電路分析實(shí)驗(yàn)

1、電路實(shí)驗(yàn)第一部分實(shí)驗(yàn)一·實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉各類測(cè)量?jī)x表、各類電源的布局及使用方法2、掌握電壓表、電流表內(nèi)阻的測(cè)量方法3、熟悉電工儀表測(cè)量誤差的計(jì)算方法·實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 根據(jù)“分流法”測(cè)萬用表直流電流檔內(nèi)阻2、被測(cè)電流表限（MA）滿偏（MA）S閉合后半偏Rb（）R1（）內(nèi)阻Ra（）55.1124.410055.40.50.48641000463.53、 根據(jù)“分壓法”測(cè)量萬用表直流電壓檔的內(nèi)阻4、被測(cè)電流表限（V）S閉合時(shí)的滿偏（V）S斷開時(shí)的半偏（V）Rb（）R1（）內(nèi)阻Ra（）S（/V）1010.25710010005810058103、驗(yàn)證儀表內(nèi)阻引入的測(cè)量誤差理想U(xiǎn)=R1

2、/(R1+R2)；測(cè)量U=(R1/Rv)/(R1/Rv+R2)；若R1=R2=Rv，U-U=-U/6輸入電壓（V）R1（）R2（）U（V）U（V）U-U（V）101000100054.97-0.0310100020003.333.27-0.06實(shí)驗(yàn)二·實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 學(xué)會(huì)識(shí)別常用的電路和元件的方法2、 掌握線性電阻、非線性電阻元件以及電壓源和電流源的伏安特性的測(cè)試方法3、 學(xué)會(huì)常用直流電工儀表和設(shè)備的使用方法·實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 測(cè)定線性電阻的伏安特性U輸出（V）0345678910I輸出（MA）0344.85.97.18.19.110.12、 測(cè)定非線性白熾燈泡的伏安特性U輸出（

3、V）033.544.555.566.3I輸出（MA）064.268.372.278.078.781.682.482.43、 測(cè)定半導(dǎo)體二極管的伏安特性U（V）0.10.30.40.50.550.6I（MA）0.022.08.622.93484.5反向U（V）-3-5-10-20-25I（MA）0.0020.0040.0090.0190.0244、 測(cè)定穩(wěn)壓二極管的伏安特性Ud(V)0.70.750.80.850.860.88I(mA)0.10.53.418.324.641.2反向Ud(V)-4-4.3-4.5-4.6-4.9-5.1I(mA)0.10.30.50.74.0245、 測(cè)定電壓源的

4、伏安特性RL()100200300400500600700800I(mA)31.819.514.111.79.57.66.66.0U(V)3.23.94.24.44.54.64.74.76、 測(cè)定電流源的伏安特性RL()100200300400500600700800I(mA)3.32.01.41.10.80.70.50.5U(V)0.30.40.40.40.40.40.40.4實(shí)驗(yàn)三·實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 驗(yàn)證電路中電位與電壓的關(guān)系2、 掌握電路電位圖的繪制方法·實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 令U1=12V,U2=0V電位參考點(diǎn)與UABCDEFUabUacUadUaeUaf對(duì)地（E）值（V）8.

5、67.27.25.2011.91.41.43.48.6-3.2可以看到，ABUab等等式，可驗(yàn)證電位與電壓的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)四·實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 加深對(duì)基爾霍夫定律的理解，用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證基爾霍夫定律2、 學(xué)會(huì)用電流表測(cè)量各支路電流·實(shí)驗(yàn)內(nèi)容電位可用上則實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，易得如Uab+Ucd=Uad的環(huán)路等式（U1=12V,U2=0V）實(shí)驗(yàn)測(cè)得：Ifa=6.4mA；Iba=-2.8mA；Iad=3.4mA；易知Ifa+IbaIab，可以驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)電流規(guī)律，規(guī)律得到。實(shí)驗(yàn)五·實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 驗(yàn)證線性電路疊加原理的正確性，加深對(duì)線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識(shí)和理解。2、 學(xué)習(xí)復(fù)雜電路電路的

