电工电子实验(一)讲稿Word下载.doc

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顺时针旋转到底时，bc间电阻为零，ab间电阻等于ac间电阻。

ab间和bc间电阻的分配关系由转轴转动后的位置确定。

图5.2.1实验电路

a

b

dd

f

h

e

g

c

（a）

（b）

图2.2.2电位器符号及结构外形

实验任务与步骤：

1．未接电路之前，检测电位器及电阻,并将测量值记录于表5.2.1中。

2．按图5.2.1电路接线，但不接电源，其中ab，df，he分别用短路线连接。

调整电位器RP时测量电位器fg间的电阻Rfg，使其达到最小值（通常为零欧姆）。

3．测量ae间电阻，是否与预习中的计算值相等，通常误差不大于5%，否则接线或理论值计算有误。

4．实验板接通电源，调整Vs=5V（以万用表直流5V档测量为准），依次测量直流电压并将其值记录于表5.2.1中。

5．验证Vaf+Vfc+Vca=V，Vaf+Vfe+Vec+Vca=V。

理论上应为零。

表5.2.1

Rp

R1

R2

R3

R4

Vaf

Vfc

Vca

Vfe

Vec

6．按表5.2.2要求测量和记录各点电位，并根据所测得电位计算电位差。

参考点

Va

Vc

Vd

Ve

计

Vac

Vcd

Vce

Vad

算

值

表5.2.2

7．去掉ab、df、he三根短路线。

三块万用表均置直流250mA档，替代三根短路线，一起接入相应位置。

注意接入时电表极性。

测量Iab=_____mA，Ifd=_____mA，Ieh=_____mA。

8．验证Iab+Ifd+Ieh=_______mA。

理论上应等于零。

9．拆下万用表，恢复原电路（接回三根短路线）。

测量Vcf，并调整电位器RP使Vcf=0。

10．去掉df短路线。

用直流电流最高灵敏度档测量Idf=_____μA。

理论上Idf=0。

实验提示：

一、注意事项

1.如何正确使用万用表欧姆档位

1）看测量选择开关是否置于被测参数的量程档位上

2）选择正确的档位，并调零

3）先粗略测一次，看指针偏转情况，指针指示在中值电阻附近测量较准确

4）测试中不能转换量程开关，严禁带电转换开关

5）不能用电流档或欧姆档测电压

6）不能带电测量电阻

7）注意被测电阻是否连接在电路中，否则需从电路中断开单独测量

2.如何正确使用万用表电流档

1）在测量低阻值支路的电流时，万用表的接入对被测支路的电流影响较大。

这是万用表直流档的等效内阻造成的，使用中应予以考虑。

电流档各档等效内阻

档位

灵敏度

内阻

50uA

0.1V

2kΩ

2.5mA

0.25V

100Ω

25mA

10Ω

250mA

1Ω

2）测量直流电流时，应将万用表串接在被测电路之中进行测量，并要求电流从红色测试棒流入，黑色测试棒流出，否则指针反偏。

3）测量之前应估计被测电流的大小，置万用表的测量选择开关到“mA”的适当量程档位。

直流电流的量值在“VmA”刻度上读出（与直流电压共用刻度），满偏值。

二、实验连接线图。

要求只用8根导线，包括电源线

讨论题：

1．根据步骤2和5测得的数据，计算各支路电流，，，并与步骤8测得的数据进行比较，看哪组数据更接近电路中的实际值。

本题的数据能否用于验证KCL？

为什么？

答：

根据步骤2和5测得的数据更接近电路中的实际值。

本题的数据能用于验证KCL。

其原因是电压档位的内阻大于大于被测电阻，所以测得的电压值相当精确，计算得到的电流值也就更接近该支路的实际值。

2.如果R1、R2、R3、R4的阻值均大于数十kΩ，用步骤5的方法所测得的电压值能否用于验证KVL？

由于此时电压表的内阻与被测电阻的阻值相差不大，使得测量的电压值误差很大（分流作用），所以这样测出的电压值不能验证KVL。

3.如果万用表25mA直流档的电阻很大（与被测支路电阻相比不可忽略），仍用步骤8的方法能否验证KCL？

请说明原因（假设表针仍明确指示读数）。

能。

其原因是流入节点的电流等于流出节点的电流。

非线性电阻伏安特性

1．学会并熟练使用万用表。

2．掌握测量非线性器件的伏安特性的方法。

3．对非线性元器件有初步了解。

