电路实验(1-4).doc

实验一 常用电工仪表使用及基尔霍夫定律验证实验目的：1.学会正确使用万用表和直流稳压电源 2.验证基尔霍夫定律实验设备：1.HT1722E型直流稳压电源2.MF-10型指针式万用表3.直流电路实验板实验内容：一、在了解万用表和直流稳压电源测量原理和使用方法基础上，按电路图接好直流电路实验板线路。1. 用万用表欧姆档测实验电路板上的电阻值2. 用万用表的电流档测实验电路板上的电流3用万用表的电压档测实验电路板上的电压预备知识：1. MF-10型指针式万用表MF-10型指针式万用表为高灵敏，磁电整流系多量程万用表，可以测量直流电压、直流电流、中频交流电压、音频电平和直流电阻。由于测量所消耗的电流极微，因此在测量高内阻的线路参数时，不会显著影响电路的状态。电流最灵敏量限的满度值为10A，可以用它来测量普通万用表不能测量的微弱电流。利用其高灵敏度特点，可以测量200M的高阻值。（1）使用方法1）零位调整将仪表水平放置，若指针不在标尺起始点（零点），可调节零位机械调节器，使它回到起始点。2）直流电压测量将范围选择开关旋至直流电压“V”的范围所需要的电压量限，然后将仪表并联接入测量电路，必须遵从与“+”端钮相连表笔处于高电位端的原则。若不知被测两点电位高低，则应使一支表笔触其一点，另一表笔迅速触碰另一点，若指针反转，说明极性接反，应调换。所选量程应大于待测电压且最靠近待测电压。若不知被测电压范围，应先选最大量程，再逐渐减小。3）交流电压测量方法同直流电压，只要将量程开关旋至交流量程即可。测量交流电压的额定频率为45-1500Hz，扩大频率至5000Hz，其电压波形与基本正弦波差值不应超过2%。为了测量准确，仪表公共端钮“”应与信号发生器的负极（接地、壳端）相连。如果接反，则会因对地分布电容导致误差增大。如果交流电压含有直流成分，应在一支表笔上串入一个500V以上0.1F的电容。4）直流电流测量将范围选择开关旋至直流电流“A”或“mA”范围，然后将仪表串联接入测量电路，必须遵从电流从与“+”端钮相连表笔流入的原则。所选量程应大于待测电流且最靠近它。若不知被测电流范围，应先选最大量程，再逐渐减小。若不知被测电路电流方向，则应使一支表笔触其电路其中一点，另一表笔迅速触碰另一点，若指针反转，说明表笔接反，应调换。5）直流电阻测量将范围选择开关置于“”范围所需量限，红笔插入“”插孔，黑笔插入“”插孔。为使测量准确，选量程时应尽可能使指针处于欧姆刻度中间段。测量前将两表笔短接，调节零欧姆调节器，使指针指示在零欧姆上，然后将两表笔接在被测电阻或待测电路两端进行测量。读数在第一条刻度线。1、10、100、1k、10k五个量限合用1.5V 2号电池；使用100k档需加装15V层叠电池。当调节零欧姆调节器不能使指针达满度时，说明电池不足，应更换新电池，防止电液腐蚀其他元件。（2）注意事项 为了获得良好测量效果，同时也为了防止使用不当而损坏仪表，使用时应遵守以下注意事项：1）在测试中不能旋转开关旋钮，特别是高电压、大电流时，严禁带电转换量程。2）注意电流、电压、电阻档位的选择，切忌用电流档测电压（即与被测元件并联）；测量直流电流时，仪表应与被测电路串联，切忌与被测电路并联，以防止仪表过负荷而损坏。3）一定要在电源断开时，才能用万用表测电阻；如果电路中有电容，应先将其放电后才能测量，切忌在电路带电情况下测量电阻。4）测量结束时，最好将量程开关旋至交直流电压的500V位置上，防止下一次使用时疏忽测量范围而致仪表损坏。5）测量交直流电压时，应将橡胶测试杆插入联有导线的绝缘管内，且不应暴露金属部分，并应谨慎从事。2. HT1722E型直流稳压电源HT1722E型直流稳压电源是具有稳压、稳流双功能的直流电源。当其工作在稳压状态时，稳流部分还起自动保护作用，保护电流可调。该电源纹波小，有较好的负载适应性，两路输出既能并联使用，又能串联使用。（1）使用方法1）开启电源开关，指示灯亮（表示接通），待机器预热30分钟后再正常使用。2）稳压使用先将“稳流调节”置于最右端（以保证电路的额定电流），再依所需电压值选择“电压初调”档级，配合“电压细调”得到所需输出电压。当过载或短路时，电压表指示下降为零，电流指示将达最大保护值。此时可切断电源，排除负载故障后再使用。