电路分析基础实验指导书

1电路分析基础实验指导书（电工123实验指导书节录）目录电路实验须知实验室安全用电知识实验一认识实验实验二元件伏安特性的测定实验三基尔霍夫定律实验四叠加原理实验五戴维南定理和诺顿定理的验证实验六RC一阶电路的响应测试实验七二阶动态电路响应的研究实验八用三表法测量电路等效参数实验九R、L、C串联谐振电路的研究实验十二端口网络测试2电路实验须知一、实验的目的和要求电路实验是电路课程重要教学环节，是在系统学习电路基本理论知识的基础上进行基本实验技能的训练环节，要求每个学生都必须严肃对待。对学生实验技能训练的具体要求是：l、能正确使用常用的电工仪表、电工设备及常用的电子仪器。2、能按电路图正确接线和查线。3、学习查阅手册，对常用的电子元器件和仪表，具有使用的基本知识。4、能准确读取实验数据，观察实验现象，测绘波形曲线。5、能整理分析实验数据，独立写出内容完整的、条理清楚的、整洁的实验报告。二、实验前学生应做的准备工作l、认真阅读实验指导书，明确实验目的，理解有关原理，熟悉实验电路、内容步骤及实验中的注意事项。2、完成实验指导-忙中有关预习要求的内容。3、做好数据记录表格等准备工作。三、实验总结报告的要求一律用学校规定的实验报告纸认真书写实验报告。实验报告的具体内容为：l、实验目的2、实验原理电路图及主要仪器设备的型号规格。3、课前完成的预习内容：包括指导书所要求的理论计算、回答问题、设计记录表格等。4、实验数据及处理：根据实验原始记录，整理实验数据，并按指导书要求加以必要处理。5、实验总结：完成指导书要求的总结、问题讨论及心得体会，如有曲线应用坐标纸绘出。四、实验规则l、严禁带电接线、拆线或改接线路。2、接线完毕后，要认真复查，确信无误后，经教师检查同意，方可接通电源进行实验。3、实验过程中如果发生事故，成立即关断电源，保持现场，报告指导教师。4、实验完毕后，先由本人检查实验数据是否符合要求，然后再请教师检查，经教师认可后才拆线，并将实验器材整理好。5、室内仪器设备不准任意搬动调换，非本次实验所用的仪器设备，未经教师允许不得动用。没有弄懂仪表，仪器及设备的使用方法前，不得贸然使用。若损坏仪器设备，必须立即报告教师，作书面检查，责任事故要酌情赔偿。6、实验期间要严肃认真，保持安静、整洁的学习环境。3实验室安全用电规则安全用电是实验中始终需要注意的重要问题。为了做好实验，确保人身和设备的安全，在做电路实验时，必须严格遵守下列安全用电规则：l、接线、改接线、拆线都必须在电源断开的情况下进行，即先接线后通电，先断电再拆线。2、在电路通电情况下，人体严禁接触电路中不绝缘的金属导线或连接点等带电部位。万一遇到触电事故，应立即切断电源，进行必要的处理。3、实验中，特别是设备刚投入运行时，要随时注意仪器设备的运行情况，如发现有报警现象等，应立即切断工作电源，并进行必要的复位处理，若遇到严重的情况请指导老师检查和处置。4实验一认识实验一、实验目的l、了解实验的组织工作及实验室规则2、熟悉实验装置的各类信号源与各种表计的使用3、学会使用电位器4、学习实验线路的连接方法5、掌握量程的概念6、熟悉电工实验室常用测量仪表的使用7、熟悉实验装置的网络教学软件介绍和使用二、实验设备名称数量电源屏1低压直流稳压电源1可调稳压源与稳流源1全智能函数信号发生器L直流电压、电流表L交流电压表L全智能精密可调负载L常规负载箱L交流毫伏表1示波器1三、实验内容及方法1、介绍高级电工实验装置的组成，总电源的开启方法2、介绍实验装置各类信号源的主要性能及使用方法3、介绍实验装置各种表计的主要性能及使用方法4、介绍电工实验常用测量仪表的使用(交流毫伏表、示波器)5、用直流稳压源输出一个直流电压信号(5V左右)，用直流电压表测量并记录相关数据6、用电源屏输出一个交流电压信号(50V)，用交流电压表与交流毫伏表分别进行测量，并进行比较7、用全智能函数信号发生器输出1KHz的正弦信号，其有效值为3v，并且用示波器观察该波形并要求记录波形，记录其峰蜂值58、如图1-1所示，搭建一实际电路。(1)将电阻调节到某数值，用稳压电源输出某一电压值。(0—30v)(2)根据所选的电压及电阻值计算理论电路流值。(3)用电流表的不同量程对该电路的电流进行测量，并记下所测的电流值(4)分别计算各个量程的误差。四、实验注意事项1、接线时，电流表应串联在线路中，电压表应并联在被测元上。2、合理选择量程，勿使表计超出量程。3、信号源的输出应由小至大，逐渐增大，实验结束信号源的输出应该归到零位4、稳压源的输出端不允许短路。5、注意测量仪表的选择。附：数据记录表格U=V，R=Ω，I理论：mA电流表的量程量程一量程二量程三量程四测量值绝对误差相对误差6实验二电路元件伏安特性的测绘一、实验目的1.学会识别常用电路元件的方法。2.掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测绘。3.掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。二、原理说明任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系I＝f(U)来表示，即用I-U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。1.线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图2-1中a所示，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。2.一般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温度的升高而增大，通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可相差几倍至十几倍，所以它的伏安特性如图2-1中b曲线所示。3.一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其伏安特性如图2-1中c所示。图2-1正向压降很小（一般的锗管约为0.2～0.3V，硅管约为0.5～0.7V），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十多至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。4.稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特别，如图2-1中d所示。在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将基本维持恒定，当外加的反向电压继续升高时其端电压仅有少量增加。