实验一基尔霍夫定律的验证

1、基本电路与电子实验教 案指导教师：潘金福班级：计算机10级（1）（2）班2011年3月实验一 基尔霍夫定律的验证一、实验目的1、验证基尔霍夫电流定律和电压定律，巩固所学的理论知识。2、学习电位的测量方法，加深对电位、电压概念的理解。二、实验原理基尔霍夫定律是电路的基本定律。它包括基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）。1基尔霍夫电流定律对电路中的任一节点，各支路电流的代数和等于零，即。可设流出节点电流为“负”、流进为“正”。2基尔霍夫电压定律对任何一个闭合电路，沿闭合回路的电压降的代数和为零，即。电压方向与绕行方向一致为“正”、反之为“负”。3电位参考点测量电位首先要选择电位参

2、考点，电路中某点的电位就是该点与参考点之间的电压。电位参考点的选择是任意的，且电路中各点的电位值随所选电位参考点的不同而变，但任意两点间的电位差即电压不因参考点的改变而变化。所以，电位具有相对性，而电压具有绝对性。4、检查、分析电路简单故障（1）通电检查法在接通电源情况下，用电压表测量某两点的电压。根据电路工作原理如果这两点应该有电压，而电压表测不出电压、或这两点不应该有电压，而电压表测出电压。即实测值和理论不相符，则这两点间必有故障。（2）断电检查法用万用表电阻档测某两点的电阻值来判断这两点间是否有故障三、实验仪器和设备1EEL实验台 1台 2万用表 1块3、EEL53组件四、预习要求1复习

3、基尔霍夫定律，根据本次实验电路的参数，估算出待测电流、电压。2复习电位、电压的概念及其计算方法，根据实验电路的参数，估算出不同参考点时的待测电位值及电压。五、实验内容及步骤510R5330R21kR4510R1510R3+US15V+US212VI1I2I3图1 实验原理图图2 实验电路图1、熟悉电流插头结构，用万用表测量电流插头插上时，插头红线和黑线分别与哪条电路接通（目的是为了确定电流方向）。插头I1：红线与接通、黑线与与接通。插头I2：红线与接通、黑线与与接通。插头I3：红线与接通、黑线与与接通。2、验证基尔霍夫电流定律（KCL）实验电路如图2所示。US1用5 V固定电压，US2用恒压源

4、输出，先用电压表测量并调节输出电压为12V，然后将US1和US2接到电路上。测出电流值填入表1表1支路电流（mA）I1I2I3计算值测量值相对误差3、 验证基尔霍夫电压定律（KVL）实验电路同图2，用电压表依次测量两个回路中的各支路电压US1、US2、UFA、UDA、UDE、UBA、UDC, 将测量结果填入表2中。表2各元件电压US1US2UFAUDAUDEUBAUDC计算值测量值相对误差4、电位、电压的测量实验电路同图2，分别以电路的D点、F点为参考点，测量电路中的A、B、C、D、E、F各点电位，将测量结果填入表3中。测电位时，应将电压表的“正”表笔接在被测点，“负”表笔接在电位参考点上。表

5、3电位参考点UAUBUCUDUEUFDF用D点所测的电位数据计算下列电压值填入表4表4US1US2UFAUDAUDEUBAUDC六、实验报告要求1写清实验名称、实验日期、合作者、实验目的、实验内容及步骤、实验数据处理、实验结论、实验注意事项、思考题的回答、实验体会、原始记录数据。实验二 日光灯电路及功率因素的提高一、实验目的1 认识提高功率因素的意义，了解感性负载提高功率因素的方法。2 熟悉日光灯电路接线与工作原理，测量与研究日光灯各部分电压、电流的关系。3 掌握交流电压表, 交流电流表和万用表的使用。二、实验设备1EEL实验台 1台 2万用表 1块3、EEL52组件三、实验原理（一） 日光灯

6、电路的组成启辉器S日光灯管镇流器灯丝220VS 日光灯电路由日光灯管、镇流器、启辉器及开关组成，如图9-1所示。图41 日光灯电路1 日光灯管 灯管是内壁涂有荧光粉的玻璃管，两端有钨丝，钨丝上涂有易发射电子的氧化物。玻璃管抽成真空后充入一定量的氩气和少量水银，氩气具有使灯管易发光和保护电极延长灯管寿命的作用。2 镇流器 镇流器是一个具有铁心的线圈。在日光灯启动时，它和启辉器配合产生瞬间高压促使灯管导通，管壁荧光粉发光。灯管发光后在电路中起限流作用。3 启辉器 启辉器的外壳是用铝或塑料制成，壳内有一个充有氖气的小玻璃泡和一个纸质电容器，玻璃泡内有两个电极，其中弯曲的触片是由热膨胀系数不同的双金属

