电路分析实验指导书Word文档下载推荐.docx
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第一组3盏
第二组1盏
第一组2盏
第二组2盏
UAB
UBC
I
P
万用表
交流表
功率表
2、交流电压表、交流电流表的使用
按图1-1接线。
从调压器上输出220V的交流电压,改变每组灯泡数,测量灯泡两端电压与通过的电流,将结果记入表1-2.
3功率表的使用
用功率表测量图1-1中电路AB和BC两端的功率,将结果记入表1-2.
四、实验注意事项
1.所有需要测量的电压值,均以电压表测量的读数为准,不以电源表盘指示值为准。
2.防止电源两端碰线短路。
3.若用指针式电流表进行测量时,要识别电流插头所接电流表的“+、-”极性,倘若不换接极性,则电表指针可能反偏而损坏设备(电流为负值时),此时必须调换电流表极性,重新测量,此时指针正偏,但读得的电流值必须冠以负号。
4.测量时,注意电流表量程的更换
5.改接线路时,要关掉电源。
五、总结报告
1、写明实验目的、步骤和测量数据。
2、分析误差原因。
实验二电路元件伏安特性的测量
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的逐点测试法
3、掌握使用伏安法测量电阻伏安特性的基本方法。
2、万用表
二、实验内容及步骤
1.测定线性电阻器的伏安特性
图2-2图2-3
按图2-2接线,调节稳压电源的输出电压U,从0V开始缓慢地增加,一直至10V记下相应的电压表和电流表的读数,RL为EEL-06(EEL-18组件)的十进制可变电阻箱。
U(V)
0
2
4
6
8
10
I(mA)
2.测定非线性白炽灯炮的伏安特性
将图2-2中的RL换成一只6.3V的灯泡,按下表测量。
6.5
3.测定半导体二极管的伏安特性
按图2-3接线,R为限流电阻,取200
(十进制可变电阻箱),测二极管的正向特性时,其正向电流不得超过25mA,二极管VD的正向压降可在0-0.75V之间取值。
特别是在0.5-0.75V之间更应该多取几个测量点。
作反向特性实验时。
只需将图2-3中的二极管VD反接,且其反向电压可加到30V。
正向特性实验数据
U(V)
0.2
0.4
0.45
0.5
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
I(mA)
反向特性实验数据
-5
-10
-15
-20
-25
-30
四、实验报告及要求
3、绘画出实际电压源与实际电流源的伏安特性曲线。
实验三基尔霍夫定律的验证
1、通过实验验证基尔霍夫电流定律和电压定律,巩固所学理论知识。
2、加深对参考方向概念的理解。
二、实验设备
1、双路直流稳压电源
2、直流毫安表(XD-B-02)一块
3、直流电压表(XD-B-06)一块
4、直流电路单元板(XD-B-28)一块
5、指针式万用表(500型)一块
1、验证基尔霍夫电流定律(KCL)。
本实验在直流电路单元板上进行,按图3-1接好线路,图中Xl、X2、X3、X4、X5、X6为节点B的三条支路电流测量接口。
测量某支路电流时,将电流表的两支表笔接在该支路接口上,并将另二个接口用导线短接。
验证KCL定律时,可假定流入该节点的电流为正(反之也可),并将表笔负极接在节点接口上,表笔正极接到支路接口上。
若指针正向偏转则取为正值,若反向偏转,则倒换电流表表笔正负极,重新读数,其值取负。
将测量结果填入表3-1中。
表3-1
电流
计算值
测量值
误差
I1(mA)
I2(mA)
I3(mA)
∑I=
2、验证基尔霍夫回路电压定律(KVL)。
实验电路与图2-1相同,用联接导线将三个电流接口短接。
取两个验证回路,回路l为ABEFA,回路2为BCDEB。
用电压表依次测量ABEFA回路中各支路电压UAB、UBE)UEF和UFA;
BCDEB回路中各支路电压UBC、UCD、UDE、UEB,将测量结果填入表3-2中。
测量时可选顺时针方向为绕行方向,并注意电压表偏转方向及取值的正与负。
表3-2
UBE
UEF
UFA
∑U
UCD
UDE
UEB
误差
1、利用测量的数据验证基尔霍夫两个定律
2、比较测量值与计算值,分析误差原因。
3、回答思考题:
实验中,若用指针万用表直流毫安档测各支路电流,什么情况下可能出现毫安表指针反偏,应如何处理,在记录数据时应注意什么?
