电路理论实验指导书word版本 18页.docx
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电路理论实验指导书word版本18页
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电路理论实验指导书
篇一：
电路原理实验指导书
实验一电路元件伏安特性的测绘
一、实验目的
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.掌握实验装置上直流电工仪表和设备的使用方法。
二、原理说明
任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系I＝f（U）来表示，即用I-U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。
1.线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图3-1中a曲线所示，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。
2.一般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温度的升高而增大，通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可相差几倍至十几倍，所以它的伏安特性如图3-1中b曲线所示。
3.一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其特性如图3-1中c曲线。
正向压降很小（一般的锗管约为0.2～0.3V，硅管约为0.5～0.7V），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十多至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。
可见，二极管具有单向导电
性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。
4.稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特别，如图1-1中d曲线。
在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当反向电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外加的反向电压升高而增大。
三、实验设备
四、实验内容
1.测定线性电阻器的伏安特性
按图1-2接线，调节直流稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓慢地增加，一直到10V，记下相应的电压表和电流表的读数。
2.测定半导体二极管的伏安特性
按图1-3接线，R为限流电阻，测二极管D的正向特性时，其正向电流不得超过25mA，正向压降可在0～0.75V之间取值。
特别是在0.5～0.75之间更应多取几个测量点。
作反向特性实验时，只需将图1-3中的二极管D反接，且其反向电压可加到30V左右。
正向特性实验数据
反向特性实验数据
3.测定稳压二极管的伏安特性
只要将图1-3中的二极管换成稳压二极管,重复实验内容2的测量。
正向特性实验数据
反向特性实验数据
五、实验注意事项
1.测二极管正向特性时，稳压电源输出应由小至大逐渐增加，应时刻注意电流表读数不得超过25mA，稳压源输出端切勿碰线短路。
2.进行不同实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程，勿使仪表超量程，仪表的极性亦不可接错。
六、思考题
1.线性电阻与非线性电阻的概念是什么?
电阻器与二极管的伏安特性有何区别?
2.设某器件伏安特性曲线的函数式为I＝f（U），试问在逐点绘制曲线时，其坐标变量应如何放置?
3.稳压二极管与普通二极管有何区别，其用途如何?
七、实验报告
1.根据各实验结果数据，分别在方格纸上绘制出光滑的伏安特性曲线。
（其中二极管和稳压管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取为不同的比例尺）
2.根据实验结果，总结、归纳被测各元件的特性。
3.必要的误差分析。
4.心得体会及其他。
实验二叠加原理的验证
一、实验目的
验证线性电路叠加原理的正确性，从而加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
二、原理说明
叠加原理指出：
在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。
线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K倍时，电路的响应（即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。
三、实验设备
四、实验内容
实验电路如图2-1所示
1.按图2-1电路接线，E1为+6V、+12V切换电源，取E1＝+12V，E2为可调直流稳压电源，调至+6V。
2.令E1电源单独作用时（将开关S1投向E1侧，开关S2投向短路侧），用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端电压，数据记入表格中。
篇二：
电路理论实验指导书
（1）
实验一电压源与电流源的等效变换与串并联的研究
一、实验目的
1、掌握建立电源模型的方法；
2、掌握电源外特性的测试方法；3、加深对电压源和电流源特性的理解；4、研究电源模型等效变换的条件。
二、原理说明
1、电压源和电流源
电压源具有端电压保持恒定不变，而输出电流的大小由负载决定的特性。
其外特性，即端电压U与输出电流I的关系U＝f（I）是一条平行于Ｉ轴的直线。
实验中使用的恒压源在规定的电流范围内，具有很小的内阻，可以将它视为一个电压源。
电流源具有输出电流保持恒定不变，而端电压的大小由负载决定的特性。
其外特性，即输出电流I与端电压U的关系I＝f（U）是一条平行于U轴的直线。
实验中使用的恒流源在规定的电流范围内，具有极大的内阻，可以将它视为一个电流源。
2、实际电压源和实际电流源
实际上任何电源内部都存在电阻，通常称为内阻。
因而，实际电压源可以用一个内阻RS和电压源US串联表示，其端电压U随输出电流I增大而降低。
在实验中，可以用一个小阻值的电阻与恒压源相串联来模拟一个实际电压源。
实际电流源是用一个内阻RS和电流源IS并联表示，其输出电流I随端电压U增大而减小。
在实验中，可以用一个大阻值的电阻与恒流源相并联来模拟一个实际电流源。
3、实际电压源和实际电流源的等效互换
一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，又可以看成是一个电流源。
若视为电压源，则可用一个电压源Us与一个电阻RS相串联表示；若视为电流源，则可用一个电流源IS与一个电阻RS相并联来表示。
若它们向同样大小的负载供出同样大小的电流和端电压，则称这两个电源是等效的，即具有相同的外特性。
实际电压源与实际电流源等效变换的条件为：
（1）取实际电压源与实际电流源的内阻均为RS；
（2）已知实际电压源的参数为Us和RS，则实际电流源的参数为IS?