7、片（冷态常开触头）制成。电容器作用是避免启辉器触片断开时产生的火花将触片烧坏，也防止管内气体放电时产生的电磁波辐射对收音机、电视机的干扰。（二） 日光灯发光原理及起动过程在图4-1中当接通电源后，电源电压（220V）全部加在启辉器静触片和双金属片两级间，高压产生强电场使氖气放电（红色辉光），热量使双金属片伸直与静触片连接。电流经镇流器、灯管两端灯丝及启辉器构成通路。灯丝流过电流被加热（温度可达8001000）后产生热电子发射，释放大量电子，致使管内氩气电离，水银蒸发为水银蒸气，为灯管导通创造了条件。 由于启辉器玻璃泡内两电极的接触，电场消失，使氖气停止放电。从而玻璃泡内温度下降, 双金属片因冷

8、却而恢复原来状态,致使启辉电路断开。此时,由于整流器中的电流突变,在整流器两端产生一个很高的自感电动势, 这个自感电动势和电源电压串联叠加后,加在灯管两端形成一个很强的电场,使管内水银蒸气产生弧光放电, 工作电路在弧光放电时产生的紫外线激发了灯管壁上的荧光粉使灯管发光, 由于发出的光近似日光故称为日光灯. 在日光灯进入正常工作状态后, 由于整流器的作用加在启辉器两级间的电压远小于电源电压, 启辉器不再产生辉光放电, 既处于冷态常开状态, 而日光灯处于正常工作状态。(三) 并联电容器提高功率因素电感性负载由于有电感L的存在, 功率因素都较低,因此必须设法提高电感性负载的功率因素。常用的方法是在电

9、感性负载的两端并联一个容量适当的电容器, 如图4-2电路图。uiRCLici1 图4-2 电路图 日光灯电路可近似地当作RL串联电路看待。并联电容器前电路的功率因素较低, 一般为0.5左右, 并联适当的电容器后, 功率因素可大大提高(可提高到0.9左右)。四、实验内容与步骤1. 日光灯电路的安装如图4-4 的电路, 接好电路（暂不接电容器），检查接线无误后，通电观察起动过程。2. 电流、电压和功率的测量 日光灯正常发光后，用功率表测功率P, 用交流电压表（或万用表交流电压750V挡）分别测量端电压U、灯管两端的电压U1和镇流器两端的电压U2。再用交流电流表测量流过灯管及整流器的电流I1。将测量

10、到的数据计入附表。电路功率因素。*W*CS 220VS图4-4 日光灯实验电路3. 并联电容器后的测量并联电容，根据44接通电源后，并联不同的电容, 用功率表测功率P, 用交流表测量电路电流I、流过灯管及整流器的电流I1及流过电容器的电流Ic，用交流电压表分别测量端电压U、灯管两端的电压U1和镇流器两端的电压U2。将测量到的数据计入附表。计算功率因素。附表：并联电容()I（A）I1（A）Ic（A）U(V)U1(V)U2(V)P(W)=计算值测量值01五、实验注意事项1. 日光灯起动电流较大，起动时要小心电流表的量限，以防损坏电流表。2. 不能将220V的交流电源不经过镇流器而直接接在灯管两端，

11、否则将损坏灯管。3. 在拆除实验线路时，应先切断电源，稍后将电容器放电，然后再拆除。4. 线路接好后，必须经教师检查允许后方可接通电源，在操作过程中要注意人身及设备安全。六、实验报告要求 1写清实验名称、实验日期、合作者、实验目的、实验内容及步骤、实验数据处理、实验结论、实验注意事项、思考题的回答、实验体会、原始记录数据。七、思考题:1日光灯点亮后，启辉器还会有作用吗？为什么？如果在日光灯点亮前启辉器损坏，此时有何应急措施可以点亮日光灯？2为什么用并联电容的方法提高感性负载的功率因数？串联电容行不行？为什么？3增加电容C可以提高，是否C越大越高？为什么？八、预习要求1预习日光灯的工作原理。2熟