实验四直流电路中电位、电压的关系研究
1.通过实验加深学生对电位、电压及其相互关系的理解。
2.通过对不同参考点电位及电压的测量和计算,加深学生对电位的相对性及电压与参考点选择无关性质的认识。
2、万用表3、直流电路单元板(XD-B-28)一块
1.按上图接好实验电路,在接入电源U1、U2之前,应将直流稳压电源的输出“细调”旋钮调至最小位置。
然后打开电源开关,调节电压输出,使其值分别为U1和U2(参考数值U1=10伏,U2=10伏)。
2.将开关S1、S2合向电源一侧,将U1、U2接到电路上。
3.以电路中的D点为参考点,分别测量电路中的A、B、C、D、E、F各点电位及每两点间的电压UAB、UBC、UCD、UBE、UED、UFE、UAF以及UAD。
将测量结果分别填入表3-1和表3-2中,并根据测量的电位数值,计算上述电压值,也填入表3-2中。
注意:
测量电位时,应将电压表的“负”表笔接在电位参考点上,将“正”表笔分别与被测电位点接触。
若电压表指针正向偏转则电位为正值;
若电压表指针反向偏转,则应调换表笔两端,此时电压表读数为负值,即该点电位为负。
测量电路电压时,电压表的“负”表笔应接在电压符号角标的后一个字母所表示的点上。
例如:
测量电压UAB应将“负”表笔接在B点,“正”表笔接在A点上。
若指针正向偏转,读数为正值;
若指针反向偏转,倒换正、负表笔位置,读数为负值。
表4-1单位:
伏
电位
参考点
UA
UB
UC
UD
UE
UF
D
E
F
表4-2单位:
电位参考点
UED
UFE
UAF
UAD
测量
D(计算)
E(计算)
F(计算)
4.以电路中的E点为电位参考点,按步骤3,测量各点电位,并根据测量电位值计算电压值,将结果分别填入表4-1和表4-2中。
5.以电路中的F点为电位参考点,按步骤3,再次测量各电位,并计算各电压值,将测量及计算结果填入表4-1和表4-2中。
在计算不同两点的电压时,要用其相对同一参考点测量的两个电位值相减得到。
计算以D为参考点的电压UAB时,要用以D为参考点测量的电位UA减UB得到;
计算以E为参考点的电压UAB时,要用以E为参考点测量的电位UA减UB得到。
3.实验目的、原理及实验电路。
4.根据表4-1和表4-2中的数据总结电位和电压的关系,分析参考点的选择对电位和电压的影响。
实验五线性电路叠加性的研究
一、实验目的:
验证叠加原理,加深对相应概念的理解。
二、实验仪器:
二、实验内容及步骤:
三、实验步骤:
本实验在直流电路单元板上进行,按下图4-1接好线,U1=10V,U2=16V。
1、将S1合向电源U1一侧,S2合向短路一侧,测量U1单独作用时各支路的电流I1、I2、I3,结果记录在表5-1中。
2、将S1合向短路一侧,接通U2=16V,测量U2单独作用时各支路的电流I1、I2、I3,结果记录在表5-1中。
3、将两个电源都作用在电路,测量它们共同作用时各支路的电流I1、I2、I3,结果记录在表5-1中。
表5-1
计算
U1单独作用
U2单独作用
代数和
U1,U2作用
四、实验报告要求
1、用实验数据验证支路的电流是否符合叠加原理,并对实验误差进行适当分析。
2、用实测电流值、电阻值计算电阻3R所消耗的功率为多少?
能否直接用叠加原理计算?