USRS
和RS，
若已知实际电流源的参数为Is和RS，则实际电压源的参数为US?
ISRS和RS。
三、实验设备
1、MEL－06组件（含直流数字电压表、直流数字毫安表）
2、恒压源（含＋6V，＋12V，0～30V可调）3、恒源流0～500mA可调
4、EEL－23组件（含固定电阻、电位器）
四、实验内容
图10－1
1
1、测定电压源（恒压源）与实际电压源的外特性
实验电路如图10－1所示，图中的电源US用恒压源中的＋6V输出端，R1取200Ω的固定电阻，R2取470Ω的电位器。
调节电位器R2，令其阻值由大至小变化，将电流表、电压表的读数记入表10－1中。
表10－1电压源（恒压源）外特性数据
在图10－1电路中，将电压源改成实际电压源，如图10－2所示，图中内阻RS取51Ω的固定电阻，调节电位器R2，令其阻值由大至小变化，将电流表、电压表的读数记入表10－2中。
表10－2实际电压源外特性数据
IS
图10－2
2、测定电流源（恒流源）与实际电流源的外特性按图10－3接线，图中IS为恒流源，调节其输出为5mA（用毫安表测量），R2取470Ω的电位器，在RS分别为1kΩ和∞两种情况下，调节电位器R2，令其阻值由大至小变化，将电流表、电压表的读数记入自拟的数据表格中。
3、研究电源等效变换的条件
按图10－4电路接线，其中（a）、（b）图中的内阻RS均为51Ω，负载电阻R均为200Ω。
在图10－4（a）电路中，US用恒压源中的＋6V输出端，记录电流表、电压表的读数。
然后调节图10－4（b）电路中恒流源IS，令两表的读数与图10－4（a）
（a）
图10－
3
（b）
图10－4
的数值相等，记录IS之值，验证等效变换条件的正确性。
4、测定电压源串联的外特性
将电压源改成实际电压源串联，只需将图10－2中的Us用两个3V的实际电压源串联代替即可（电压源串联后应保证电压表的读数在6V左右），图中内阻RS取51Ω的固定电阻，调节电位器R2，令其阻值由大至小变化，将电流表、电压表的读数记入自拟的数据表格中。
5、测定电流源并联的外特性
请读者自行将第4步中的电压源串联改接成两个电流源并联。
注意电流源值、内阻等数值的设计。
将电流表、电压表的读数记入自拟的数据表格中五、实验注意事项
1、在测电压源外特性时，不要忘记测空载（I＝0）时的电压值；测电流源外特性时，不要忘记测短路（U＝0）时的电流值，注意恒流源负载电压不可超过20伏，负载更不可开路；
2、换接线路时，必须关闭电源开关；3、直流仪表的接入应注意极性与量程。
2
六、预习与思考题
1、电压源的输出端为什么不允许短路？
电流源的输出端为什么不允许开路？
2、说明电压源和电流源的特性，其输出是否在任何负载下能保持恒值？
3、实际电压源与实际电流源的外特性为什么呈下降变化趋势，下降的快慢受哪个参数影响？
4、实际电压源与实际电流源等效变换的条件是什么？
所谓‘等效’是对谁而言？
电压源与电流源能否等效变换？
七、实验报告要求
1、根据实验数据绘出电源的四条外特性，并总结、归纳两类电源的特性；2、从实验结果，验证电源等效变换的条件；3、回答思考题。
3
实验二戴维南定理及叠加定理的验证
戴维南定理及叠加定理的验证：
一、实验目的
1、验证戴维宁定理、诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解；2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
二、实验原理
1、戴维宁定理和诺顿定理
戴维宁定理指出：
任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源US和一个电阻RS串联组成的实际电压源来代替，其中：
电压源US等于这个有源二端网络的开路电压UOC,内阻RS等于该网络中所有独立电源均置零（电压源短接，电流源开路）后的等效电阻RO。
诺顿定理指出：
任何一个有源二端网络，总可以用一个电流源IS和一个电阻RS并联组成的实际电流源来代替，其中：
电流源IS等于这个有源二端网络的短路短路ISC,内阻RS等于该网络中所有独立电源均置零（电压源短接，电流源开路）后的等效电阻RO。
US、RS和IS、RS称为有源二端网络的等效参数。
2、有源二端网络等效参数的测量方法
（1）开路电压、短路电流法
在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压UOC,然后再将
其输出端短路，测其短路电流ISＣ，且内阻为：
RS?
