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电工技术实验 卢光宝电工技术实验目录1、电工测量和电路实验的基本知识认识实验、直流电路的电位测量2、EWB软件的使用与练习3、受控源的研究4、基尔霍夫定律的验证5、叠加定理的验证6、戴维南定理及负载获得最大功率条件的验证7、典型电信号的观察与测量8、交流串联电路、交流电路元件参数的测定9、日关灯电路和功率图数的提高10、电路故障查找11、互感线圈同名端判别和参数测定12、RLC串联谐振13、RL-C并联谐振14、三相电路负载实验15、三相电路功率测定16、非正弦周期电流电路的观测17、一阶线性电路过渡过程的观测18、二阶动态电路响应的研究19、线性无源二端网络20、负阻抗变换器及回转器的应用电工技术实验第一章 电工测量的基本知识一、测量的分类1、直接测量法、间接测量法（如伏安法测电阻）、组合测量法（如函数关系）2、直读法、比较测量法 电桥二、测量误差1、误差表示方式（1）绝对误差： x = 被测得值-被测量实际值 （注意大小、正负） = x-x0（2）相对误差： 100% 实际相对误差 100% 示值相对误差（3）引用误差： 100% xm - 仪表量程最大引用误差： 100%a % a - 仪表准确度等级指数 最大绝对误差 （准确度等级小准确度高） 仪表示值为x时，可能最大示值相对误差为：100%a %100% xam，被测值愈接近量程，测量误差越小2、误差性质（1）系统误差：同一条件下，多次测量，误差大小、正负号均不变 重复测量时，重复性（2）随机误差：正态分布（3）粗大误差：粗心、仪表问题、干扰3、测量结果的评定（1）正确度：系统误差引起的测得值与真值的偏离程度（2）精密度：测量值重复一致的程度 （随机误差影响）（3）准确度：系统误差和随机误差同时引起的测量值与真值的偏离程度 只有正确度和精密度都高，才有准确度高4、消除系统误差的基本方法（1）消除误差源（2）修正方法 温度、湿度、外界磁场（3）有效测量方法 替代法、零示法三、数字仪表1、显示位数：位，其最高位只能显示0或1。2、准确度：常见的误差公式有下面两种表达方式。（两式完全等效，可以相互转换）。U =（a%Ux+b%Um） U =（a%Ux+n个字）式中：U 绝对误差 Ux 测量指示值Um测量所用量程的满度值 a误差的相对项系数b误差的固定项系数 n最后一个单位值的n倍把绝对误差分为两部分，前一部分（a%Ux）为可变部分，称为“读数误差”，后一部分（b%Um及n个字）为固定部分，不随读数而变，为仪表所固有，称为“满度误差”。显然，固定部分与被测量Ux的大小无关。仪表测量某一电压UX时的引用相对误差为： 可见，当Ux=Um时，最小，但随着Ux减小而增大。当Ux0.1Um时值最大，即： max=%10b%也就是说，被测量与所选择的量程越接近，误差越小。因此，为了减小测量误差，应注意选择量程。3、数字仪表的分辨力分辨力是指数字仪表在最低量程上未位1个字所对应的电压值，它反映出仪表灵敏度的高低。分辨率是指所能显示的最小数字（零除外）与最大数字之比，通常用百分数表示。例如：位万用表的分辨率为。分辨力表征仪表的“灵敏性”，即对微小电压的“识别”能力；准确度反映测量的“准确性”，即测量结果与真值的一致程度。二者无必然的联系，不能混为一谈，不能将分辨力（或分辨率）误以为是类似于准确度的一种指标。实际上分辨力仅与仪表的显示位数有关。而准确度则取决于A/D转换器、功能转换器的综合误差以及量化误差。从测量角度看，分辨力是“虚”指标（与测量误差无关），准确度才是“实”指标（它决定测量误差的大小）。因此，任意增加显示位数来提高仪表分辨力的方案是不可取的。