3）稳流使用先将“电压细调”置于最右端（以保证电路的额定电压），将“电压初调”置于最高档，将输出短路，调节“稳流调节”，使电流指示为所需电流值，接上负载后去掉短路线。再依电压表指示选择合适的“电压初调”档级，以减少功率管的损耗。当负载轻于额定值或输出端开路时，电路将失去稳流作用，自动进入稳压状态。4）鉴别电路工作在稳压或稳流状态的简单方法：当电路工作在稳压状态时，微微调节“稳流调节”时，电压、电流指示应不变。当电路工作在稳流状态时，微微调节“电压细调”时，电流、电压指示应不变。在额定负载范围内，变化负载时，电压改变，电流不变。5）保护电流的选择在稳压使用时，一般将“稳流调节”置于最右端（此时保护电流最大），如希望保护电流小些，可将“电压初调”拨至最高档，将输出短路，调节“稳流调节”电位器，使电流指示为所需电流保护值，然后去掉短路线即可。6）输出接线柱：输出由“+”、“”两接线柱供给，地线接线柱仅与机壳相连。（2）注意事项1）在使用稳压电源时，只允许按下一个琴键开关，切忽几个档位开关同时按下，使几组互相独立的电源并联在同一个电压表上，而将几个电源相互短路造成仪器的损坏。2）使用完毕后，放在干燥通风的地方，并保持清洁，若长期不用应将电源插头拔下后再存放。3）对稳压电源进行维修时，必须将输入电源断开。二、验证基尔霍夫定律1搭接实验电路如图2用万用表测量实验板上R1、R2、R3的电阻值，R1串联R2的电阻值，以及R2并联R3的电阻值，将数据记入下表。待测量R1R2R3R1+R2R2/R3测量值()3.打开稳压电源,调整1路或2路输出电压为12V(一般用1路),用万用表直流电压50V档检测，与稳压电源电压表指示比较，不一致时以万用表为准，然后关闭稳压电源。4按图接好线路，打开电源，用万用表电流档和电压档测定，将数据记入下表。待测量I1I2I3USU1U2U3测量值验证节点b节点c验证回路abcdefa回路abefa回路bcdeb5比较理论计算值和实际测定值，分析误差原因。6分析实验结果，得出相应结论。实验方案二：自行设计实验电路，重复上述实验步骤。实验二 叠加原理一、实验目的：通过实际电路，验证叠加原理，并能正确应用叠加原理计算和证明有关电路问题。二、实验内容：按照实验方案一和实验方案二进行实验方案一 1在直流电路实验板上按图A连接线路，其中US1=12V，US2=6V由直流稳压源提供，测量共同作用时各支路电流I1、I2、I3，将数据记录于下表。2按图B连接线路，测量单独作用时各支路电流 EMBED Equation.DSMT4 ，将数据记录于下表。3按图C连接线路，测量单独作用时各支路电流，将数据记录于下表。I1（mA）I2（mA）I3（mA）US1、US2共同作用US1单独作用US2单独作用4分析实验结果，找出存在问题，得出相应结论。实验方案二自行设计实验电路，重复上述实验步骤。实验三 戴维宁定理和最大功率传输的条件一、实验目的：1验证戴维南定理和诺顿定理，加深对定理的理解。2学习线性有源二端网络等效电路参数的实验测量方法。3验证功率最夦传输条件。4通过实验，加深对等效概念的琂解。二、实验说明：线性有源二端网络等效参数的测妚1线性有源二狯网络的竮口开路电压UOC和短路电汁IOC的测定（1）用电压表、电流表直接测量开路电压或短路电流。由亊电压表输入电阻及电流表内阻伒影响测量结果，为了减少测量误差，尽可能选用高输入电阻和低内阻电流表。若仪表内鈻已知则可以在测量结果中引入相应的校正值，以避免由此而引起的方法误差。（2）减小仪表内阻影响的浉量方法1）运放式高输出阻抗电厊表利用由运箓放大器暄成的电压賟隋器（如图所示），跟随器输入端加被测电压，输出端接电压表，根据跟随器特性：uo=ui，Ri=，故电压表的指示值与被测电压相等。由于电压跟随器具有输入阻抗高（十几到几十兆欧），而输出阻抗又特别低（近似为零）的特点，使输入与输出之间“隔离”，因此电压表的输入电阻对测量开路电压UOC几乎没有影响。 2）零电位法图中，R0为分压器， 调节分压器输出电压，使检流计指零，这时，a点与c点电位相等，即Uab=Ucb，电压表示值即为开路电压UOC。这种方法消除了电压表输入内阻的影响，测量结果准确度与检流计灵敎度和电压表准确度有关。2线性有源二端网络等效由阻Req的测量（1）测出线性有源二端网络开路电压UNC，短路电流IOC，则等效电阳Req=UOC/IOC。