UOCISC
。
UU
若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。
（2）伏安法
一种方法是用电压表、电流表测出有源二端网络的外
?
U?
I
图
11-1
特性曲线，如图11－1所示。
开路电压为UOC，根据外特性曲线求出斜率tgφ，则内阻为：
RS?
tg?
?
。
另一种方法是测量有源二端网络的开路电压UOC，以及额定电流IN和对应的输出端额定电压UN，
RS?
UOC?
U
IN
N
如图11－1所示，则内阻为：
（3）半电压法
。
如图11－2所示，当负载电压为被测网络开路电压UOC一半时，负载电阻RL的大小（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻RS数值。
RL
图11-2
（4）零示法
图11-3
4
在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图11－3所示。
零示法测量原理是用一低内阻的恒压源与被测有源二端网络进行比较，当恒压源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为“0”，然后将电路断开，测量此时恒压源的输出电压U，即为被测有源二端网络的开路电压。
三、实验设备
1、MEL－06组件（含直流数字电压表、直流数字毫安表）2、恒压源（含＋6V，＋12V，0～30V可调）3、恒源流0～500mA可调
4、EEL－23组件（含电阻箱、固定电阻）5、EEL－30组件（含实验电路）四、实验内容
被测有源二端网络选用EEL－30组件中的网络1，并与负载电阻RL（用电阻箱）连接，如图11－4（a）所示.。
R
LRL
RL
（ａ〕
（ｂ
〕图11-4
（c）
1、开路电压、短路电流法测量有源二端网络的等效参数
测开路电压UOC：
在图11－4（a）电路中，断开负载RL，用电压表测量1、2两端电压，将数据记入表11－1中。
测短路电流ISＣ：
在图11－4（a）电路中，将负载RL短路，用电流表测量电流，将数据记入表11－1中。
计算有源二端网络的等效参数US和RS。
表11－1开路电压、短路电流数据
测量有源二端网络的外特性：
在图11－4（a）电路中，用电阻箱改变负载电阻RL的阻值，逐点测量对应的电压、电流，将数据记入表11－2中。
并计算有源二端网络的等效参数US和RS。
5
篇三：
电路理论基础实验指导书
电路理论基础
实验指导书
扬州大学物理科学与技术学院二○一一年二月
电路理论基础部分
绪论
实验一叠加原理的验证
实验二戴维南定理
实验三受控源的实验研究
实验四RLC串联谐振电路的研究
实验五RC一阶电路的响应测试
实验六仪器内阻对测量的影响
实验七正弦稳态交流电路相量的研究
实验八三相交流电路电压、电流的测量
附录A直流稳压电源原理与使用
附录B函数信号发生器的原理与使用
附录C万用表的原理与使用
附录D晶体管毫伏表的原理与使用
附录E示波器的原理与使用
附录F功率表的原理与使用
?
?