四、实验数据处理1、有效数字 、结果与有效数位数最少的相同2、模拟仪表（指针仪表）数据处理有效数、分格常数3、测量结果填写4、测量结果表示： 数据仪表、图形（坐标分度值要合适）五、电工仪表图形符号1、按仪表工作原理的图形符号名 称符号名 称符 号名 称符 号磁电系仪表电动系仪表感应系仪表磁电系比率表电动系比率表静电系仪表电磁系仪表铁磁电动系仪表整流系仪表(带半导体整流器和磁电系测量机构)电磁系比率表铁磁电动系比率表热电系仪表(带接触式热变换器和磁电系测量机构)2、电流种类的符号： 名 称符 号名 称符 号名 称符 号名 称符 号直 流交流(单相)直流和交流具有单元件的三相平衡负载交流3、准确度等级的符号：名 称符 号名 称符 号名 称符 号以标度尺量限百分数表示的准确度等级，例如 15级15 以标度尺长度百分数 表示的准确度等级，例如15级 以指示值百分数表示的 准确度等级，例如15级4、其它：垂直安效 水平安效绝缘强度试验电压2kV第三章 实验设计方案、设备、参数、量程、仿真、数据处理第四章 电路实验基本知识实验目的、设备、预习、准备、接线、测取、折线整理（预操作、看现象！）实验准备、进行、总结三阶段实验安全：进入实验室、通电时、实验中接线：先主后辅、先串后并认识实验、直流电路的电位测量一、实验目的1、了解实验室的电源配置，2、通过实验，进一步了解电路中电位的概念。3、学会测量电路中的电位。4、练习使用直流稳压稳流电源、万用表、直流电压表和直流电流表。12V15V二、指导1、重点：万用表使用、参考点、等电位2、参考点不同的影响3、等电位的调节4、电位差 电位的相对性、电位差的绝对性UAB（V）UBC（V）UCA（V）VAN（V）UBN（V）UCN（V）380380380220220220直流稳压电源3V6V15V20V实际测量值R1(W)R2(W)R3(W)R4(W)R5(W)标 称 值测量档位测 量 值参考点电流(mA）电 位 （V）IVaVbVcVdVeVfe点705.50-1.00-8.007.000-6.50f点7012.05.50-1.5013.506.500（a、g等电位后短接）f点7012.05.50-1.5013.506.500电位差(V) (f参考点)测量值Uab=6.50Ube= -1.00计算值Uab= Va- Vb= 6.50Ube= Vb- Ve= -1.00受 控 源 实 验 研 究一、实验目的1、熟悉由运算放大器组成受控源电路的分析方法，了解运算放大器的应用。2、理解受控源的物理概念，加深对受控源的认识和理解。3、通过测试，研究受控源的转移特性及负载特性。二、指导参数分析(parameter sweep)功能的应用提问：1、受控源与独立源相比有何异同点？2、若令受控源的控制量极性反向，试问其输出量极性是否发生变化？3、受控源的输出特性是否适于交流信号。 （1）RL=2k，U1（0-8V），VCVS的转移特性U2=f(U1)U1 (V)012345678U2 (V)00.511.522.533.54 U1=2V,调节电阻RL(50-), 绘出VCVS负载特性U2=f(IL)RL ()50100200300400500600U2 (V)11111111I L (mA)201053.3332.521.6670（2）RL=2K，U1(18V)，VCCS的转移特性IL=f(U1)U1 (V)12345678I L (mA)1.534.567.5910.512U1=6V，RL=(10001), 绘出IL=f(U2)曲线RL ()10008006004002001001I L (mA)9999999U2 (V)97.25.43.61.80.90.009(3)自行设计，受控源CCVS的转移特性U2=f(I1)、负载特性U2=f(IL)。转移电阻：rm=1W(4)自行设计，受控源CCCS的转移特性IL=f(I1)、负载特性IL=f(U2)。转移电流比：=2基尔霍夫定律的验证一、实验目的1、掌握直流电流表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。2、验证基尔霍夫定律，加深对基尔霍夫定律的理解。3、提高分析、检查电路简单故障的能力。二、指导1、验证KVL I=0 2、验证KCL V=0 提问，KVL、KCL与元体性质有关？