6、連接方法·實(shí)驗(yàn)內(nèi)容電流（mA）；電壓（V）I與UU1U2IfaIabIadUabUcdUadUdeUeaU1單值1206.32.93.41.41.93.45.2-8.7U2單06-1.5-3.41.9-1.7-2.31.9-1.2-0.7U合1264.8-0.55.3-0.3-0.45.34-8可以看到，這個(gè)數(shù)據(jù)很用來說明疊加原理的正確性很合適，U1單+U2單U合。實(shí)驗(yàn)六·實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 驗(yàn)證戴維南定理和諾頓定理，加深對(duì)二者的理解2、 掌握悠遠(yuǎn)而端口網(wǎng)絡(luò)等效電路參數(shù)的測(cè)量方法·實(shí)驗(yàn)內(nèi)容戴維南等效Uoc=6.4V；Isc=31.5mA；Ro=Uoc/Isc=203.1

7、746；負(fù)載實(shí)驗(yàn)RL（）3051100200510U(V)0.91.32.13.24.6I(mA)27.825.621.416.19.1戴維南等效U(V)0.81.223.14.5I(mA)27.024.820.815.68.8由于直流源最大輸出為26.3mA，所以不為諾頓等效實(shí)驗(yàn)七電壓源與電流源的等效變換·實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握電源外特性的測(cè)試方法2驗(yàn)證電壓源與電流源等效變換的條件 ·實(shí)驗(yàn)內(nèi)容即電流源電流為前者的短路電流實(shí)驗(yàn)八受控源特性測(cè)試·實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜な芸卦吹幕咎匦?，加深?duì)受控源的理解和認(rèn)識(shí)·實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 電流控制受控電流源，假設(shè)控制電流為I，受控電流為i，這

8、里為線性控制i=0.5*I 。 幾種受控源都是一個(gè)控制源的輸入使得輸出，這里便不再多做類似的實(shí)驗(yàn)了。實(shí)驗(yàn)九RC一階電路的動(dòng)態(tài)過程研究實(shí)驗(yàn)·實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 測(cè)定RC一階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)及完全響應(yīng)。2. 學(xué)習(xí)電路時(shí)間常數(shù)的測(cè)量。3. 掌握有關(guān)微分電路和積分電路的概念。4. 進(jìn)一步學(xué)會(huì)用示波器觀測(cè)波形。·實(shí)驗(yàn)原理Uc(t)=Us(1-e-t/RC) i(t)=Us/R*e-t/RC圖1一階RC電路若開關(guān)K首先置于2使電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t=0時(shí)刻由2扳向1，電路為零輸入響應(yīng)，有Uc(t)=Use-t/RCi(t)= -Us/R*e-t/RC·實(shí)驗(yàn)內(nèi)容A 10k

9、 30k并聯(lián)電阻A 10k電阻A 30k電阻B 1M電阻B 100k電阻B 100 電阻讀A圖，第一讀2.5小格，第二讀1.5小格10k歐：時(shí)間常數(shù)為 500s *2.51250s10k/30k歐：時(shí)間常數(shù)為 500s *1.5750 s30k歐：時(shí)間常數(shù)很大于前兩者讀B圖，電阻越大，時(shí)間常數(shù)越大，區(qū)別在于黃色曲線是響應(yīng)曲線，由于電阻太大而來不及衰減使得波形近似未變實(shí)驗(yàn)十 二階動(dòng)態(tài)電路的響應(yīng)的研究·實(shí)驗(yàn)原理用二階微分方程描述的動(dòng)態(tài)電路，為二階電路。我們來研究零輸入響應(yīng)，如圖所示電路， （1）過阻尼情況。即時(shí)，S1和S2是不等的負(fù)實(shí)數(shù)，UC(t)和iL(t) 都是由隨時(shí)間衰減的指數(shù)函數(shù)

10、項(xiàng)來表示，這表明零輸入響應(yīng)中的電壓、電流具有非振蕩性(非周期性的)特點(diǎn)。（2） 臨界阻尼情況。 即時(shí)，S1=S2= -，固有頻率為相等的負(fù)實(shí)數(shù)，UC(t)和iL(t)仍然是非振蕩性的。 （3）欠阻尼情況。即時(shí)，S1和S2固有頻率為共軛復(fù)數(shù)，S1、2= -+jd， 其中= 稱為衰減系數(shù)d= 固有振蕩角頻率O= 無阻尼振蕩角頻率d將隨的增加而下降。·實(shí)驗(yàn)結(jié)果電阻由大到小 可見，隨著電阻的減小，衰減也變慢了。實(shí)驗(yàn)十一RLC元件在正弦電路中的特性試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)十二RLC串聯(lián)諧振電路的研究·實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)用實(shí)驗(yàn)方法會(huì)繪制RLC串聯(lián)電路的幅頻特性曲線2. 加深理解電路發(fā)生諧振的條