1
绪论
电路理论基础实验教学是电路理论课程教学的重要组成部分，是培养学生科学精神、独立分析问题和解决问题能力的重要环节。
通过必要的实验技能训练、验证性实验和设计性实验，使学生将理论与实践相结合，巩固所学知识，开拓实验设计思维。
通过实验培养有关电路连接、电量测量等实验技巧，学会掌握常用仪器、仪表的基本原理与使用方法，学会实验的设计。
在实验测量中学习数据的获取和处理、各种现象的观察及分析。
实验结束后，通过书写实验报告，对实验结果进行处理、归纳和总结，为学生今后从事工程技术工作和科学研究打好坚实基础。
一、本课程与其他相关课程的联系和区别
1.与物理实验的联系与区别
物理实验的开设目的在于丰富教学形式，活跃教学气氛，加深概念理解及培养严谨的科学态度，在实验过程中强调操作要认真、观察要细心、测量结果要准确。
只有这样，所得的实验结果才能和理论保持一致或有新的发现。
因此，对物理实验这一教学环节的要求是一丝不苟的，这也是学习基础理论学科应具有的科学态度。
不过，设计性及应用型的实验在工科的物理实验中也正在逐步受到重视。
“电路理论基础实验”属于工程学科范畴，除应具有严谨的科学态度外，还应注重其实用性，要多从工程的角度去处理问题。
如测量精度的处理，在物理实验中，为了得到准确的结果，常采用多次测量求平均值的方法来排除随机误差，以提高测量准确度；而在电路基础实验中，从工程的角度考虑，仅需满足使用要求——达到一定的测量精度就够了（自动测量除外），处理的多为一次性测量误差，有时甚至不需要得出具体值，只要观察到有无信号即可，如检查故障及定性分析。
因此，电路基础实验强调的是正确的实验（测量）过程及用工程观点处理问题的方法。
需要注意的是：
从工程角度处理问题并不等于粗枝大叶，不要精度，而是强调不要把精力、时间太多地花费在使用价值不大的追求高精度上，因为高精度是要高投人的。
一旦实验环境、实验条件确定之后，如何利用现有设备，提高测量精度并确保实验准确无误，也是本课程研究的问题之一。
2.与理论课的联系与区别
“电路理论基础实验”与“电路分析”课有着密切的联系。
“电路分析”是“电路理论基础实验”课的理论基础，一般为先修课，但前者的逻辑思维方式、处理问题的方法及解决问题的手段与后者有着很大不同。
一般理论课采用的思维方式、研究对象，是探讨问题在理论上的可行性及如何解决这些问题（来自:
:
电路理论实验指导书）的方法。
处理问题时往往是把一个复杂的问题简单化、理想化、抽象化，突出主要矛盾，忽略次要矛盾，解决问题时多以数学为工具（仿真软件的应用也是建立在数学模型上的）。
实验课采用的思维方式、研究对象，则是如何把一个成熟的理论、一个设计方案付诸实施，注重的是系统的实用性、可靠性等。
处理问题时考虑的是各种因素的共同影响，讲
?
2?
究的是整体效果，面对的是问题的客观性、具体性，解决问题的工具是各种仪器设备，目前更为关注的是利用实验手段来分析问题、处理问题的过程和方法。
3.与仿真软件的联系与区别
使用电路仿真软件可以进行虚拟电路实验，给同学们的理论课学习提供了更接近理想的教学环境。
可以说，电路仿真软件是一种很好的学习工具。
另一方面，不管是在系统的前期设计中，还是在后期电路参数的调整中，电路仿真软件的使用都会给开发者带来很大益处。
它既可缩短产品的开发周期，又可节省大量的硬件费用开支，因此也是工程技术人员的有利帮手。
在进入实验室之前，先对要做的实验进行仿真，可预知实验结果、了解实验的各个过程，这样会对此次实验起到事半功倍的作用。
但是，有些工作目前乃至将来也不可能在仿真软件上进行，如分布参数的影响、集中接地问题、电磁兼容及器件标称值对电路的影响等。
这方面的工作还必须在实验室中，通过搭接实际电路，再经过实际测量才能完成。
因此，仿真软件可以帮助同学们了解电路的工作过程，确定系统的可行性，但解决不了工艺问题，代替不了技能训练；仿真结果不能当成真实的实验结果，虚拟仪器的使用也代替不了电子仪器的实际操作。
二、设计性实验
根据实际需要，提出目标要求，寻求一种实际电路，达到预定的实验目的，称为实验设计。
1.查阅资料，寻求实验的理论依据
根据实验项目提出的要求，明确实验目的。
查阅理论教材及相关资料，确定实验中可能运用到的理论知识，即实验原理。
例如，实验一中要求验证叠加原理，目的很明确，即验证，原理为叠加原理，实验者必须清晰的了解叠加原理的内涵。
2.规划实验模块
实验设计这一过程很灵活，即便是同一个实验目的，不同的实验者可能会有不同的思路来实现。
但在设计过程中，建议采用模块化和层次化的设计思想，自上而下、由大到小、逐步求精。
根据实验目的及实验原理，对实验按功能进行模块化划分，画出框图，考虑各模块的整体功能，规划设计思想和方向。
例如，实验一中可划分为3个功能模块，即E1单独作用，E2单独作用和E1、E2共同作用。
3.模块细化
为了实现各实验模块的具体功能，首先应考虑实验条件，即实验室能提供的仪器及材料，设计出符合实际的电路结构和器件，进而计算出电路的各参数，并估算出实验结果。
例如，实验一中第一模块，首先确定电路结构，然后确定E1及3个电阻的阻值。
在确定E1时，要考虑实验室提供的直流电源在0～30V之间，例如初步确定为6V。
然后考虑各电阻值，如提供的电流表最大量程为100mA，则电路中的电流应考虑在30～80mA之间。
有条件的可在计算机上进行仿真实验，以初步检验设计的正确性。
4.写出设计报告
实验报告应包括目的、原理、电路设计依据、具体的计算、预计的内容和步骤、记录数据的表格、数据处理的方法、可行性分析、预期实验结果等项目。
?