支路电流(mA)I1I2I3I（代数和）计算值55.070.0-5.000测量值相对误差UabUbeUefUfa回路1UUbcUcdUdeUeb回路2U计算值6.50-1.006.50-12.007.00-15.07.001.000测量值相对误差待测量UfbUdb电压方程测量值计算值相对误差叠加定理的验证一、实验目的1、验证叠加定理及其适用范围。2、加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。二、指导1、叠加 线性电路 U、I叠加， P不可叠加U=U+U PP+PI=I+I不作用时，电压源短路，电流源开路2、齐性定理线性 实验数据一 测量项目实验内容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)Uab(V)Ubc (V)Uad (V)Udb (V)Ufa (V)U1单独作用12040.020.020.04.002.006.00-2.00-12.0U2单独作用01525.050.0-25.02.505.00-7.5010.00叠加代数和U1, U2共同作用121565.070.0-5.006.507.00-1.508.001.2U1单独作用14.4048.024.024.04.802.409.60-2.40-14.41.2U2单独作用01830.060.0-30.03.006.00-3.0012.001.2U1, 1.2U2共同作用14.41878.084.0-6.007.808.40-1.809.60非线性 实验数据二 测量项目实验内容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)Uab(V)Ubc (V)Uad (V)Udb (V)Ufa (V)U1单独作用12044.428.615.314.452.67.29-2.87-12.02U2单独作用01533.366.6-33.33.316.65-4.998.300叠加代数和77.795.2-17.997.749.342.305.43-12.02U1, U2共同作用121575.690.7-15.107.529.051.6205.89-11.98戴维南定理及负载获得最大功率条件的验证一、实验目的1、掌握有源二端网络的开路电压和入端等效电阻的测定方法。2、验证戴维宁定理。3、验证负载获得最大功率条件。二、指导1、有源二端网路的等效（1）测开路电压UOC= 10V 。（2）测等效电阻RO：开路短路法：测开路电压UOC，短路电流IOC ， 半偏法：测UOC，接上负载RL，调RL使，则RL=RO10V提问：为何RO=RL？2、有源二端网络、等效电路的伏安特性等效，实际电压源的伏安特性提问，有源二端网络的伏安特性？ 画？3、负载获得最大功率条件 RL=RO ， 提问？有源二端网络、戴维宁等效电路的外特性RL（）800500RO+50RO+20RORO-20RO-50200100500有源二端网络U（V）I（mA）戴维宁等效电路U（V）10.07.276.255.385.165.504.834.554.002.501.430I（mA）09.1012.515.416.116.717.218.220.025.028.633.3P（mW）066.278.183.082.983.782.882.880.062.540.90 典型电信号的观察与测量一、实验目的1、熟悉信号发生器的各旋纽、开关的作用及其使用方法。2、熟悉双踪示波器面板主要旋钮功能，练习使用操作。3、学会用示波器观察电信号的波形，定量测出正弦信号和矩形波信号的波形参数。4、学会用双踪示波器观察电路中两个正弦波之间的相位关系。二、指导1、函数信号发生器的使用 注意不同型号函数信号发生器的显示值2、双踪示波器的使用（1）各旋钮开关、探头 衰减探头1：10（2）X轴扫描开关（t/div） 灵敏度， 调基准，接地 （3）Y轴衰减开关（t/div） 测试时将微调开关顺时针旋到底3、频率测算：测一个周期格数（横轴格数），T=一个周期格数t/div，则4、有效值测算：测峰值格数，得Um=格数V/div，得 5、用双踪示波器观察两个正弦量的相位关系R、L、C：、（同相、超前、滞后）测两条波形.