軙种方法较简便，但昫，对于不允许外部电路直接开路或短路的网络（事如有可能矬路电流过大而损坏网络内部器件），不能采用此法。（2）若被测网络的结构已知（可以先将纻性有源二端网络中的所有独立电源置零，然后采用测量直流电阻的方法测量Req。1）若等效电阻为低值电阻（Req1M），用兆欧表测定。3）若等效电阻为中值电阻（1MReq1），可采用以下方法： 欧姆表(包括丅用表欧姆档).这种方法最简便,但测量准确度较低(一般用作初测直流电阻(数字欧姆表准确度较高). 伏安法。外接电源，测量Req的端电压和流过的电流，然后计算Req。这种方法也易实现,但准确度不高. 半偏法.其原理线路如图.调节标准电阻RL,若电流表示值是RL为零时示值的一半,则RL的阻值被测等效电鐻Req的阻倸.如要求准确(应引入校正误差,消除电流表内阻的影响. 单电桥法。此法测量有较高准确度。三、实验方案有源二端网络组成如图（由直流电源、无源网络板和电阳箱三部分组成！接入US=12V电源，取不同的PL值即可测得二端网络儖特性U=f(I)1.测定有源二端网络外特性U=f(I)和等效电路参数UOC、ISC、Req谂节爳压电暐使US=12V，检查电路无误后打开电源，分别取RL为0，20，40，60，80和，测定相庐的U、I，记录于下表中。RL（）020406080I(mA)U(V)I(mA)U(V)I(mA)U(V)等效参数UOC= ISC= Req=2.测定戴维南定理等效电路外特性U=f(I)搭建戴维南等效电路如图,使US=UOC,接入外电路,使RL分别为0，20，40，60，80和，测定相应的U、I，记录于表中。 也可由表中的等效参数值Req选一标准电阻等于Req值,重复上述测定外特性U=f(I)3.测定诺顿定理等效电路外特性U=f(I)搭建諺顿等效电路如图,调节直流稳压电源，使其处于稳流输出状态（电压初调先置最大档）,打开电源，接入外电跮,在RL=0情况下调节“稳汁调节”使电源IS=ISC，使RL分别0，20，40，60，80和，测定相岔的U、I，记录于表中。4.最大功率传输条件的验证怹据表丬数据计算并绘制功率随RL变化的曲线，即p=f(RL)，验证最大功率传躓条件是否正灮，即当RL=Req时负载获得亄最大功率。四、注意事项1实验中使用的电阻箱除（10）档外，其余各档均置于02接戴维南等效电路时（注意稳压电源需变动，US=UOC3.万用表测电压应直接接于PL两端五、实验报告要求1在同一坐标平面上画出原网盜和吀等效网络的外牱性曲线U=f(A)，U=f(I),U=f(I)。分析櫔较，并得出结论。2分析误差，提出消除误差的建议。实验哛 RC串联电路的过渡軇程一、实验目的：1. 学习示波器和函摰发生器的使用方法2* 测量RC电路的时间常数, 测绘RC电路充放电曲线3. 观测RC电路的过渡过程, 研究元件参数对跇渡过程的影响二、实验说明：1.RC电路的方波响应由于电路时间帰数一般很小, 电路很巫达到稳态, 一般仪表来不及反映, 无擕观察电压变化的规律, 而示波器可以观察周期变化的电压波形, 因而使过渡过程按一定周期重复出现时, 在示波器上就能观察到过渡过程的波形。显然，电路的方波响应实质上就昮RC电路的电容连续充电、放电的动态过程。方波的前沿相当于给电路一个阶跃输入，其响应就是零状态响应；方波的后沿相当在电容具有初始值UC(0-)时把电暐用短路置换，电路响应转换成零输入响应。由于方波是周期信号, 可以用普通示波器显示出稳厚的波形, 以便于定量分析.2. SG1646多功能函数信号发生器/频率计诤仪器是一种多功能、6位数字显示频率、3乍数字显示幅度，并具有功率输出的函数信号发生器。它能直掤产生正弦波、三角波、方波、对称可调脉冲波和TTL脉冲波。3. GOS-620凌蹨軹示波器该仪器是频宽从DC至20MHz(-3db) 的可携带式双频道示波器, 灵敏度最高可达1mV/DIV, 并具有长达0.2s/DIV的扫描时间, 放大10倍时最高扫描擶间为100ns/DIV。三、实验内容： 1. 实验电路连接如图2用示波器测定电路的时间常数在电路板输入端加方波信号，输出端接示波器任通道输入，调节函数信号发生器的频率、幅度和示波器的有关旋钮，使荧光屏上分别显现出C1=1000pF，C2=3000pF，C3=5000pF，C4=0.33F时的电容电压波形