“电路原理”网络实验指导书.doc

浙江大学远程教育学院电路原理实验电路原理实验指导书一、课程的目的、任务 本课程是电子科学、测控技术专业学生在学习电路原理课程间的一门实践性技术基础课程，其目的在于通过实验使学生能更好地理解和掌握电路基本理论，培养学生理论联系实际的学风和科学态度，提高学生的电工实验技能和分析处理实际问题的能力。为后续课程的学习打下基础。二、课程的教学内容与要求序号实验项目实 验 内 容1电阻、电容、电压和电流的测量了解电源、测量仪表以及数字万用表的使用方法；掌握测量电阻、电容、电压和电流的方法。2叠加定理、替代定理的验证通过实验来验证线性电路中的叠加原理及其适用范围；验证替代定理；学习直流仪器仪表的测试方法。3非线性元件特性曲线的测定及曲线绘制学习非线性电阻元件伏安特性曲线的测试方法；掌握绘制曲线的方法。三各实验具体要求 见P2四、实验流程介绍 学生用户登陆进入实验系统的用户名为：Z+学号(如ZD205003200XX)，密码：netlab详细操作步骤见P7五、实验报告 请各指导老师登陆该实验系统了解具体实验方法，并指导学生完成实验。学生结束实验后应完成相应的实验报告并交给指导老师。其中实验报告的主要内容包括：实验目的，实验内容，实验记录数据，数据分析与处理等。实验一电阻、电容、电压和电流的测量一、实验目的1、 了解电源、测量仪表以及数字万用表的使用方法。2、 掌握测量电阻、电容、电压和电流的方法。3、 了解电表量程、分辨率、准确度对测量结果的影响。二、实验任务1、用万用表电阻档测精密可调电阻，测量电阻R1-R4。实验数据填入下表：表1-1电阻R1R2R3R4测量值（欧姆）2、用万用表和数字表分别测量直流电流与电压（1） 按图1-1接好电路，为稳压电源（上限电压5V），测量510、1K时的、，自己确定Us的值，需要测量3组数据。 图1-1图1-2表1-2（V）（V）（V）（2） 按图1-2接好电路为稳流电源（上限电流0.025A），用毫安表和微安表测量1k时的、和，填入下表。表1-3(mA)(mA)(mA)实验二叠加定理、替代定理的验证一、实验目的1、通过实验来验证线性电路中的叠加原理及其适用范围。2、通过实验来验证替代定理。3、学习直流仪器仪表的测试方法。二、内容说明几个电动势在某线性网络中共同作用时，（也可以是几个电流源共同作用，或电动势和电流源混合共同作用），它们在电路中任一支路产生的电流或在任意两点间所产生的电压降，等于这些电动势或者电流源分别单独作用时，在该部分所产生的电流或者电压降的代数和。这一结论称为线性电路的叠加原理。如果网络是非线性的，那么叠加定理不适用。图2-1的电路含有一个非线性元件（稳压管），所以叠加定理不适用。如果将稳压管换成线性电阻，如图2-2，那么可以运用叠加定理。其中，R1=510,R2=1K,R3=510，R4=510。三、实验任务图2-1实验内容1：1、按图2-1接线，在ab端接入电压源E后，K断开，在只有电压源作用下，测量各点电压和电流，记录数据、。2、将ab端短路，并使K接通，使得只有电流源作用。再测量各点电压和电流，记录数据。3、将电压源E（ab端）和电流源同时接通，再重复以上测量，记录数据。测量电压测量状态电压源作用电流源作用共同作用 表2-14、根据表2-1中记录的实验数据，验证图2-1所示电路是否满足叠加定理。实验内容2：验证替代定理将图2-1中的AD支路的稳压管去掉，换成线性电阻R。R的阻值需要通过表2-1中E和I共同作用时测得数据自行计算：R/。采用计算得到的R，重复测量各点电压和电流，记录数据。并且与替代前的数值进行比较、分析。图2-2测量电压测量状态电压源作用电流源作用共同作用实验内容3：验证叠加原理仍然采用图2-2种的线性电路。自己设定R的阻值，测量E、I分别单独作用时及它们共同作用时电路各点的电压和电流，记录数据。验证是否符合叠加原理。测量电压测量状态电压源作用电流源作用共同作用四、实验报告要求1、根据实验要求，完成相应的数据表格。2、根据所得数据分析是否满足替代定理、叠加定理。3、给出有关叠加定理、替代定理的有关结论。实验三 非线性元件特性曲线的测定及曲线绘制一、试验目的1、学习非线性电阻元件伏-安特性曲线的测试方法。2、掌握绘制曲线的方法。