黑盒子实验报告—设计性实验

黑盒子研究

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实验时间：

一、引言

黑盒子（暗盒实验箱）是判定电学元件实验中使用的密封元件盒，盒里的元件可能是：干电池、定值电阻、电容器、电感器（变压器）、半导体二极管。黑盒子实验需要我们依据不同类型电学元件的特性对元件进行判别，根据实验室提供的仪器自行设计方案，检测黑盒子内元器件类型和位置，再进一步确定元件的物理量数值。从而培养设计检测步骤及综合分析的能力。

二、实验任务

1.学习依据不同类型电学元件的特性对元件进行判别；

2.进一步熟悉数字万用表等电学仪表的使用；

3.培养设计检测步骤及综合分析的能力。

4根据实验室提供的仪器自行设计方案，检测黑盒子内元器件类型和位置，再进一步确定元件的物理量数值。

三、实验要求

1.查阅有关资料，了解电学元件的特性及对元件进行判别的常用设计方法；

2.根据本实验要求，熟悉相关电子元器件特性及参数，初步设计表格和实验方案；

四、实验测试仪器

1.5

JK型暗盒实验箱、2.数字式万用

表

五、实验内容设计

1.首先确定盒中有无电池，可用万用电表的电压档确定.若两端有电压,则可判断为电池,

2.判断有无二极管。可用万用电表的电阻档（*1K档或*10K档）测两接线柱间电阻，交换表笔之后再测量。若两测量数值相差较大，可确定为二极管。由于万用电表的红表笔接自带电源的正极，而黑表笔接自带电源的负极，如图三所示。则说明，有正常读数时，红表笔所对应的是二极管的正极。

3..判断有无电容。用万用表欧姆档（*100或*1K）测两个接线柱电阻，若出现断路且有放电现象，即表针先有一偏转马上又回到无穷，可确定有电容存在。

4.判断电阻。用万用电表欧姆档互换表笔两次测量两接线柱间电阻，若阻值不变，则两接线柱间可能有电阻。但是同时也得考虑在小电阻时是否为短，在对大电阻时是否为断路。用电流表和导线，以及一个定值电阻（用于保护检验电路），若干干电池形成一个回路来检测时否为电阻，如为电阻同时也可计算出电阻的阻值。

六、原始数据记录表格设计

数据现象

红笔位置9 10 11 12 13 14 15 16 黑笔位置10 9 12 11 14 13 16 15 数据现象

1 211 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12

13 14 15 16

七、数据处理方法

判定盒中元件类型，并写出测试记录和作出判定的依据，对于电池，要判定其正负极，并测出其电动势，对于二极管，要判定其正负极，并测出二极管的正向导通压降，如果判断元件为电容和电阻，要求测出其数值。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）

七、实验注意事项

1、万用电表各档位不能混用，不能用电流档和欧姆档直接测黑箱。

2、万用电表测量前一定要看清楚转换开关所置的位置防止烧坏表头。

3、测量过程中，接通电源前应先检查电路的安全性。

4、万用电表使用时应注意保护电表，尽可能从最安全的档开始测量，然后逐步换挡。

5、在测有电源时判断是电源还是为充电的电容时禁止用一段导线或

电流表接黑箱两端，避免烧坏电源。

八、实验误差分析（注意分类）

1、系统误差

（1）测量和读数的时候产生的误差

（2）实验仪器本身的误差

（3）实验者操作时的不当所导致的误差

2、偶然误差：

（1）计算时产生的误差

（2）将所测量的一对插孔弄混

（3）环境所造成的误差