电路分析实验报告

本本科科生生实实验验报报告告 实实验验课课程程 电电路路分分析析 学学院院名名称称 信信息息科科学学与与技技术术学学院院 专专业业名名称称 物物联联网网工工程程 学学生生姓姓名名 葛葛小小源源 学学生生学学号号 2 20 01 15 51 13 30 06 60 01 11 14 4 指指导导教教师师 阴阴明明 实实验验地地点点 6 6B B6 60 02 2 实实验验成成绩绩 二二 一六年一六年 三月三月 二二 一六年一六年 六月六月 实验一 电路元件伏安特性的测绘 摘要 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曲线的测绘 3 掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法 实验步骤 1K U R mA V 1K U R mA V 测量线性电阻的伏安特性 按图接线 调节直流稳压电源的输出电压 U 从 0 伏开始缓慢地增加 不得超 过 10V 在表中记下相应的电压表和电流表的读数 R 为各个值时所测得数据如下 R 1K 时 U v 012345678910 I mA 0 0 9922 983 994 995 996 978 028 989 98 R 900 时 U v 012345678910 I mA 01 102 223 344 425 556 677 778 899 9810 1 R 800 时 U v 012345678910 I mA 01 22 43 756 37 58 910 111 312 6 线性电阻的伏安特性曲线如下 白炽灯时 U v 012345678910 I mA 000 31 10 90 711 31 81 82 伏安特性曲线如下 为 IN4007 时 正向 U v 00 20 4 0 5 0 55 0 6 0 65 0 70 73 I mA 0 00 0 1 0 4 1 3 3 7 111 1 反向 U v 0 2 4 6 8 10 12 I mA 0000000 001 为 2CW51 时 正向 U v 00 20 40 50 550 60 650 70 73 I mA 023 4 49 3 63 7 72 4 82 5 92 9 102 9 109 4 反向 U v 0 2 4 6 8 10 12 I mA 00 35200000 二极管的伏安特性曲线如下 实验思考 1 线性与非线性电阻概念是什么 答 电阻两端的电压与通过它的电流成正比 其伏安特性曲线为直线这类电阻称为线性电 阻 其电阻值为常数 反之 电阻两端的电压与通过它的电流不是线性关系称为非线性电 阻 其电阻值不是常数 一般常温下金属导体的电阻是线性电阻 在其额定功率内 其伏 安特性曲线为直线 象热敏电阻 光敏电阻等 在不同的电压 电流情况下 电阻值不同 伏安特性曲线为非线性 2 电阻器与二极管的伏安特性有何区别 答 电阻器流过的电流 正比于施加在电阻器两端的电压 画出的 V A 曲线将是一条直 线 所以称之为线性元件 二极管流过的电流 会随施加在两端的电压增长 但是增长的倍数是变化的 电压越高 增长的倍数越大 画出的 V A 曲线将是一条曲线 类似于抛物线或者 N 次方线 所以 称之为非线性元件 3 稳压二极管与普通二极管有何区别 其用途如何 答 普通二极管一般都是作为整流 检波使用 耐压值较高 而稳压管一般都是用于稳压 故耐压值较低 正常使用时 要工作于反向击穿状态 实验二 基尔霍夫定律的验证 一 摘要 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方法 关键词 支路 回路 网孔 KCL KVL 利用基尔霍夫电压 电流定律建立方程求解各个电压 电流与实验所测数据相 比较验证 实验电路图如下 实验测得与计算结果如下表 I1 mA I2 mA I3 mA E1 V E1 V UFA V UAB V UAD V UCD V UDE V 计算量1 4152 3433 798122 83 7 0413 762 1 1961 415 测量值1 4072 373 788 0612 142 80 7 003 81 1 221 42 相对误 差 3 63 4 91 0 20 1 15 2 37 1 12 2 27 3 24 3 46 2 87 计算过程如下 I1 I3 I2 0 I1 1 415 mA 8 2000I1 