电路分析基础实训

电路分析基础实验指导书实验课程名称 电路分析基础 院 系 部 机电工程系 指导老师姓名 张裴裴 2015 2016学年 第 2学期实验一 直流电路的认识实验一、实验目的1.了解实验室规则、实验操作规程、安全用电常识。2.熟悉实验室供电情况和实验电源、实验设备情况。3.学习电阻、电压、电流的测量方法，初步掌握数字万用表、交直流毫安表的使用方法。4.学习电阻串并联电路的连接方法，掌握分压、分流关系。二、实验仪器 1.电工实验台 一套2.数字万用表 一块3.直流稳压源 一台4.直流电压表 一只5.直流电流表 一只6.电路原理箱 （或其它实验设备） 7.电阻 若干只8.导线若干三、实验步骤1、认识和熟悉电路实验台设备及本次实验的相关设备电路原理箱及其上面的实验电路版块；数字万用表的正确使用方法及其量程的选择；直流电压表、直流电流表的正确使用方法及其量程的选择。2.电阻的测量（1）用数字万用表的欧姆档测电阻，万用表的红表棒插在电表下方的“V”插孔中，黑表棒插在电表下方的“COM”插孔中。选择实验原理箱上的电阻或实验室其它电阻作为待测电阻，欧姆档的量程应根据待测电阻的数值合理选取。将数据记录在表1，把测量所得数值与电阻的标称值进行对照比较，得出误差结论。表1-1电阻测量测量内容R1R2R3电阻标称值万用表量程测量数据误差2.直流电流、电压的测量 R2I2I3R3R1US1+_BAUS2I1+_ 图1-1将图1-1所示连成电路，并将图中各点间电阻的测量和计算数据记录在表2中，注意带上单位。开启实训台电源总开关，开启直流电源单元开关，调节电压旋钮，对取得的直流电源进行测量，测量后将数据填入表1-2中。表1-2直流电压、直流电流测量记录R1= R2= R3= 直流电压（V）测量对象UR1UR2UR3计算数据万用表量程测量数据直流电流（A）测量对象IR1IR2IR3计算数据万用表量程测量数据3. 电阻的串联（1）按实验线路图1-2连接电路（图中A、B两点处表示电流表接入点）。图1-2 电阻串联（2）检查电路连接无误后，将电源调到6V，接入电路中。（3）记录电流表的数值I、I1、I2，并用万用表或直流电压表测量U1、U2，填入表1-3中。（4）由欧姆定律计算等效电阻R。表1-3电阻的串联I/mAI1/mAI2/mAU/VU1/VU2/VR/测量值计算值误差4. 电阻并联（1）按实验线路图1-3连接电路。图1-3 电阻并联（2）检查电路连接无误后，将电源调到6V，接入电路中。（3）记录电流表的数值I、I1、I2，并用万用表或直流电压表测量U1、U2，填入表1-4中。（4）计算等效电阻R。表1-4电阻的并联 I/mAI1/mAI2/mAU/VU1/VU2/VR/测量值计算值误差四、实验思考题1用万用表测电阻时，应如何正确选择倍率档？2用直流电压表、电流表测电压和电流时，应注意什么？3串联电路的电压电流关系如何？4并联电路的电压电流关系如何？5实验误差分析？六、注意事项1直流稳压电源的输出不能短路。2电流表应串接在被测电路支路中，对直线电路接线时，必须使电流从电流表“+”端流入，“-”端流出，不得反接。3电压表应并接在被测电压两端。电压表的接线一般使用表笔，接线时，把红表笔接至电压表的“+”端，黑表笔接至电压表的“-”端，测量时将红表笔接至被测电压的正极，黑表笔接至被测电压对的负极。4测量电压、电流时，注意正确选择量程，测量中尽量使指针偏转在2/3量程以上，以使量程更为精确。5更换电压表、电流表量限时，应切断仪表的电源。七、实验报告1. 总结直流稳压电源及万用表的使用要点2. 填写测试数据。实验二 基尔霍夫定律的验证一、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. 学会用万用表测量各支路电流。二、实验原理基尔霍夫定律是电路的基本定律，包含基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。KCL是指：任一瞬间，流入电路任一节点的各个支路电流的代数和恒等于零。即。KVL是指：任一瞬间，沿电路中任一闭合回路绕行一周，各段电压的代数和恒等于零，即三、实验设备1可调直流稳压电源 030V 1 2. 可调直流恒流源 0200mA 1 3. 直流数字电压表 0200V 1 4. 