vở thực hành vật lí 11 cơ bản

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.95 MB, 21 trang )

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 U0 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 R x 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:
ïìï U1 = E - rI1
í
ïïî 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 Φ4mm.
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 100Ω, 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, 10Ω, 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

100Ω

90Ω

80Ω

70Ω

60Ω

50Ω

U
I
Bảng 1
1. Xử lí kết quả phương án 1:
3

40Ω

30Ω

20Ω

10Ω

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

100Ω 90Ω

80Ω

70Ω

60Ω

50Ω

40Ω

30Ω

20Ω

10Ω

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 Þ 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 Rx ở vị trí giữa để có giá trị khoảng 50Ω. 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=10Ω +50Ω

Lần 1

Lần 2

Lần 3

I1
U1
Bảng 2
- Điều chỉnh biến trở Rx ở vị trí tận cùng tức lấy toàn bộ giá trị của biến trở là 100Ω.
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=10Ω +100Ω

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:

ïìï U1 = E - rI1
í
ïïî 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 Þ U 0 = E = .....................................(V )
E
U = 0 Þ 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 Þ xm =- b =- ( RA + R0 + r ) = ....................................(W)
b
x = 0 Þ 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 Ω - 0,5 W và đế.
3. Biến trở loại xoay từng mức (10 x 10 Ω).
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:
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................

- 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 TIÊU CỰ CỦA THẤU KÍNH PHÂN KỲ
16

Trường THPT Vĩnh Định

Tổ Lý-Công nghệ

I. MỤC ĐÍCH
- Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì.
- Rèn luyện kĩ năng sử dụng, lắp ráp, bố trí các linh kiện quang và kĩ năng tìm ảnh của vật
cho bởi thấu kính.
II. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì.
Để xác định tiêu cự của thấu kính phân kì, ta ghép nó đồng trục với thấu kính hội tụ sao cho
vị trí ảnh thật A1B1 của vật AB cho bởi thấu kính hội tụ nằm ở phía sau thấu kính phân kì và
nằm trong tiêu cự vật của thấu kính phân kì. Khi đó, trên màn ta thu được ảnh thật A2B2 của
vật A1B1 cho bởi thấu kính phân kì.
Sau khi đo các khoảng cách d và d’ từ ảnh thật A1B1 và ảnh thật A2B2 đến quang tâm O2 của
thấu kính phân kì (hình 2), tiêu cự ƒ của thấu kính phân kì được xác định theo công thức:

dd '
f =
d +d '

Hình 2: Xác định tiêu cự thấu kính phân kì
III. DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM
• Dụng cụ thí nghiệm
- Một băng quang học dài 1 000 mm, có gắn thước thẳng chia đến milimét.
- Một thấu kính hội tụ.
- Một thấu kính phân kì.
- Một đèn chiếu sáng 6 V – 8 W và các dây dẫn.
- Một nguồn điện 6 V – 3 A.
- Vật AB có dạng hình số 1 nằm trong lỗ tròn của tấm nhựa.
- Màn ảnh.
- Năm đế trượt để cắm đèn, vật, hai thấu kính và màn ảnh.
IV. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
17

Trường THPT Vĩnh Định
Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì

Tổ Lý-Công nghệ

Hình 4: Bộ thí nghiệm xác định tiêu cự của thấu kính phân kì
Tìm hiểu kĩ các dụng cụ để lắp đặt, bố trí thí nghiệm
Bước 1. Lắp đặt thí nghiệm.
- Bố trí đèn, vật AB (là hình số 1 trong lỗ tròn của tấm nhựa), thấu kính hội tụ và màn ảnh
sao cho thu được ảnh rõ nét nhất có kích thước nhỏ hơn vật trên màn. Đánh dấu vị trí A 1 của