二、原理说明1、伏安特性在电路中，电路元件的特性一般用该元件上的电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系U=f(I)来表示。这种函数关系称为该元件的伏安特性，有时也称为外部特性。通常以电压为横坐标，电流为纵坐标作出元件的电压电流关系曲线，叫做该元件的伏安特性曲线。如果元件的伏安特性曲线是一条直线，说明通过元件的电流与元件两端的电压成正比，则称该元件为线性元件（例如碳膜电阻）；如果元件的伏安特性曲线不是直线，则称其为非线性元件（例如晶体二极管、三极管）。本实验通过测量二极管的伏安特性曲线，了解二极管的单向导电性的实质。2、非线性元件的伏安特性线性电阻元件的伏-安特性符合欧姆定律，在u-i平面上是一条通过原点的直线。该特性曲线各点斜率与元件电压、电流的大小和方向无关，所以线性电阻元件是双向性元件。如图3-1所示。图3-1 线性电阻的伏安曲线而非线性元件的伏安特性曲线不服从欧姆定律，在u-i平面上是一条曲线。三、实验任务说明：此实验中，特性曲线的测试2个实验选作一个即可，即做晶体二极管或者稳压管的特性曲线测试。1、晶体二极管当对晶体二极管加上正向偏置电压，则有正向电流流过二极管，且随正向偏置电压的增大而增大。开始电流随电压变化较慢，而当正向偏压增到接近二极管的导通电压（锗二极管为0.2左右，硅二极管为0.7左右时），电流明显变化。在导通后，电压变化少许，电流就会急剧变化。特性曲线如图3-2所示。曲线对坐标原点不对称，是非双向性元件，有单向导电作用。 图3-2 晶体二极管特性曲线 图3-3 稳压二极管特性曲线i. 首先用万用表欧姆档判定二极管极性并记下等效正向电阻和等效反向电阻。参数名称正向电阻（欧姆）反向电阻（欧姆）测量值表3-1ii. 按图3-1中的接法测试其正向伏安特性，测量不同的电压情况下的电流值并记录。iii. 注意要在测量电压（二极管电压）在0-0.7V范围内采集较多的数据点，否则测量得不到正确的特性曲线。图3-4U（V）I（mA）表3-2 晶体二极管的伏安特性测试2、 稳压二极管稳压二极管的特性曲线如图3-3所示。按照图3-5连接电路，测试其伏安特性。注意该二极管处于截止状态，但不是完全没有电流，而是有很小的反向电流。该反向电流随反向偏置电压增加得很慢，但当反向偏置电压增至一定程度时，电流会剧增。该实验的电压测量范围大致在0-6V之间。 图3-5 U（V）I（mA）表3-3 稳压二极管的伏安特性测试3.根据所得到的实验数据分别绘制晶体二极管或者稳压二极管的伏安特性曲线。实验步骤1.登陆点击客户端软件“电工电子网络实验室”logo，出现如下图示：输入用户名，密码，点击“确定”，出现如下界面。这里需要稍微等待（10s）。在左边任务栏中选取“电路实验”，在上方工具菜单中选取“登记实验”：会跳出对话框询问用户是否开始实验如右图所示。点击确定即可开始实验。2.排队如果用户进入看到左边的实验列表中某些实验有红色标识，如下页左图所示（红色实圈），则表示该实验目前有人已经在做，并且提示用户前面有多少个用户。这种情况下选择“登记实验”就可以进入排队队列（下页右图，红色虚圈），等待自己的实验时间。针对电路原理实验，每个用户设定的时间约一小时。实验结束后请正常退出实验系统，节约资源，也方便其他用户进行实验。 3.进入实验以实验1为例。进入实验，登记实验，可以看到电路原理实验1界面：4电阻测量（1）点击万用表上“电阻”按钮档会看到对话框点击弹出对话框上“确定”按钮。即可开始电阻测量的实验。（2）点击需要测量的电阻，如R1。可以看到下图，同时，万用表的窗口会显示相应的读数。5电压测量（1）点击万用表上电压“DC”图标，会弹出对话框：（2）点击“确定”后，点击所要测量电压的支路，电路会自动加载电压表，如下：（3）同样重复（1）（2）可以测得其他支路的电压值。6电流测量：（1）点击完用表上电流“DC”图标，会弹出对话框：（2）点击“确定”后，点击所要测量电流的支路，电路会自动加载电流表，如下：（3）同样重复（1）（2）可以测得其他支路的电流值。7结束当前实验当前实验完成时选择上方工具栏中菜单中的“同步实验-结束实验”选项，如下图所示：弹出对话框点击确定。即可停止当前实验。8.退出实验登记如果已经完成了各个实验，则在工具栏中选择“同步实验-撤销登记”，即可退出实验：9.退出实验系统点击 文件退出，即选择退出该系统会跳出对话框：点击“确定”即退出实验系统。