?
3
三、实验规程
1.课前预习
实验能否顺利进行和收到预期效果，很大程度上取决于预习准备得是否充分。
因此，在预习过程中应仔细阅读实验指导书和教材中相关知识点。
明确实验的目的、内容，了解实验的基本原理以及实验的方法、步骤。
搞清楚实验中哪些现象要观察，哪些数据要记录以及哪些事项应注意。
2.进行实验
良好的工作方法和操作程序，是使实验顺利进行的有力保证。
实验一般按照下列程序进行：
（1）学生在规定的桌位上进行实验，保持实验室安静，不得擅自接通电源。
认真听教师讲解实验内容及注意事项。
按本次实验设备和主要器材清单进行清点。
注意实验设备的规格、量程和操作规程，不了解性能和用法时不得随意使用该设备。
做好实验桌面的整洁工作，暂不用的设备整齐地放在一边。
做好数据记录的准备工作。
（2）连接电路。
严格遵守“先接线后通电，先断电后拆线”的操作程序；严禁带电操．．．．．．．．．．．．
作，发现异常现象（声响、发热、焦臭味等）应立刻断开电源，并及时报告指导教师检查处理。
将仪器、仪表合理布臵，使之便于操作、读数和接线。
合理布局的原则是：
安全、方便、整齐、防止相互影响。
接线前先弄清楚电路图上的节点与实验电路中各元件接头的对应关系，先把元件参数调到应有的数值，调压设备及电源设备应放在输出电压最小的位臵上，然后按电路图接线。
根据电路的结构特点，选择合理的接线步骤，一般是“先串后并，先主后辅”，养成良好的接线习惯。
实验线路的连接应力求简便、清楚、便于检查。
走线要合理，导线的长度、粗细选择适当，防止连线短路。
接线端头不要过于集中于某一点，电表接头上非不得已不接2
（3）电路检查。
连线完毕后，不要急于通电，应仔细检查，经自查无误并请教师复查．．．．同意后，才能够通电开始实验。
（4）设备操作与数据记录。
按照实验教程中的实验步骤进行操作。
操作时要注意：
合电源，眼观全局；先看现象，再读数据。
读数前要弄清仪表量程及刻度。
读数时要注意姿势正确，要求“眼、针、影成一线”。
记录要完整清晰，一目了然。
数据记录在事先准备好的的实验原始数据记录纸上，要尊重原始记录，实验后不得涂改。
当需要把读数绘成曲线时，应以足够描绘一条光滑而完整的曲线为准，来确定读数的多少。
读取数据后，可先把曲线粗略地描绘一下，发现不足之处，应及时弥补。
（5）结束工作。
完成全部规定的实验内容后，不要先急于拆除线路，应先自行核查实验数据，有无遗漏或不合理的情况，再经教师复查后，方可进行下列结尾工作：
①拆除实验线路（再次提醒注意：
一定要先断电、再拆线）。
②做好实验设备、桌面、环境清洁的管．．．．．．．
理工作。
③经教师同意后方可离开实验室。
做完实验后应及时整理实验数据，一般情况下，可以直接对实验记录的数据进行计算，得出结果。
?
4?
篇四：
《电路原理》实验指导书
实验一电位、电压的测定及电路电位图的绘制实验二基尔霍夫定律的验证
实验三电压源、电流源及其电源等效变换的研究实验四线性电路叠加性和齐次性的研究
实验五戴维南定理——有源二端网络等效参数的测定实验六最大功率传输条件的研究实验七R、L、C元件阻抗特性的测定实验八用三表测量电路等效参数实验九单相铁芯变压器特性的测试实验十正弦稳态交流电路相量的研究实验十一RLC串联谐振电路的研究实验十二三相交流电路电压、电流的测量实验十三三相交流电路功率的测量实验十四直流双口网络研究
实验一电位、电压的测定及电路电位图的绘制
一．实验目的
1.用实验证明电路中电位的相对性、电压的绝对性2.掌握电路电位图的绘制方法二．原理说明
在一个确定的闭合电路中，各点电位的高低视所选的电位参考点的不同而变，但任意两点间的电位差（即电压）则是绝对的，它不因参考点电位的变动而变动。
据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电压。
若以电路中的电位值作纵坐标，电路中各点位置（电阻）作横
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