的间隔值，则R=10+67W，L=0.545H，f=300Hz，Dj=85.710信号发生器输出的信号频率f（Hz）50010k电压有效值U（V）1.55示波器测量数据电压测量垂直衰减开关（V/div）档位12波形正负最大值间格数（格）4.257.1电压峰峰值Upp（V）4.2514.2频率测量X轴扫速开关（t/div）0.5ms20ms波形一周期格数（格）45波形周期T（ms或s）2ms100ms计算值电压有效值U（V）1.5035.02频率f（Hz）50010000交流串联电路实验一、实验目的1、加深对交流感性电路和交流容性电路特性的理解。2、学会使用功率因数表法与电压表法测定电压与电流的相位差。3、验证交流串、并联电路中各电压、电流的相量关系。4、加深对阻抗、阻抗角及相位差等概念的理解。二、指导1、cos表使用2、铁心影响L、XL3、余弦定理： 4、测U、UR、UC、UL、cos5、相位关系、相量图RC、RL（考虑线圈自身电阻）电 路U（V）UR（V）ULr（V）UC（V）cos测量值计算值RC串联C=4F100.052.485.00.55超前0.53C=10F100.084.453.30.85超前0.84RL串联空心线圈100.083.731.30.964滞后0.963铁心线圈100.057.974.50.678滞后0.676交流电路元件参数的测定实验一、实验目的1、学会使用伏安法及伏安瓦三表法测定交流电路参数。2、验证R为耗能元件，L、C为储能元件。3、学会使用单相功率表。4、学习实验测量数据表格的设计。二、指导1、功率表的使用2、三表法测量原理 U、I、P三表的接线顺序。3、测电感：控制线圈电流Imax=0.5A4、设计实验数据表格，包括各参数值并将三步骤列于同一表中。电 路测 量 值计 算 值U（V）I（mA）P（W）r（W）L（H）L空心线圈90.049917680.53CC = 4F2202820.5C = 4.1mF 日关灯电路和功率图数的提高一、实验目的1、学会日光灯接线，并熟悉其工作原理。2、了解日光灯电路中灯管及镇流器的电压分配，观察日光灯电路提高功率因数。3、掌握感性电路并联电容提高功率因数的方法，并测定参数。4、进一步理解交流电路中各部分电压、各支路电流之间的关系。二、指导1、功率表、cos表的使用2、明确测量点、量3、相量图提问：1、镇流器、启辉器的作用是什么？2、缺少启辉器时，如何点亮日光灯？ (a) (b)图12-1日光灯电路各电量测定测 量 值计 算 值U（V）Ulr（V）UR（V）I（A）P（W）cosRrL日光灯电路并联电容提高功率因数C（F）0电路性质(感性、阻性或容性)cosP（W）I（mA）IL（mA）IC（mA）RL负载（电阻-空心线圈串联）并联电容提高功率因数C（F）0电路性质(感性、阻性或容性)cosP（W）I（mA）IL（mA）IC（mA）电路故障查找一、实验目的1、学会用测电位、测电压和测电阻等方法查找电路的断路和短路故障。2、练习分析直流和交流电路产生故障原因。二、指导1、直流、交流电路（开路）2、正常、开路、短路 测电位、电流，测电阻（电桥使用）3、日光灯电路工作原理电路状态电流以f为参考点测量电位值(V)分段电压（V）故障位置I（mA）VaVbVcVdVeVfUabUbcUcdUdeUefUfaUbe正常开路故障短路故障电路状态I（mA）VaVbVcVdVeVfVgVhVi位置故障正 常开路故障互感线圈同名端判别和参数测定一、实验目的直流法1、学习判别互感线圈同名端。2、二表法测互感3、三表法测互感及耦合系数4、根据实验任务设计实验。列写实验步骤，画出各步骤实验线路图及数据表格。二、指导1、直流法判别同名端 开关闭合正偏，“+”2、交流法判别同名端 顺串、反串3、二表法测互感 4、三表法测互感 顺串、反串测U、I、P，5、三表法测电感L1、L2算耦合系数k 二表法测M交流法RLC串联谐振一、实验目的1、加深理解电路发生串联谐振的条件与电路特点。2、学习绘制串联电路的通用谐振曲线，研究电路参数对通用谐振曲线的影响。3、掌握电路品质因数、通频带的物理意义及其测定方法，加深对品质因数的理解。