ảnh thật A1B1 trên băng quang học .
- Đặt thấu kính phân kì vào trước màn và cách màn một khoảng d = 50 mm. Vị trí của thấu
kính phân kì được đánh dấu là điểm O 2 trên băng quang học. Dịch dần màn ra xa thấu kính
phân kì cho đến khi thu được ảnh rõ nét nhất trên màn. Đánh dấu vị trí A 2 trên băng quang
học, đó là vị trí của ảnh A2B2.
Khoảng cách O2A1 = d, khoảng cách O2A2 = d’. Đo và ghi vào bảng số liệu các khoảng cách

dd '
d, d’ . Tính tiêu cự của thấu kính phân kì theo công thức f =
và ghi vào bảng số
d +d '
liệu 2.
Bước 2. Lặp lại bước thí nghiệm trên hai lần bằng cách dịch vị trí của thấu kính phân kì ứng
với giá trị d gần với giá trị đo được ở trên. Đo các cặp giá trị d và d ’, sau đó tính ƒ trong từng
lần thí nghiệm. Ghi các kết quả nhận được vào bảng số liệu 2.
- Tính f và D f
- Tính các giá trị f và D f bằng các công thức:
f =

f1 + f 2 + f 3
f - n + f 2 - n + f3 - n
; Df = 1
3
3
f = f +D f

- Nhận xét kết quả thí nghiệm
V. CÁC VẤN ĐỀ CẦN CHÚ Ý
Xác định tiêu cự của thấu kính phân kì
- Cần phải lắp đặt tất cả phụ kiện (đèn, thấu kính, vật, màn...) đảm bảo đồng trục, nghĩa là

trục quang học của chúng trùng nhau và song song với băng quang học.
18

Trường THPT Vĩnh Định
Tổ Lý-Công nghệ
- Lựa chọn các vị trí thích hợp của nguồn sáng, vật AB, thấu kính hội tụ để hứng được rõ
nét ảnh thật A1B1 nhỏ hơn AB. Sau đó vặn các vít để chốt chặt vị trí của nguồn, vật AB, thấu
kính hội tụ
- Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm như: tính đồng trục của hệ, xác định các vị
trí đặt thấu kính phân kì, vị trí ảnh A1B1, vị trí màn ảnh để hứng ảnh A2B2 (để xác định d, d’).

BÀI BÁO CÁO
XÁC ĐỊNH TIÊU CỰ CỦA THẤU KÍNH PHÂN KỲ
Họ và tên :……………………………………; Lớp:………., ngày thực hành:………………
19

Trường THPT Vĩnh Định

Tổ Lý-Công nghệ

1. MỤC ĐÍCH
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
2. TÓM TẮT LÍ THUYẾT

Hình vẽ:
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................
Công thức tính.......................................................................................................................................
3. KẾT QUẢ
Lần thí nghiệm

d (mm)

d’ (mm)

ƒ (mm)

1
2
3
Trung bình

dd '
- Công thức sử dụng f =
d +d '

Tính f và D f
- Tính các giá trị f và D f bằng các công thức:
f =
Df =

f1 + f 2 + f 3
=………………………………………………….
3

f1 - n + f 2 - n + f 3 - n
3

=........................................................................

Tính sai số tỉ đối d
20

Trường THPT Vĩnh Định
d=

Tổ Lý-Công nghệ

Df
= ...................................
f

Kết luận
f = f ±D f =...........................................................(dùng quy tắc làm tròn số liệu)

.………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
4. CÂU HỎI
- Có thể xác định tiêu cự của thấu kính hội tụ L0 khi tiến hành thí nghiệm này được
không? Nếu biết em hãy nói rõ nội dung này thuộc phần nào của bài thí nghiệm.
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
- Có thể thực hiện phép đo tiêu cự f của thấu kính phân kỳ L bằng cách ghép nó
đồng trục với một thấu kính hội tụ L0, nhưng vật thật được đặt gần thấu kính hội tụ hơn so
với thấu kính phân kỳ được không? Nếu được, em hãy nói rõ các bươc tiến hành và vẽ hình
minh hoạ.
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................

vở thực hành vật lí 11 cơ bản

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về