注意：流过二极管或稳压二极管的电流不能超过管子的极限值，否则管子会被烧坏。三、实验设备0-10-20-300.51ICDbddDbCU(V)()7序号名称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源0~30V1DG042万用表FM-47或其他1自备3直流数字毫安表0~200mA1D314直流数字电压表0~200V1D315二极管IN40071DG096稳压管2CW511DG097白炽灯12V，0.1A1DG098线性电阻器200Ω，510Ω/8W1DG09四、实验内容1.测定线性电阻器的伏安特性按图2-2接线，调节稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓慢地增加，一直到10V，记下相应的电压表和电流表的读数UR、I。图2-2图2-3UR（V）0246810I（mA）2.测定非线性白炽灯泡的伏安特性将图2-2中的R换成一只12V，0.1A的灯泡，重复步骤1。UL为灯泡的端电压。UL（V）0.10.512345I（mA）3.测定半导体二极管的伏安特性按图2-3接线，R为限流电阻器。测二极管的正向特性时，其正向电流不得超过35mA，二极管D的正向施压UD+可在0～0.75V之间取值。在0.5～0.75V之间应多取几个测量点。测反向特性时，只需将图2-3中的二极管D反接，且其反向施压UD－可达30V。正向特性实验数据UD+(V)0.100.300.500.550.600.650.700.75I（mA）＋－UmA＋－R200ΩV＋－DIN4007＋－UmA＋－R1KV＋－8反向特性实验数据UD－(V)0-5-10-15-20-25-30I（mA）4.测定稳压二极管的伏安特性（1）正向特性实验：将图2-3中的二极管换成稳压二极管2CW51，重复实验内容3中的正向测量。UZ+为2CW51的正向施压。UZ+（V）I（mA）（2）反向特性实验：将图2-3中的R换成510Ω，2CW51反接，测量2CW51的反向特性。稳压电源的输出电压UO从0～20V，测量2CW51二端的电压UZ－及电流I，由UZ－可看出其稳压特性。UO(V)UZ－（V）I（mA）五、实验注意事项1.测二极管正向特性时，稳压电源输出应由小至大逐渐增加，应时刻注意电流表读数不得超过35mA。2.如果要测定2AP9的伏安特性，则正向特性的电压值应取0，0.10，0.13，0.15，0.17，0.19，0.21，0.24，0.30（V），反向特性的电压值取0，2，4，……，10(V)。3.进行不同实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程，勿使仪表超量程，仪表的极性亦不可接错。六、思考题1.线性电阻与非线性电阻的概念是什么？电阻器与二极管的伏安特性有何区别？2.设某器件伏安特性曲线的函数式为I＝f(U)，试问在逐点绘制曲线时，其坐标变量应如何放置？3.稳压二极管与普通二极管有何区别，其用途如何？4.在图2-3中，设U=2V，UD+=0.7V，则mA表读数为多少？七、实验报告1.根据各实验数据，分别在方格纸上绘制出光滑的伏安特性曲线。（其中二极管和稳压管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取为不同的比例尺）2.根据实验结果，总结、归纳被测各元件的特性。3.必要的误差分析。4.心得体会及其他。9实验三基尔霍夫定律的验证一、实验目的1.验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。2.学会用电流插头、插座测量各支路电流。二、原理说明基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI＝0；对任何一个闭合回路而言，应有ΣU＝0。运用上述定律时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此方向可预先任意设定。三、实验设备同实验五四、实验内容实验线路与实验五图3-1相同，用DG05挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。1.实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。图3-1中的I1、I2、I3的方向已设定。三个闭合回路的电流正方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。2.分别将两路直流稳压源接入电路，令U1＝6V，U2＝12V。3.熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”两端。4.将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。5.用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录之。被测量I1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)UFA(V)UAB(V)UAD(V)UCD(V)UDE(V)计算值测量值相对误差五、实验注意事项1.本实验需用到电流插座。2．所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。U1、U2也需测量，不应取电源本身的显示值。3.防止稳压电源两个输出端碰线短路。4.用指针式电压表或电流表测量电压或电流时，如果仪表指针反偏，则必须调换仪表极性，重新测量。此时指针正偏，可读得电压或电流值。若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值。但应注意：所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设10定的电流参考方向来判断。六、预习思考题1.根据图3-1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。2.实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，在什么情况下可能出现指针反偏，应如何处理？在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示呢？七、实验报告1.根据实验数据，选定节点A，验证KCL的正确性。2.根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。3.将支路和闭合回路的电流方向重新设定