试用具体数值说明之。
实验六戴维南定理的验证
验证戴维南原理,加深对电源变化的理解。
4、电阻箱2台
三、实验原理:
1、任一支路的电流或电压都是每一个独立源单独作用时在该支路产生的电流或电压的代数和。
2、任何一个有源二端线性网络,都可以用一个电压源或电流源来代替。
如上图所示。
四、实验内容及步骤:
1、按下图4-2接线,测量含源端口网络的外部特性,调节网络外接电阻RL数值,使其分别为表6-1的数值,将结果填入表6-1中,其中RL=0为短路电流。
表6-1
RL(Ω)
500
1K
1.5K
2K
2.5K
开路
U(V)
(2)计算R0=UOC/ISC的值,用戴维南模型代替图4-2的含源端口网络,改变RL数值,使其分别为表6-2的数值,将结果填入表6-2中。
表6-2
五、实验报告及要求
1、利用测量的数据验证戴维南定理。
测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法,并比较其优缺点。
实验七含受控源电路的分析
1.加深对受控源的理解;
2.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;
3.验证受控源电路的控制关系。
二、实验仪器
1、双路直流稳压电源
2、万用表
3、受控源单元板(XD-B-29)
三、实验原理
根据放大器的“虚短”和“虚断”的特性,可计算出输出电压与输入电压的关系
,其中:
称为转移电压比(即电压放大倍数)。
输出电流与输入电流的关系
,其中:
称为转移电流比(即电流放大倍数)。
输出电压与输入电流的关系及输出电流与输入电压的关系等。
四、实验内容及步骤
本实验电路元件选用XD-B-29单元板,首先按照下图连线,改变滑动变阻器R1(Ω)的值,使输入电压分别为下列值,分别读出电压表和毫安表的数值,填入表7-1:
表7-1
u1(V)
1
2
3
4
5
6
i1mA)理论值
i1(mA)测量值
u2(V)理论值
u2(V)测量值
i2(mA)理论值
i2(mA)测量值
1、计算出输出电压的理论值,与表中各测量值相比较,分析误差。
2、由表中数据总结输入电压和电流对输出电压和电流的控制作用。
实验八RC一阶电路的动态过程研究实验
一.实验目的
1.研究RC一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的规律和特点;
2.学习一阶电路时间常数的测量方法,了解电路参数对时间常数的影响;
3.掌握微分电路和积分电路的基本概念。
二.实验设备
1.双踪示波器
2.信号源(方波输出)
3.元件实验板(XD-B-)
三.原理说明
1.RC一阶电路的零状态响应
RC一阶电路如下图7-1所示,开关S在‘1’的位置,uC=0,处于零状态,当开关S合向‘2’的位置时,电源通过R向电容C充电,uC(t)称为零状态响应:
变化曲线如图7-2所示,当uC上升到
所需要的时间称为时间常数
,
。
2.RC一阶电路的零输入响应
在图7-1中,开关S在‘2’的位置电路稳定后,再合向‘1’的位置时,电容C通过R放电,uC(t)称为零输入响应,
=
变化曲线如图7-3所示,当uC下降到
3.测量RC一阶电路时间常数
图7-1电路的上述暂态过程很难观察,为了用普通示波器观察电路的暂态过程,需采用图7-4所示的周期性方波uS作为电路的激励信号,方波信号的周期为T,只要满足
,便可在示波器的荧光屏上形成稳定的响应波形。
电阻R、电容C串联与方波发生器的输出端连接,用双踪示波器观察电容电压uC,便可观察到稳定的指数曲线,如图7-5所示,在荧光屏上测得电容电压最大值
取
,与指数曲线交点对应时间t轴的x点,则根据时间t轴比例尺(扫描时间
),该电路的时间常数
4.微分电路和积分电路
在方波信号uS作用在电阻R、电容C串联电路中,当满足电路时间常数
远远小于方波周期T的条件时,电阻两端(输出)的电压uR与
方波输入信号us呈微分关系,
该电路称为微分电路。
当满足电路时间常数
远远大于方波周期T的条件时,电容C两端(输出)的电压uC与方波输入信号uS呈积分关系,
,该电路称为积分电路。
微分电路和积分电路的输出、输入关系如图7-6(a)、(b)所示。
四.实验内容
实验电路如图7-7所示。
1、RC一阶电路的充、放电过程
观察时间常数τ(即电路参数R、C)对暂态过程的影响:
(1)令R=10kΩ,C=0.01μF,观察并描绘激励信号Us及Uc响应的波形(注明幅度及周期)。
(2)增大C(取0.1μF),定性地观察对响应的影响。
并描绘Uc响应的波形(注明幅度及周期)
2.微分电路和积分电路
(1)积分电路:
选择电路分析实验箱上的R、C元件,令R=100kΩ,C=0.01μF,用示波器观察并记录激励uS与响应uC的变化规律。
(2)微分电路:
将实验电路中的R、C元件位置互换,令R=100Ω,C=0.01μF,用示波器观察并记录激励uS与响应uR的变化规律。
五.实验报告要求
1.根据实验观测结果,绘出RC—阶电路充、放电时UC与激励信号对应的变化曲线,由曲线测得τ值,并与参数值的理论计算结果作比较,分析误差原因。
2.根据实验观测结果,绘出积分电路、微分电路输出信号与输入信号对应的波形。
(注明幅度及周期)
3.在RC一阶电路中,当R、C的大小变化时,对电路的响应有何影响?
