về bên phải. Đóng khoá K và vặn núm xoay của biến trở R đến vị trí sao cho micrôampe kế A1 chỉ cường độ dòng điện IB lớn nhất. Ghi giá trị tương ứng của dòng điện IB trên micrôampe kế A1 và cường độ dòng điện IC trên miliampe kế A2 vào bảng thực hành 18.2. 3. Thực hiện năm lần động tác trên, mỗi lần lại thay đổi vị trí núm xoay của biến trở R từ 100 W đến 50 W (mỗi lần giảm 10 W) để giảm dần cường độ dòng điện IB. Ghi giá trị tương ứng của cường độ dòng điện IB và cường độ dòng điện IC vào bảng thực hành 18.2. 4. Tắt điện của các đồng hồ hiện số A1, A2 và nguồn điện một chiều U khi thực hiện xong các phép đo. BÀI BÁO CÁO KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CHỈNH LƯU CỦA ĐIỐT BÁN DẪN VÀ ĐẶC TÍNH KHUẾCH ĐẠI CỦA TRAN ZITO 13 Trường THPT Vĩnh Định Tổ Lý-Công nghệ Họ và tên :……………………………………; Lớp:………., ngày thực hành:……………… I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ II. NGUYÊN TẮC: ( VẼ CÁC MẠCH ĐIỆN) A. ĐẶC TÍNH CHỈNH LƯU CỦA DIODE : B. ĐẶC TÍNH KHUẾCH ĐẠI CỦA TRANSISTOR: III. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: A. ĐẶC TÍNH CHỈNH LƯU CỦA DIODE BÁN DẪN: DIODE PHÂN CỰC THUẬN U (V) - DIODE PHÂN CỰC NGƯỢC Ith(mA) U (V) Vẽ đồ thị I = f(U) : 14 Ing (μA) Trường THPT Vĩnh Định Tổ Lý-Công nghệ - Từ đồ thị rút ra nhận xét và kết luận : ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ B. ĐẶC TÍNH KHUẾCH ĐẠI CỦA TRANSISTOR: RC = ………………. Lần TN 1 2 3 4 5 IB (μA) IC (Ma) β = IC/IB - - Tính giá trị trung bình của β và sai số lớn nhất của phép đo : b = ...................................................................................................................................... ( D b) max =............................................................................................................................. Ghi kết quả của phép đo: b = b �( b) max = .......................... �................................... ....................................................... Vẽ đồ thị IC = f(IB) : 15 Trường THPT Vĩnh Định Tổ Lý-Công nghệ C. Câu hỏi: 1. Điốt chỉnh lưu có đặc tính gì? Hãy nói rõ chiều của dòng điện chạy qua điốt này. Giải thích tại sao? ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ 2. Tranzito có đặc tính gì? Muốn dùng tranzito n-p-n để khuếch đại dòng điện, ta phải nối các cực của nó với nguồn điện như thế nào? ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ BÀI 3: XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN NẰM NGANG CỦA TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT 16 Trường THPT Vĩnh Định Tổ Lý-Công nghệ I - MỤC ĐÍCH - Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của la bàn tang (điện kế tang). - Dùng la bàn tang và máy đo điện đa năng hiện số để xác định thành phần nằm ngang của từ trường trái đất. II - CƠ SỞ LÍ THUYẾT - Nếu đặt một kim nam châm trong lòng một cuộn dây có dòng điện thì kim nam châm sẻ chịu tác dụng đồng thời của từ trường Trái Đất và từ trường của cuôn dây. - Kim nam châm sẻ bị định hướng theo phương và chiều từ trường tổng hợp của từ trường Trái Đất và từ trường cuộn dây. - Để xác định thành phần nằm ngang của từ trường Trái Đất, ta có thể dùng la bàn tang có nguyên tắc cấu tạo và hoạt động như hình dưới. Trong đó: -1: I e và I �: Cuộn dây có