验证基尔霍夫定律与叠加原理的实验计划书

1 验证基尔霍夫定律与叠加原理的实验计划书 实验一 基尔霍夫定律与叠加原理 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的方法。 3、验证叠加原理的正确性，加深对定理的理解。 二、实验仪器与设备 序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 直流稳压电源 1 直流可调稳压电源 1 基本电路定律及分析 1 直流数字电压表 1 直流数字电流表 1 、实验原理 1、基尔霍夫电流定律（ 在集总电路中，任何时刻，对任一结点，所有流出结点的支路电流的代数和恒等于零。即 0I 同时规定：流出结点的电流为正，则流入结点的电流为负。 2、基尔霍夫电压定律（ 在集总电路中，任何时刻，对任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零。即 0U 上式取和时，需要指定一个回路的绕行方向，凡支路电压的参考方向与回路的绕行方向一致者，该电压前面取“ +”号；支路电压的参考方向与回路的绕行方向相反者，前面取“”号。 2 四、实验内容与方法 (一 )基尔 霍夫定律的验证 实验线路如图 2图 2法步骤如下： 5100000图2、实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图中的 并熟悉线路结构，掌握各开关的操作使用方法。 （注：开关 路短路；开关向外扳，接通电源） 2、分别将两路直流电压源（一路如 +12V，另一路，如 0 30并令 12V， 6V。 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，填入表 2 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，记录于表2 6、对结点 ,验证基尔霍夫电流定律（ 并计算产生的误差。分别验证三个回路的基尔霍夫电压定律（ 将产生的误差填入表中。 表 2验证基尔霍夫电流定律和电压定律 测量项目 I1(m A) I2(m A) I3(结点 b 电流 量值 测量项目 路 路 路 量值 U= U= U= (二 )叠加原理的验证 3 1、实验线路如图 2 5100000图2）按图 2 +12可调直流稳压电源，调至 +6V。 2）令 源单独作用时 (将开关 向 ，开关 向短路侧 )，用直流电压表和电流表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表 2 3）令 开关 关 2 侧），重复实验步骤 2的测量和记录。 4）令 同作用（开关 别投向 ），重复 上述的测量和记录。 5）将验证数据时产生的误差，填入表中，并分析之。 表 2验证叠加定理 测量项目 实验内容 23m A ) ) ) 独作用 独作用 验证叠加定理 五、实验注意事项 1、 所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘指示值为准。 2、 防止电压源两端碰线短路。 3、 若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表时的“ +、 4 ”极性。倘若不换接极性，则电表指针可能反偏（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针可正偏，但读得的电流值必须冠以负号。 4、用电流插头测量各支路电流时，应该注意仪表的极性，及数据表格中“ +“、“ -”号的记录。 5、注意仪表量程的及时更换。 六、预习思考题 1、根据图 2电路参数，计算出待测的电流 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，若用万用表直流毫安档测量各支路电流，什么情况下可能出现毫安表指针反偏，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？ 3、叠加原理中 实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（ 2）置零（短接）？ 4、实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗 ?为什么？ 七、实验报告要求 1、 根据实验数据，选定实验电路中的任一个节点，验证 2、 根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭 合回路，验证 3、误差原因分析。 4、根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳。总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。 5、各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据，进行计算并作出结论。 5 实验二 、串联谐振电路的研究 一、实验目的 1、 用实验的方法验证在电阻、电感和电容元件在串联的电路中，总电压等于各元件上电压的相量和；在电阻、电感和电容并联的电路中，总电流等于通过各元件电流的相量和，总电压 (电流 )的有效值不等于分电压 (电流 )之和。 2、 研究电阻、电感和电容串联与并联电路中，总电压和总电流与分电压、分电流之间的关系。 二、实验仪器与设备 1、 万用表 1块 2、 电工实验装置 (实验挂板 三、实验预习要求 1、阅读实验指导书和教材的有关内容，了解本次实验的任务和方法。 2、计算串联电路的总阻抗和并联电路的总导纳。 3、分别计算出 联电路的电压和电流的有效值。 四、实验原理 1、正弦电流通过电阻、电感和电容串联的电路时，电路 两端的总电压相量等于各元件电压相量之和。 ( ) =+=+= 电路的总阻抗和阻抗角为 ( )=+2、当正弦电压加于电阻、电感和电容并联的电路时，总电流等于通过各元件中电流的相量之和。 1+1(=+= 6 电路的总导纳为 Y = G j( 五、实验内容与方法 1、电阻与电容串联电路。 按图 4线。调节外加交流电压 U 50V 和 80V，测出电流及电阻、电容两端电压值，记录于表 4中： R 150， C 或 。 表 4 电阻与电容串联数据 U（ V） C I（ 50V 80V 通过以上数据验证并说明 U、 2、电阻、电感与电容串联电路。 按图 4线。调节外加交流电压 U 50V 和 80V，测出电路中电流 I 及各元件上的电压值，记录于表 4中： R 150， C=10 F(任选其一 )，L= 验证总电压 U 回答： 之间的关系。 表 4 电阻、电感与电容串联数据 U（ V） C (50V L 220V/50=80V R C A 交流调压器 I 图 4 220V/50=50V R C A 交流调压器 I 图 47 80V 3、 R、 L、 C 按图 4节外加交流电压 U 30V，测量出各支路电流及总电 图 4表 4 电阻、电感与电容并联数据 U（ V） IL(IC(I(30V 注意：交流电路同直流电路不一样，总电流的有效值不等于各支路电流有效值之和。 即 ： I 、实验报告要求 1、 根据实验数据，画出相量图，并用相量图说明在正弦激励下， R、L、 2、 在直流电路中电容和电感的作用如何 ? 3、计算各电压或电流值并与实验数据相比较，分析误差产生的原因。 8 实验三 单级基本交流放大电路的调试与检测 一、实验目的 1、通过实验加深对单级基本交流放大电路工作原理的理解； 2、通过实验学会对单级基本交流放大电路静态工作点的测量与调试，学会测试电压放大倍数及输入输出电阻，观察电路参数变化对放大电路静态工作点、 电压放大倍数及输出波形的影响。 3、学习和使用示波器、信号发生器、直流稳压电源和万用表。 4、识别和测量电子元器件。 二、实验器材 1、 2、毫伏表一块； 3、双路直流稳压电源一台； 4、低频信号发生器一台； 5、双踪示波器一台； 6、 7、电子元器件箱一套。 三、实验基本原理 9 图 1级基本交流放大电路是组成各类放大电路的基本单元。其电原理图如图所示。 放大电路静态工作点和负载电阻是否适当将影响放大器的增益和输出波形，当 +E）和 节 四、实验内容及步骤 1、按图 1 1 在实验台上接好实验线路，经实习指导老师检查同意后，方可接通电源。 2、测量静态工作点 （ 1）输入 f=1流信号，观察输出波形，调 输出波形不出现失真。逐渐增大 时调节 到同时出现饱和与截止失真为止。此时静态工作点（ 已调好，放大电路处于最佳不失真工作状态； （ 2）撤去交流信号，用万用表测量静态工作点值 意： 去掉连线 )。 3、观察 压放大倍数和输出波形的影响 （ 1）保持静态工作点（ Q 点）不变，输入 f=1流信号测量输出电压 算电压放大倍数 （ 2）逐渐减小 察输出波形 小时，测其静态工作点（ 若输出波形仍不失真，测量 v。 （ 3）逐渐增大 复步骤（ 2）。 4、观察负载电阻 节 放大器处于最佳不失真工作状态。输出 mv,f=1流 信号，接负载电阻7，观察输出波形，测量 v，并与空载时 五、编写实验报告 （ 1）整理测量数据填入表中； ) ) ) ) ) 增大 10 减小 （ 2）总结 L 变化对静态工作点、电压放大倍数和输出波形的影响； （ 3）计算电压放大倍数的估算值，并与实测值进行比较，电压放大倍数计算公式： 六、讨论与思考 （ 1）测 断开与基极的连结行吗 ?为什么 ? （ 2）为了提高电压放大倍数 采取哪些措施 ? （ 3）分析下列各种波形是什么类型的失真 ?是什么原因造成的 ?如何消除？ （ A） （ B） （ C） 11 实验四 直流稳压电源的安装调试 一、实验目的 1、掌握直流稳压电源的工作原理和设计、组装、调整方法。 2、加深对整流、滤波和稳压电路的理解； 3、比较半波整流与桥式整流的特点； 4、比较 C 型滤波的特点； 5、学习集成稳压电源的使用和稳压电源主要技术指标的测试 方法。 二、实验仪器 1、 2、测试用万用表笔一副； 3、调压变压器一台； 4、低频信号发生器一台； 5、双踪示波器一台； 6、 7、电子技术实验箱一套。 三、实验原理 滤波整流 稳压变压交流电源负载O 单向脉动直流电压合适的交流电压滤波 稳压直流稳压电源的组成框图1、整流即是将双向交流电变成单向脉动电流的过程，其原理是利用二极管的单向导电性，半波整流只能输出半个周期的波形 (理想情况 )，而桥式整流则能使输 12 出的直流电压高一倍，整流效率也提高一倍。桥式整流电路连接的口诀“两两串联再并联，串联中点接电源，并联端点接负载，输出（并联）端点阴正阳 负。” 2、滤波是利用电容的充放电原理将整流后的单向脉动直流变为较平滑的直流电流。常见的滤波电路有 C 型滤波和 型滤波等。而 型滤波较 C 型滤波有更好的滤波效果。 3、稳压电路是将滤波后的直流电压稳定到负载所需的电压值，并在交流电源电压波动及负载变化时，能自动维持负载电压的稳定。一般采用三端集成稳压电路。四、实验内容及步骤 1、比较半波整流与桥式整流的特点：将负载 L 接至 刀开关 开时，形成半波整流，接通时，形成桥式整流。 (1)比较两者的输出直流电流与输出直流 电压：调节变压器使 20V,用万用表，电流表分别测量两者的输入电压 出电压 输出电流 数据填入表中。 0 出波形 半波整流 桥式整流 （ 2）比较两者的输出电压波形 2、比较 C 型滤波的特点：将开关 13 将电容 C 1)与负载 至 A 点，形成桥式整流 C 型滤波电路。若将 接至 点，则形成桥式整流， 型滤波电路。 (1)比较两种滤波电路的输出直流电压与输出直流电流。测量方法同 1，记 录数据，填入表中。 0 出波形 C 型滤波 型滤波 (2)比较两者的输出电压波形。用示波器观察，并按比例绘下其波形。 3、将三端集成稳压电路 列和 列接到电路中，并画出完整的直流稳压电源