4.何谓积分电路和微分电路,它们必须具备什么条件?
它们在方波激励下,其输出信号波形的变化规律如何?
这两种电路有何功能?
实验九R、L、C元件性能的研究
1、测量RLC电路的谐振曲线,通过实验进一步掌握串联谐振的条件和特点。
2、研究电路参数对谐振特性的影响。
1.信号发生器
2.XD-B-27单元板
3、毫伏表
1、本实验电路元件选XD-B-27单元板的L=l0mH,C=0.0luF,R调至620Ω,连线如图9-1,图中r为电感线圈的电阻。
2、调节正弦波信号源输出,使U1=3V,调节信号源、频率输出,观察U2输出电压的变化,找到使U2达到最大值的频率,此频率就是使电路达到谐振状态的谐振频率,画出此时电压波形。
将此频率和测量的U2和UC的值填入表6-1的中间部分,然后在谐振频率之下和谐振频率上均匀选4至5个测量点,将测量的频率值和电压值填入表6-1中。
注意,调频率时应调整电压为3V。
表9-1
频率(KHZ)
U2(V)
UC(V)
UL(V)
3、将图6-1中的电阻改为1300Ω,重做上述内容,并把所测量的数据填入表6-2中。
表9-2
四、实验报告
根据测得的数据绘制RLC串联电路的谐振曲线。
实验十用三表法测量正弦交流电路等效参数
1.掌握日光灯线路的接线。
2.理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
1.交流电压、电流、功率表
2.450V/4.3μF电容器,电流插头,220V日光灯
日光灯线路如图10—1所示,图中A是日光灯管,L是镇流器,S是启辉器,C是补偿电容器,用以改善电路的功率因数(cosφ值)。
有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
1、日光灯线路接线与测量
按图10—1组成线路,经指导教师检查后接上单相220V电压,测量功率P,电流I,电压
等值填入表10-1,验证电压、电流相量关系。
其中cos=P/UI
r()=RL+RA
RL=(UL/I)cos,RA=UA/I
表10-1
测量数值
计算值
P(W)
I(A)
UA(V)
cos
r()
正常工作值
并联电容值c1
并联电容值c2
并联电容值c3
2.并联电路——电路功率因数的改善
按图8—4组成实验线路经指导老师检查后,接上单相220V,重复步骤2,填入表10-1。
改变电容值,进行三次重复测量。
五.实验报告
1.完成数据表格中的计算,进行必要的误差分析。
2.根据实验数据,分别绘出电压、电流相量图,验证相量形式的基尔霍夫定律。
3.讨论改善电路功率因数的意义和方法。
实验十一正弦稳态交流电路相量的研究
1.研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系
2.掌握RC串联电路的相量轨迹及其作移相器的应用。
3.掌握日光灯线路的接线。
4.理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
2.450V/4.3μF电容器,电流插头,220V白炽灯
1.在单相正弦交流电路中,用交流电流表测得各支路中的电流值,用交流电压表测得回路各元件两端的电压值,它们之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律,即
和
2.如图11—1所示的RC串联电路,在正弦稳态信号
的激励下,
与
保持有90°
的相位差,即当阻值R改变时,
的相量轨迹是一个半圆,
三者形成一个直角形的电压三角形。
R值改变时,可改变φ角的大小,从而达到移相的目的。
四.实验内容
1.用一个220V/15W的白炽灯泡和电容组成如图110—2所示的实验电路,接单相220V电压,验证电压三角形关系
表11-1
测量值
UR(V)
U’(UR,UC组成Rt)
U’=
U
U=U’-U
U/U
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- 关 键 词:
- 电路 分析 实验 指导书