12、悉R、L串联电路中电压与电流的相量关系。3感性负载如何提高功率因数？4在感性负载两端并联适当电容后，电路中哪些量发生了变化，如何变？哪些量不变，为什么？实验三 单管共射放大电路一、实验目的1、熟悉模拟电路实验箱、交流毫伏表、示波器及信号发生器的使用方法。2、掌握晶体管放大电路静态工作点的测试方法。3、学习测量电压放大倍数。二、实验设备1、实验箱（TEP-A2） 2、.示波器（GOS6050）3、函数信号发生器（YB1610）4、双通道交流毫伏表（YB2173） 5、台式数字万用表（VC8045）三、预习要求1、熟悉单管共射放大电路静态工作点的合理设置方法；2、熟悉单管共射放大电路的电压放大倍数

13、的测试方法；3、熟悉单管共射放大电路的输入信号与输出信号的相位关糸。四、实验原理1、实验电路UEUCUBUiUS此电路为共射极放大电路，其特点为：（1）采用分压式基极偏置电路共射放大电路，调节RP可改变基极电流，从而改变静态工作点。（2）R1、R2为输入信号衰减网络，目的是防止信号源输入过大损坏三极管（3）发射极电阻Re1、Re2和电容Ce构成直流负反馈，既能稳定静态工作点，又不会使电压放大倍数下降。2、静态工作点的测量电流采用间接测量方法，即测出相关电压值，利用欧姆定律计算出电流。（1）基极静态电流的测算其中、。测出即可算出（2）发射极静态电流的测算。测出即可算出（3）集电极静态电流的测算。

14、测出即可算出（4）的测量（5）的测量3、晶体三极管处于放大状态的条件及判别方法（1）晶体三极管处于放大状态的条件：集电结反偏，发射结正偏。（2）晶体三极管处于放大状态的判别方法：NPN硅材料晶体管：，；PNP硅材料晶体管：，；4、电压放大倍数的估算和测算（1）估算其中（2）测算四、实验内容及步骤1、测量本实验所需元件的参数及判断好坏。2、按实验电路图接线。调节使工作点合适（），测量、计算并填入下表：目的：学会电压测量方法及电流的计算。要求：保留万用表显示的所有小数点位数、注意：（1）用万用表测量各元件是否正常。（2）接线不可出错。实测根据实验数据回答：能否通过、判断三极管外于放大状态？3、测电

15、压放大倍数（1）信号发生器为1KHZ，示波显示输入信号有效值为6mV的正弦波，接到放大器输入端，观察输出波形是否失真，测量填入下表。（2）保持信号发生器频率不变，有效值为3mV的正弦波，接到放大器输入端，观察输出波形是否失真，测量填入下表。目的：熟悉仪器使用和的计算，要求：毫伏表读一位小数。注意：输入信号前先将信号发生器输出信号幅度调到最小，用示波器监测基极信号波形，逐步增大信号幅度，至达到要求。 RL=实测实测计算ui(mV)uO(V)AV4、观察输入和输出波形相位将示波器调节到双通道，同时观察输入和输出信号，说明两个波形的相位关系。目的：观察共射电路输入信号和输出信号的相位关系，要求：使用

16、示波器的双通道。UitUot5、研究工作点与波形失真保持信号发生器为1KHZ、有效值(用交流毫伏表测)约为50mV的正弦波，在不改变输入信号的情况下，增大或减小实验线路中的可调电阻RP至出现输出波形失真。测量出现失真时三极管各极对地电压，并填入下表：目的：掌握静态工作点与波形失真的关系。输出波形失真情况(饱和或截止)Vb(V)Vc(V)Ve(V)RP变化情况（增大或是减小）五、注意事项1、要反复检查接线是否正确，经老师检查后方可接通电源。2、改接线时，应关断电源后才能拆、接线3、接通电源时注意听、看、闻。如有异常立即关闭电源。六、思考题1、改变RP的电阻值，为什么会影响放大电路的静态工作点？七

17、、实验报告要求1、写清实验目的、实验仪器、实验原理（电路图、基本计算公式及说明）、实验内容及步骤、实验数据处理、实验结论、实验注意事项、思考题的回答、实验体会、原始记录数据。实验四 功率放大电路一、实验目的 1、熟悉互补对称功率放大电路工作特点及性能指标的测试方法。2、通过实验加深互补对称功率放大电路的理解。二、实验仪器 1、实验箱（TPE-A2） 2、.示波器（V212）3、函数信号发生器（DF1642A）4、双通道交流毫伏表（AS2294D） 5、台式数字万用表（VC8045）三、预习要求1、分析图1电路中各三极管工作状态及交越失真情况？2、电路中若不加入信号、V2、V3管的功耗是多少？3