1000I3 1000I1 0 I2 2 343 mA 12 510I2 1000I3 3000I2 0 I3 3 79 mA 由 U IR 可分别求出各部分的电压 UFA I1R1 2 83V UAB I2R2 7 041V UAD I3R3 3 762V UCD I2R5 1 196V UDE I1R4 1 415V 由以上实验数据可知 在一定的实验误差范围内 基尔霍夫定律是正确的 实验三 基尔霍夫定律的验证 二 摘要 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方法 关键词 验证 基尔霍夫定律 计算过程如下 U1 U4 U3 U1 0 I1R1 I1R4 R3I3 0 U2 U5 U3 U2 0 U2 I2R5 I3R3 I2R2 0 I3 I1 I2 0 I3 I1 I2 0 解得 I1 1 92mA I2 5 99mA I3 7 89mA UFA 0 98V UAB 5 99V UAD 4 05V UDE 0 98V UCD 1 97V 实验结果如下 I1 mA I2 mA I3 mA E1 V E2 V UFA V UAB V UAD V UDE V UCD V 计算值 1 925 997 896120 98 5 994 030 98 1 97 测量值 1 965 707 846 1111 711 03 5 94 051 02 1 96 相对误差 2 88 4 88 0 63 1 8 2 1 5 1 1 5 0 49 4 1 0 51 通过对实验数据的分析 可以得知基尔霍夫定律的正确性 利用节点电流和回 路电压进行对多支路电路进行分析并求解 综上所述 在误差允许范围内 基 尔霍夫定律是成立的 实验四 叠加原理验证 摘要 实验目的 1 验证线型电路叠加原理正确性 加深对线型电路叠加性与齐次性理解 2 通过实验证明 叠加原理不能通用于非线型电路 关键词 验证 叠加原理 1 当 U1 单独作用时 用网孔分析法可得 U1 I1R1 I3R3 I1R4 0 I2R5 I2R2 I3R3 I3 I1 I2 U1 I1 R1 R3 R4 I2R3 I1 8 642mA I3 6 245mA 0 I1R3 I2 R2 R3 R5 I2 2 397mA 所以计算可得 UAB I2R2 2 397V UCD I2R5 0 791V UAD I3R3 3 184V UDE I1R4 4 407V UFA I1R1 4 407V 2 当 U2 单独作用时 方法与 1 相同 求得 I1 1 98mA I2 3 593mA I3 2 395mA UAB I2R2 3 593V UCD I2R5 1 186V UAD I3R3 1 221V UDE I1R4 0 611V UFA I1R1 0 611V 3 当 U1 U2 共同作用时 方法与 1 相同 求得 I1 7 44mA I2 1 198mA I3 8 642mA UAB I2R2 1 198V UCD I2R5 0 395V UAD I3R3 4 407V UDE I1R4 3 796V UFA 3 796V 4 当 2U2 单独作用时 方法与 1 相同 求得 I1 2 395mA I2 7 184mA I3 4 791mA UAB I2R2 7 985V UCD I2R5 2 371V UAD I3R3 2 443V UDE I1R4 1 2V22V UFA I1R1 1 222V 5 当 R5换为二极管时 计算较复杂 可以根据二极管的类型假设其正向导通电压 UD 如 1N4007 为 0 7V 按照上述方法 如果 UCD大于 UD 则 UCD恒等于 0 7V 可以求得各个电流和 电压值 否则 I2支路截止 I2就为 0 330 电阻时的理论值表 测量项目 实验内容 U1 V U2 V I1 mA I2 mA I3 mA UAB V UCD V UAD V UDE V UFA V U1单独作用12 08 6 2 46 22 40 803 24 44 4 U2单独作用0 6 1 23 62 4 3 6 1 21 25 0 62 0 62 U1U2共同作用12 67 421 228 63 1 18 0 39 4 53 773 77 2U2单独作用 012 2 47 24 8 7 2 2 37 2 48 1 25 1 25 330 电阻实验数据 测量项目 实验内容 U1 V U2 V I1 mA I2 mA