二、指导1、找谐振点。 信号源US=5V，C=0.047mF，线圈L=0.52H，r =67W，取R=400W。调频率f，找I最大点，UR最大2、R=400W、800W、5kW，测谐振曲线调频率f，测I、URR=400；U=5VUR（V）UL（V）UC（V）f0（Hz）I0=UR/R（A）QR=600、U=5V UL0= UC0= Q=f（Hz）300f0-200f0-150f0-100f0-50f0f0+50f0+100f0+150f0+2002000UR(mV）UR0UR / UR0f/f0R=1500、U=5V UL0= UC0= Q=f（Hz）300f0-200f0-150f0-100f0-50f0f0+50f0+100f0+150f0+2002000UR(mV）UR0UR / UR0f/f0RL-C并联谐振电路一、实验目的1、测定并联谐振电路的谐振曲线。2、进一步理解RL-C并联谐振特点。3、设计实验步骤及实验数据表格。三、实验任务1、实物实验（1）根据实验任务列出实验设备表格、实验步骤及实验数据表格。（2）根据实验给定电路参数，预算谐振频率并预置表格中的各测试点。（3）找谐振点。SP1641BEE1641BRL和C的并联电路，当R时，并联谐振频率可近似为f0=1/2。本实验RL为具有内阻的电感线圈，其内阻值R=67，可满足R，在外加电压U一定的情况下，并联谐振时总电流I0最小（或接近最小），本实验可利用这一特点来确定谐振点。（4）测定谐振曲线：当电路发生谐振时，电路中A、B之间获得高电压，在非谐振状态下，A、B之间为低电压，因此RL-C并联电路也有选频作用。按图线路接线，图中R0用电阻箱调至10K，调节信号发生器输出为5V，改变信号发生器频率（电压保持5V不变）确定谐振点之后，将频率从小到大改变，用交流毫伏表逐点测取UAB电压，并记入于数据表中。2、仿真实验用交流频率分析（AC Frequency）找谐振点。具体设置为，起始频率FSTART=500Hz，终止频率FSTOP=2kHz，扫描类型（SWEEP Type）为线性（Linear），扫描点（Number of points）要多，不要用100，参考用1000000。纵轴为线性（Linear）。以电容电压为输出。可以Simulate出有幅频特性，相频特性。电容值为（0.040+0.002学号最后2位）F。对相频特性曲线放大，可得到如下曲线，并且通过标尺能找到最接近相位差为0度的点，所对应的频率（1号即谐振频率1.0767kHz）。30号谐振频率611.79Hz三相电路负载实验一、实验目的BACNK1UVWN1、掌握三相负载做星形联结和三角形联结的方法，验证线电压与相电压、线电流与中线电流关系。2、充分理解三相四线制供电系统中中线的作用，验证三相不对称负载星形联结时中线的作用。BACK1ICIABICAUVWIAK2IBIBC3、观测三相不对称负载星形联结时中性点位移现象，并进行理论分析。二、指导1、三相星形联接负载线电压、相电压 线电流、中线电流不对称负载时中点位移2、三相三角形联接负载线、相电压、电流的关系； 断相测 量 量（V、A）UAB UBCUCAUANUBNUCNUNNIAIBICIN负载对称有中线无中线负载不对称A相一只灯泡短接有中线无中线A相断开有中线有中线注：N为电源中点，N为负载中点。三角形负载（V、A）电 压线 电 流相 电 流UABUBCUCAIAIBICIABIBCICA对称AB相负载断开A相电源断开三相电路功率测定一、实验目的三相负载W1W2*CBA1、学习一瓦特表法、二瓦特表法及三相功率表测量三相功率电路有功功率与无功功率的方法。2、进一步熟练掌握功率表的接线和使用方法。3、学习电路实验的设计。二、指导1、二瓦特表法、二元件三相功率表测三线制星形负载的有功功率。 （负载对称、不对称、断一相）2、测三相三角形负载的有功功率 （负载对称、AB相断、A相长线断）3、二瓦特表法测三相对称电路的无功功率 （1）按测三相有功功率的线路接法，则： （2）如图接法，则：，（电压线圈“*”端接顺相序的下一相） 4、一瓦特表法测三相对称电路的无功功率， 三相三线制三相负载功率数据 单位：W数 据电 路测 量 值计算值P1P2PP1+P2星形负载负载对称A相负载增大A相负载断开三角形负载负载对称AB相负载断开A相电源断开三相对称负载无功功率数据 单位：Var负 载 情 况测 量 值计 算 值（V）（V）P数值三相对称灯组（每相2盏）三相对称电容（每相3.5mF ）上述灯组、电容并联负载非正弦交流电路一、实验目的1、观察非正弦电压的合成。2、验证非正弦周期电压的有效值与各次谐波有效值的关系。3、观察电感、电容对非正弦电流波形的影响及滤波器的作用。4、设计部分仿真实验线路。二、指导1、非正弦电压的合成电路根据测量要求2、观察电容、电感对非正弦电流波形的影响。 非正弦电路波形的观测U1(V)U3(V)U(V)100.133.33105.53、观察滤波器的作用。(1)T型低通滤波器(2)T型高通滤波器(3)带阻滤波器1(4)带阻滤波器2一阶线性电路过渡过程的观测一、实验目的1、测定RC一阶电路的零输入响应，零状态响应及完全响应。2、学习电路时间常数的测量方法。3、掌握有关微分电路和积分电路的概念。4、学会用示波器测绘图形。二、指导1、测时间常数 RC串联，R=2kW， C=0.047mF输入方波信号，US=3V，1kHz，观察R变化对UC波形的影响，画波形。充电0.632 US 或放电0.328US处测时间常数2、积分电路 R=6kW， C=0.22mF3、微分电路 R=100W， C=0.22mF注意：画波形时横座标位置（a）微分电路 （b）积分电路二阶动态电路响应的研究一、实验目的1、学习用实验的方法来研究二阶电路的响应，了解电路元件参数对响应的影响。2、观察、分析二阶电路响应的三种状态轨迹及其特点，以加深对二阶电路响应的认识与理解。二、指导1、在EWB平台上建立电路，照要求设置相应属性项，然后按“确定”按钮。2、R1=10k, L=4.7m H, C=1000PF, R2=10k，脉冲信号发生器输出Um=1V, f=1kHz的方波脉冲。1、调节R2，观察二阶电路的零输入响应和零状态响应由过阻尼过渡到临界阻尼，最后过渡到欠阻尼的变化过渡过程、记录响应的典型变化波形。2、调节R2使示波器荧光屏上呈现稳定的欠阻尼响应波形，定量测定此时电路的衰减常数和振荡频率d，记入表22-1中。3、改变一组电路参数，如增、减L 或C之值，重复步骤2的测量，并作记录 。随后仔细观察，改变电路参数时，d与的变化趋势，并作记录。4、自行设计一个二阶电路，阻尼电阻为500，要求用示波器观测二阶电路过阻尼、临界阻尼，和欠阻尼的过渡过程波形。实验参数测量值R1R2LC10 K4.7mH1000pF10 K4.7mH0.01F30 K4.7mH0.01F10 K10mH0.01F五、仿真实验1、在EWB平台上建立如图22-2所示的电路，双击各个元件，在其对话框按照要求设置相应属性项，然后按“确定”按钮。2、激活电路，双击图中的示波器，调节出合适波形，注意设置仪表为交流（AC）状态。3、按实验内容要求逐步完成实验数据测量。双口网络测试一、实验目的1、掌握二端口网络传输参数的测量技术，加深对二端口网络基本理论的理解。 2、研究纯电阻二端口网络的T形等效电路。二、指导1、 传输参数的测量数据 实验内容输出端开路I2=0输出端短路U2=0U1(V)I1(mA)U2(V)U1(V)I2(mA)I1(mA)T形网络10.0014.097.18010.0025.72-16.19形网络10.0062.353.70310.00-19.6169.49级联网络10.0022.630.70610.0022.87-3.4452、 传输参数及等效电路参数的计算T形网络A1=1.393 B1=617.67 C1=0.002 D1=1.589形网络A2=2.701 B2=509.94 C2=0.017 D2=3.544级联网络A=14.16 B=2902.8 C=0.032 D=6.639级联网络T形等效电路参数 3、T形网络的输入阻抗 T形网络 有负载情况下U1(V)I1(mA)Zin()10.0017.66566.254、级联网络的T形等效电路测量数据输出端开路I2=0输出端短路U2=0U1(V)I1(mA)U2(V)U1(V)I2(mA)I1(mA)计算A= B= C= D=有负载情况下的输入阻抗U1(V)I1(mA)Zin(W)T形网络特性阻抗ZC= 520.33(525.3)形网络特性阻抗ZC=151.2(151.92)级联网络特性阻抗ZC=439.86(439.57) 负 阻 抗 变 换 器 实 验一、实验目的1、了解负阻抗变换器的组成原理，学习测试负阻抗变换器的特性。