18、、电阻R4、R5的作用是什么？四、实验原理1实验线路（图1） 2、基本计算公式最大输出功率理论估算值公式：；最大输出功率实测值计算公式： 效率：；其中，为功放电路消耗的总电源功率。 五、实验内容1、给功率放大电路提供+12V电源电压VCC。2CC。3、 测量最大不失真时功率放大电路的输出功率与效率，将测量数据填入表（1）中。4、改变电源电压VCC，由+12V变为+6V。5CC。6、 测量最大不失真时功率放大电路的输出功率与效率，将测量数据填入表（1）中。7、比较放大器负载（扬声器）时的功耗和效率。表（1）电源电压负载电阻()最大不失真时功放电路总电流（）

19、最大不失真时，负载两端输出信号的电压有效值（V）功放电路总的消耗功率PE（W）负载获得的最大输出功率P的理论计算值（W）负载获得的最大输出功率P的实测值（W）效率+12V8+6V8根据实验数据回答下列问题：（1）在电源电压相同时，负载的功耗谁大？效率谁高？（2）在负载相同时，电源电压为12V与6V的输出功耗谁大？效率情况如何？六、实验注意事项：1、连接电路时，应检查接插线是否良好导通。2、实验中发出现任何异常情况，都要先切断电源，再视情况加以处理。七、思考题1. 实验线路能否接成OCL电路？如果能接成OCL电路，应如何改变电路? 八、实验报告要求写清实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理（电路

20、图、基本计算公式及说明）、实验内容及步骤、实验数据及处理过程、实验结论、实验注意事项、思考题的回答、实验体会，原始记录数据。实验五 负反馈放大电路一、实验目的 1、熟悉负反馈放大电路性能指标的测试方法。2、通过实验加深理解负反馈对放大电路性能的影响。二、实验仪器 1、实验箱（TEP-A2） 2、.示波器（GOS6050）3、函数信号发生器（YB1610）4、双通道交流毫伏表（YB2173） 5、台式数字万用表（VC8045）三、预习要求1、熟悉放大电路中负反馈的判别方法。2、放大电路引入交流负反馈后会使电路的哪些参数发生改变？四、实验原理1实验电路  电路中， RF和CF为

21、级间负反馈网络，构成电压串联交流负反馈。2、电压串联交流负反馈电压放大倍数的基本计算公式（1）理论估算公式开环放大倍数：； 反馈系数：；闭环放大倍数：(2) 测算公式：； 四、实验内容及步骤1、负反馈放大器开环和闭环电压放大倍数的测试。 （1）开环电路 按电路图接线，RF先不接入电路。 输入端接入频率为1KHz、有效值为5mV的正弦波信号，用示波器监视输出端的波形（如有失真，则减小输入信号幅度，直到波形不失真为止）。 按表（一）的要求进行测量并填表（2）闭环电路 接通RF。 按表（一）的要求测量并填表，计算Avf。表 （一）ui(mV)uo(V)Av/Avf开环RL=1K5

22、    闭环RL=1K5     结论：开环电压放大倍数比闭环电压放大倍数，可见放大器引入负反馈后电压放大倍数。2、测量放大倍数的频率特性（1）将电路开环，选择Vi幅度适当（频率为1KHz），使示波器上的输出信号不失真并满幅显示。（2）保持输入信号的幅度不变，逐步增加输入信号的频率，直到示波器上的波幅减小为原来的70%，此时的信号频率即为放大器上限频率。（3）保持输入信号的幅度不变，逐步减小输入信号的频率，直到示波器上的波幅减小为原来的70%，此时的信号频率即为放大器下限频率。（4）将电路闭环，重复（1）（3）步骤

23、，并将结果填入表（二）。（Hz）（Hz）（Hz）开环闭环 五、实验注意事项：实验中如发现寄生振荡，可采用以下措施消除：1、重新布线，尽可能走短线。2、避免将输出信号的地引回到放大器的输入级。3、Q1管cb间接30pF的电容。4、分别使用测量仪器，避免互相干扰。六、思考题1. 交流负反馈对放大电路的静态工作点是否有影响（简要说明原因）？ 如果引入直流负反馈对放大电路的静态工作点是否有影响（简要说明原因）？七、实验报告要求写清实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理（电路图、基本计算公式及说明）、实验内容及步骤、实验数据及处理过程、实验结论、实验注意事项、思考题的回答、实验体会、原始记录数据。实验六 模拟运算电路一、实验目的 1、