3．初步掌握万用表等效电阻对被测电路的影响及其分析方法。

非线性器件的伏安特性反映在以电压为横坐标，电流为纵坐标的平面上，其伏安特性曲线不是一条通过坐标原点的直线。

也就是说其电压与电流的比值不是常数，而是随着工作点的变动而变化的。

因此，通常情况下用它的伏安特性曲线来表示其特性。

线性和非线性伏安特性曲线分别如图5.1.1和5.1.2所示。

稳压管的特性是接正向电压时其等效电阻很小，且电流在较大范围内变化时，其正向电压变化量很小。

接反向电压时等效电阻很大，且电压在较大范围内变化时，反向电流变化量很小，当达到某一电压时，电流增加很快，此时电压在一定范围内基本不变。

这就是所谓的稳压。

图5.1.3（a）是稳压管的正向连接，（b）是稳压管的反向连接。

I

U

图5.1.1线性器件伏安特性曲线

图5.1.2非线性器件伏安特性曲线

图5.1.3稳压管的正反连接

1．测量发光二极管正、反向伏安特性

（1）图5.1.4（a）电路接线，按表5.1.1给定的电流值测量发光二极管的正向特性，电压值记录于表5.1.1中。

（2）按图5.1.4（b）电路接线，按表5.1.1给定的电压值测量发光二极管的反向特性，电流值记录于表5.1.1中。

图5.1.4实验电路

表5.1.1

正向

连接

Id（mA）

1

3

5

10

15

20

Vd（V）

反向

－1

－2

－3

－5

－8

－10

2．测稳压管的伏安特性

（1）用万用表判断稳压管的正、负极性，测量稳压管的正、反向电阻。

正向R=____Ω（R×

10档）反向R＞_____MΩ（R×

10k档）

（2）按图5.1.5（a）电路接线，根据表5.1.2给定的电流值，测量稳压管的正向压降，并计算稳压管的直流电阻一并记录于表5.1.2中。

（3）按图5.1.5（b）电路接线，先按表5.1.2给定的电压值，测量稳压管的反向电流，然后按给定的电流值测量反向电压记录于表5.1.2。

图5.1.5实验电路

表5.1.2

2

RD

－15

3．根据实际测量的数据，绘制发光二极管和稳压管的伏安特性曲线图。

1.测量发光管和稳压二极管的正反向特性时，要弄清楚它们的正极和负极。

2.需用两块万用表，一块作为电流表串联在电路中，一块作为电压表，并联在电路中，要注意整反向时的表的连接。

1．稳压管的稳压功能是利用特性曲线的哪一部分，在伏安特性曲线上标出，为什么？

2．若给出一个线性电阻元件和一个非线性二端元件的伏安特性曲线，试用图解法画出这两个元件串联后的伏安特性曲线。

3.能否用图5.1.6（a），（b）的电路分别测量稳压管的正、反向特性，与图5.1.5（a），（b）相比较，并参照前面的测试结果详细分析其原因。

（主要考虑万用表以不同的连接方式接入电路后对被测电路的影响及影响程度。

）

4．有两只稳压二极管VZ1、VZ2，其稳定电压分别为UZ1=6V、UZ2=10V，正向导通压降均为0.7V。

如果将它们以不同方式串联后接入电路，可能得到几种不同的电压值？

试画出相应的串联电路。

图5.1.6

1.见图5.1.2所示的反向曲线A-B段。

其原因是该段内电流变化较大，而电压基本不变，这正是我们需要的；

正向曲线虽说也有这个特性，但稳定电压太小0.7V左右，一般不太适用。

2.作图提示：

串联网络的电流相同，电压为串联元件的电压之和。

并联是电压相同，电流是各元件支路的电流之和。

3.不能。

主要是考虑表内阻对测量电路的影响。

（a）图是所测得的电压为两个部分；

（b）图是所测得的电流为两个部分。

两个电路都不能正确反映稳压管的特性。

4.有4种连接方式

代维宁定理和诺顿定理

1．学习几种常用的等效电源测量方法。

2．比较各种测量方法所适用的情况。

3．分析各种方法的误差大小及其产生的原因。

代维宁定理指出，任何一个线性有源一端口网络如图5.3.2（a），对外部电路来说，总可以用一个理想电压源与电阻串联组合来代替，如图5.3.2（b）所示。

其理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压Voc，电阻等于原网络中所有独立源为零值时的入端等效电阻Ro。

任意负载

线性有源一端口网络

+

－

Ro

Voc

Vb

Isc

Go

（c）

V

图5.3.2代维宁定理和诺顿定理等效电