11、件、特點(diǎn)，求Q，電路品質(zhì)因數(shù)。·實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 電路如圖12.1所示圖12.1 調(diào)整輸出幅值4V，調(diào)整頻率，觀察電阻R1輸出幅值的變化會(huì)發(fā)現(xiàn)輸出幅值會(huì)有一個(gè)峰值，預(yù)期現(xiàn)象觀察得到到，且約Umax=15.79 kHz ，F(xiàn)0=15.79 kHz 。失諧條件為1/2 倍的Umax，約為4 kHz，測(cè)得 F2=16.888 kHz，F(xiàn)1=15.14 kHz；由品質(zhì)因素公式得Q=F0/(F2-F1)=9.033實(shí)驗(yàn)十三雙口網(wǎng)絡(luò)測(cè)試·實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 加深理解雙口網(wǎng)絡(luò)的基本理論2. 掌握直流雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)的測(cè)量技術(shù)·實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只是一種測(cè)量方法的學(xué)習(xí)。對(duì)于任意的線性網(wǎng)絡(luò)，我們關(guān)心的往往

12、是輸入端和輸出端的電壓和電流間的互相關(guān)系。1. 輸入為I1 U1，輸出為I2 U2，系數(shù)陣為A B;C D 有A B;C D*I1 U1=I2 U2 可知，只要想辦法測(cè)得實(shí)驗(yàn)中的輸入輸出組合，就能得出系數(shù)陣。2.如果是遠(yuǎn)距離傳輸，可利用傳輸方程得到 R10=U10/I10=A/C（令I(lǐng)2=0，輸出口斷路） R1s=U1s/I1s=B/D（令U2=0，輸出口短路） R20=U20/I20=D/C（令I(lǐng)1=0，輸入口斷路） R2s=U2s/I2s=B/A（令U2=0，輸入口短路） R10,R1s,R20,R2s分別表示端口開路和短路時(shí)，另一端的輸入電阻，至此可求得系數(shù)陣。3. 雙口網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)后，分析

13、方法與上相同。將級(jí)聯(lián)二者的系數(shù)陣相乘可得到整體系數(shù)陣。實(shí)驗(yàn)十四RC選頻網(wǎng)絡(luò)特性測(cè)量·實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉文氏電橋電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用2. 學(xué)習(xí)使用交流電壓表和示波器·實(shí)驗(yàn)內(nèi)容電路圖如圖14所示。R=1kohmC=0.1uFF（Hz）123456789U0（V）1.3461.3981.2891.1561.030.9200.8270.7480.679觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，輸出電壓有峰值。R=1kohmC=0.1uFF(Hz)2315T(ms)0.50.3330.067(ms)0.01240.02250.013相位差8.924.369.85觀察數(shù)據(jù)及調(diào)整頻率觀察波形，相位差隨著頻率的增加而

14、增大圖14實(shí)驗(yàn)十五負(fù)阻抗變換器·實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 加深對(duì)負(fù)阻抗概念的認(rèn)識(shí)2. 了解負(fù)阻抗變換器的組成原理及其應(yīng)用3. 學(xué)習(xí)負(fù)阻器的測(cè)量方法·實(shí)驗(yàn)內(nèi)容負(fù)阻抗的器件可分兩大類：一類是伏安特性及其電流隨電壓?jiǎn)沃底兓?，?dāng)電壓升高到一定值時(shí)，電流反而迅速下降，這一段電壓升高，電流反而下降的特性稱為電壓控制型負(fù)阻抗特性，它等效的交流電源類似于交流恒壓源，如隧道二極管等器件就具有這類特性。另一類的伏安特性電壓隨電流單值變化，當(dāng)電流升高到一定值時(shí)，電壓反而下降，這一段電流升高，電壓反而下降的特性稱為電流控制型負(fù)阻抗特性，它等效的交流電源類似于交流恒流源，如單結(jié)晶體管、工作于雪崩擊穿壓的晶體三報(bào)管等器件具有這類特性。INIC負(fù)阻抗變換器如圖15.1所示圖15.1R3=300 ohmVo(V)0.10.20.30.40.5I1(mA)-0.043-0.086-0.129-0.171-0.214觀察驗(yàn)證良好的線性關(guān)系，I(n+1)=n*I1 。將電路接成圖15.2 ，圖15.2圖15.3在f=200 Hz