直流数字毫安表 0200mA 1 5. 万用表 1 6. 验证基尔霍夫定律的实验线路板 1 四、实验内容及步骤实验线路如图2-1所示，用基尔霍夫定律的实验线路板连接实验线路。图2-1 实验线路实验步骤：（1） 实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图中所示的I1、I2、I3。（2） 电源E1、E2分别并直流电压表，并调整电压分别为6V、12V。（3） 分别将两路直流电压源接入电路。将切换开关S1、S2、S3都切到位置1。（4） 熟悉电流插头的结构，将电流的插头接至毫安表的“+”、“-”两端。（5） 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2-1表中。表2-1 验证基尔霍夫电流定律（单位mA）测量项目I1I2I3节点A电流测量值计算值相对误差（6） 用直流数字电压表分别测量回路中的电源及电阻元件上的电压值。表2-2 验证基尔霍夫电压定律（单位V）测量项目UFEUFAUADUABUBCUCDUDEFADEF回路ABCDA回路FBCEF回路测量值计算值相对误差（7） 对电路中的节点A，验证基尔霍夫电流定律（KCL），并计算产生的误差。分别对表2-2中的三个电压回路验证基尔霍夫电压定律（KVL），并计算产生的误差，填入表中。五、预习思考题1. 根据图2-2实验线路参数，计算出待测的I1、I2、I3和各个电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确选择万用表的量程、并计算相对误差。2. 利用基尔霍夫定律解题时，电压出现负值的含义是什么？答：利用基尔霍夫定律解题时，必须先选定电压、电流的参考方向，才能列出方程。如果电压的实际方向与参考方向相同，求得结果即为正值；如果相反，求得结果即为负值。3. 在验证基尔霍夫定律时，如何确定电压的正负？答：在验证基尔霍夫定律的实验中，仍然要先选定电压的参考方向。在利用数字电压表测电压时，应将电压表的正极接参考极性的正极，电压表的负极接参考极性的负极。如果此时电压表的读数为正即记为正值，读数为负即记为负值。六、实验报告1. 根据实验数据，选定实验电路中的一个节点A，验证KCL的正确性。2. 根据实验数据，选定实验电路中的任一闭合回路，验证KVL的正确性。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。实验三 叠加原理的验证一、 实验目的1. 通过实验加深对叠加原理的理解。2. 验证叠加原理的正确性。二、 实验原理 叠加原理的内容：对任一线性电路而言，任一支路的电流或电压，都可以看作是电路中各个电源单独作用下，在该支路产生的电流或电压的代数和。叠加原理是分析线性电路的非常有用的网络定理，叠加定理反映了线性电路的一个重要规律：叠加性。深入理解叠加原理的涵意，适用范围，灵活掌握叠加原理分析复杂线性电路的方法，通过实验可进一步加深对它的理解。三、 实验设备1. 电工实验台2. 实验器件（电阻等元件）3. 万用表4. 导线若干四、 实验内容与步骤实验线路如4-1所示。图4-1 实验线路图1. 利用电工实验台上的双路直流稳压电源，在电源E1、E2两端分别并联直流数字电压表，并调整电压为6V、12V，然后，将两路直流电压源接入电路。2. 令E1电源单独作用：将切换开关S1、S3切到1位置，切换开关S2切到2位置，用万用表分别测量各支路电流及各电源、电阻元件两端的电压，数据记入表4-1中。3. 令E2电源单独作用：将切换开关S2、S3切到1位置，切换开关S1切到2位置，重复（2）中的测量并记录数据于4-14. 令E1和E2电源共同作用：切换开关S1、S2、S3都切到1位置，重复上述的测量并记录。5. 分析实验产生的误差。表4-1 叠加定理的验证测量项目实验内容I1（mA）I2（mA）I3（mA）UFE（V）UBC（V）UFA（V）UAB（V）UAD（V）UDE（V）UCD（V）E1单独作用（理论值）E1单独作用（测量值）E2单独作用（理论值）E2单独作用（测量值）E1、E2单独作用（理论值）E1、E2单独作用（测量值）验证叠加定理五、 思考题1. 根据图4-1中实验电路参数，计算出各种情况下电流I1、I2、I3的理论值和各电