2、加深对负阻抗概念的认识，了解含负阻抗的电路分析及研究方法。3、进一步研究二阶RLC电路的动态响应，扩展负阻抗变换器的应用。二、指导R=300WU1（V）0.20.40.60.81I1（mA）-0.6667-1.333-2.000-2.667-3.333R（W）R=600WU1（V）0.20.40.60.81I1（mA）-0.333-0.667-1.000-1.333-1.666R（W）f（Hz）200500800100013001700U1（V）0.53581.2871.9252.277I1（mA）4.2084.0423.7803.578j（0）7.331827.5632.45INICRLR1+mAKV-U1I1图1三、实验内容1、用直流电压表、毫安表测量负电阻阻值。（1）实验线路如图1所示，U1为直流稳压电源，RL为可调电阻箱。将U1调至1.5V。（2）先断开开关K（即不接R1），改变可调电阻RL的阻值，测出相应的U1、I1值，计算负电阻值，记录数据于表1中。表1 U1=1.5V，R1=RL（）2004006008001000U1（V）I1（mA）等效电阻R（）理论值测量值（3）取RL=500，再接上R1，并改变R1阻值，测出相应的U1、I1值，计算等效电阻的阻值，记录数据于表2中。表2 U1=1.5V，RL=500R1（）200010008006004002000U1（V）I1（mA）等效电阻R（）理论值测量值2、用示波器观察正弦激励下负电阻元件上的U1、i1波形参照图2，u1接正弦激励源的输出，调定的有效值为1v，频率为1KHz。取R1=1K。双踪示波器的公共端接在0点，探头V1接a点（采集电压u1信号），探头V2接b点（采集电流i1信号，即取R1上的电压，它与电流i1成正比）。观察u1、i1波形间相位关系，描绘之。图2 图33、验证用RC模拟电感器和用RL模拟有损耗电容器的特性。参照图3。u1接正弦激励源，取u1=1V。改变电源频率和C、L的数值，重复观察输入端u1、i1间相位关系，描绘之。4、用伏安法测定具有负电阻电压源的伏安特性参照图4。电源us接直流稳压电源的输出，电压调压1.5V，负载RL从减至200，自拟数据表格记录，并作伏安特性曲线。图4 图55、研究、观察RLC串联电源的方波激励。参照图5。us接方波激励源，取UmRS，然后逐步减小rL（或增加RS），用示波器观察电容器两端电压UC波形，使响应分别出现过阻尼、临界阻尼、欠阻尼、无阻尼和负阻尼等五种情况。四、实验注意事项1、在做实验内容5时，注意方波激励源的峰值电压不要超过5V，此外，在改变回路的总电阻值应从大到小，在接近无阻尼和负阻尼情况时，要仔细调节RS或rL，以便观察到无阻尼和负阻尼时的响应轨迹。2、在实验过程中，示波器和交流毫伏表的电源线使用两脚插头。五、仿真实验1、用直流电压表、电流表测量负电阻的等值负阻。负阻抗变换器RL（1）启动EWB，创建一个测试电路如图6所示。注意电压表和电流表接入的极性、方向（黑粗边代表负极）。令直流电源的输出电压为1.5V，当RL取表格内不同数值时，启动模拟程序，分别测量负阻抗变换器的输入电压U1和输入电流I1，填入表3中。图6表3 RL -()150300600900U1 (V)I1 (mA)等效电阻R -()理论值测量值（2） 接入R1（K控制）并取表格内不同数值时，分别测量U1和I1，填入表4，此时保持RL =500。表4 R1 -()2005008002000U1 (V)I1 (mA)等效电阻R -()理论值测量值2、示波器观察正弦激励下负阻抗元件的相位