dòng điện I với chiều như kí hiệu trên hình vẽ. - 2: Kim nam châm - 3: Thước đo góc - 4: Kim chỉ thị (gắn vuông góc với kim nam châm) ur - BT : Từ trường Trái Đất (thành phần nằm ngang) ur - BC : Từ trường cuộn dây. Khi đặt mặt phẳng cuộn dây trùng với mặt phẳng kinh tuyến từ, ta có thể xác định được B T theo công thức: BT = BC NI = 4p.10- 7. , trong đó: tan b d tan b N là số vòng dây của cuộn dây dẫn, I là cường độ dòng điện qua cuộn dây, d là đường kính cuộn dây, b là góc quay của kim nam châm so với vị trí ban đầu chưa có dòng điện chạy qua cuộn dây. III - DỤNG CỤ CẦN THIẾT + La bàn tang có N = 100, 200, 300 vòng dây; đường kính d  160 mm. + Máy đo điện đa năng hiện số. + Nguồn điện một chiều 6 V– 1250 mA. + Chiết áp điện tử để thay đổi U IV - GIỚI THIỆU DỤNG CỤ ĐO 1. La bàn tang - Khung dây tròn có 3 đầu ra với các bó dây 100, 200, 300 vòng (1-2: 200 vòng, 2-3: 100 vòng, 1-3: 300 vòng) - Kim nam châm gắn vuông góc với kim chỉ thị - Hộp la bàn 2. Chiết áp điện tử 17 Trường THPT Vĩnh Định -Điện áp xoay chiều 6 – 12 V -Điện áp ra một chiều 0 – 6 V, dòng cực đại 150 mA Tổ Lý-Công nghệ V - TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM - Bố trí thí nghiệm như hình dưới: - Điều chỉnh la bàn tang sao cho mặt thước đo góc thật sự nằm ngang, kim nam châm nằm trong mặt phẳng cuộn dây (chưa có dòng điện), khi đó kim chỉ thị chỉ số 0 0. Giữ nguyên vị trí la bàn trong suốt quá trình thí nghiệm. - Mắc nối tiếp cuộn dây có N 12=200 vòng của la bàn tang với ampe kế, rồi nối vào nguồn điện. - Tăng U để kim chỉ b =450 ghi giá trị I’(mA). Giảm U về 0. - Đảo cực nối vào la bàn tang (đổi chiều I qua cuộn dây); tăng U để kim chỉ góc b =450, ghi giá trị I’’(mA). Giảm U=0. - Tính giá trị trung bình I = (I’ + I’’)/2 và BT= 4π.10-7NI/dtanb - Lặp lại quá trình trên 2 lần. Tính giá trị trung bình BT; DBT - Lặp lại các bước thí nghiệm với các cuộn dây: N13 = 300 vòng, N23 = 100 vòng BÀI BÁO CÁO XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN NẰM NGANG CỦA TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT Họ và tên :……………………………………; Lớp:………., ngày thực hành:……………… I. MỤC ĐÍCH 18 Trường THPT Vĩnh Định Tổ Lý-Công nghệ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT (Tóm tắt lý thuyết, vẽ hình, viết công thức). ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ II. KẾT QUẢ : - Tiến hành các bước thí nghiệm và điền vào các bảng sau: Bảng 1: N12 = 200 I’(mA) I’’(mA) ITB(mA) BT (T) DBT(T) 1 2 3 TB BT = BT �D BT = .............................................. Bảng 2: N13 = 300 I’(mA) I’’(mA) ITB(mA) 1 19 BT (T) DBT(T) Trường THPT Vĩnh Định Tổ Lý-Công nghệ 2 3 TB BT = BT �D BT = .............................................. Bảng 3: N23 = 100 I’(mA) I’’(mA) ITB(mA) BT (T) DBT(T) 1 2 3 TB BT = BT �D BT = .............................................. ( Tính các giá trị trung bình theo công thức sau: BT = BT1 + BT2 + BT3 3 ; D BT = BTmax - BTmin 2 ) - Nhận xét: + So sánh kết quả ở ba bảng và rút ra kết luận. ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................ III. TRẢ LỜI CÂU HỎI : Câu 1: Tại sao dùng la bàn tang, ta không thể xác định thành phần thẳng đứng của từ trường Trái Đất? ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ 20
- Xem thêm -