I3 mA UAB V UCD V UAD V UDE V UFA V U1单独作用1208 641 2 3956 2462 3950 793 1854 4064 406 U2 单独作用06 1 193 572 38 3 57 1 1781 213 0 606 0 606 U1U2共同作 用 1267 4511 1758 626 1 175 0 3884 3953 83 8 2U2单独作 用 01 2 2 387 144 767 14 2 3562 426 1 212 1 212 二极管时的理论值表 测量项目 实验内容 U1 V U2 V I1 mA I2 mA I3 mA UAB V UCD V UAD V UDE V UFA V U1 单独作用 1208 67 2 52 6 13 2 560 623 184 44 4 U2 单独作用 060000 6 04 000 U1U2 共同作用 1267 8407 84 0 1 97 4 073 983 98 2U2 单独作用 0120000 12000 实验思考 1 在叠加原理实验中 要令 Ul U2 分别单独作用 应如何操作 可否直接 将不作用的电源 Ul 或 U2 短接置零 答 要令 Ul 单独作用 应该把 K2 往左拨 要 U2 单独作用应该把 K1 往 右拨 不可以直接将不作用的电源 Ul 或 U2 短接置零 因为电压源内阻很小 如果直接短接会烧毁电源 2 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 K K 还成立吗 为什么 答 实验电路中 若有一个电阻器改为二极管 叠加原理的迭加性与齐次性 不成立 因为叠加原理的迭加性与齐次性只适用于线性电路 二极管是非线性 元件 使实验电路为非线性电路 所以不成立 实验五 戴维南定理的验证 摘要 实验目的 1 验证戴维南定理的正确性 加深对该定理的理解 2 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法 关键词 戴维南定理 验证 叠加原理的应用 等效戴维南电阻 电压 计算值如下 UOC V ISC mA R UOC ISC 17 0832 8519 88 实际测量值 UOC V ISC mA R UOC ISC 17 1132 8521 65 分别对图 a 和图 b 进行测量 图 a RL 02004006008001000 无穷大 U V 04 026 37 768 7813 714 46 I mA 27 920 015 81311 11 80 2 图 b RL 02004006008001000 无穷大 U V 04 026 37 768 7813 714 46 I mA 27 920 015 81311 11 80 2 实验总结 1 通过对实验数据的分析 可以得知戴维南定理的正确性 可以将有源二端网 络电路等效为一个独立源与电阻的串联或是并联 简化电路的过程 2 在计算过程 中 对于只有独立源的电路 计算戴维南等效电阻时 只需把 独立源置零即可 若有受控源 将端口加以电流源或是电压源再进行计算 通 过电阻电路的分压原理 叠加原理 基尔霍夫定理可以求出戴维南等效电压 实验六 典型电信号的观察与测量 摘要 实验目的 1 熟悉实验装置上低频信号发生器 脉冲信号发生器的布局 各旋钮 开关的 作用及其使用方法 2 初步掌握用示波器观察电信号波形 定量测出正弦信号和脉冲信号的波形参 数 3 初步掌握示波器 信号发生器的使用 关键词 熟悉 装置使用 掌握仪器 调节各个设置开关 得到以下的表格中的数据 正弦波信号频率的测定项目测定 定 频率计读数 50Hz 1500Hz 20000Hz 示波器 t div 位置 5 000ms200us 10us 一个周期占有的格数 43 25 信号周期 s 0 020 0006680 0005 计算所得频率 Hz 50149720000 正弦信号幅值的测定项目测定 交流毫伏表读数 0 2v 1 5v 3v 示波器 v div 位置 100mv500mv2v 峰 峰值波形格数 6 64 84 6 峰值 330mv1200mv4600mv 计算所得有效值 233 35mv848 53mv3252 7mv 方波脉冲信号的观察和测定 1 将电缆插头换接在脉冲信号的输出插口上 选择信号源为方波输出 2 调节方波的输出幅度为 3 0VP P 用示波器测定 分别观测 100Hz