整理电路与电子学实验Word格式文档下载.docx
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在表达实验结果时，一般包括不可分割的三部分，即测量值
绝对误差ε（或△x），相对误差εr。
如果实验为验证某一物理定律时，同时应写出实验结论。
3、实验成绩的评定
成绩中，满分为10分，预习为2分，实验操作为4分，实验报告成绩为4分。
实验一迭加原理和等效电源定理
一、实验目的
1、验证迭加原理。
2、验证等效电源定理。
二、实验设备
1、线性电路实验板。
2、晶体管稳定电压。
3、万用电表。
三、实验原理
1、迭加原理
（1）在一个包含多个电源的线性电路中，任一支路的电流，等于各个理想电压源或理想电流源单独作用时所产生的电流的代数和。
（2）单独作用，就是保留一个理想电压源或理想电流源，而令其余的电动势或电激流为零，具体实现方法是将电压源短路，将电流源断路。
2、等效电源定理
（1）对于一个复杂网络电路的一个支路，电路的其余部分可以看作是一个有源二端网络，可以简化为一个等效电源。
等效电源对外电路来说，即支路本身，支路中的电流和端电压不变。
（2）戴维南定理：
任何一个有源二端网络都可以用一个电动势为E的理想电压源和内电阻R0串联的电压源等效代替。
电动势E等于有源二端网络的开路电压U0，内电阻R0等于网络中所有电源去除后，二端点之间的等效电阻。
四、实验步骤
图1
1.验证迭加原理
（1）如图1，U1和U2分别接入直流稳压电源。
设定U1=15V；
U2=25V。
（2）将U1接入1和2端点，U2接入3和4端点，使U1和U2共同作用。
（3）将万用表调定到电流档，具体定位mA档，满量程50mA。
（4）将万用表笔分别与R1、R2、R3支路串联，测定R1、R2、R3支路电流I1、I2、I3。
（5）将电压源U2去除，使3和4端点短路
（6）重复试验步骤（4），测量U1单独作用时各支路电流I′1、I′2、I′3，测量中注意电流的参考方向与实际方向。
（7）将U1去除，用导线使1和2端点短路，重新在3和4端点接入电源U2。
（8）重复试验步骤（4），测量U2单独作用时各支路电流I″1、I″2、I″3。
2.验证等效电源定理（戴维南定理）
（1）如图1，稳压电源U1=15V，U2=25V。
（2）将U1接入1和2端点，U2接入3和4端点，使U1和U2共同作用。
（3）将万用表调定到mA档，量程设定50mA。
（4）将万用表笔分别与R1支路、R2支路、R3支路串联，测定各支路的电流I1、I2、I3。
（5）将万用表调定到电压档，满量程为50V。
（6）将R1去除，测量R1开路时端电压U01，然后将R1接入原位。
（7）将R2去除，测量R2开路时端电压U02，然后将R2接入原位。
（8）将R3去除，测量R3开路时端电压U03，然后将R3接入原位。
（9）用万用表测量R1、R2、R3的端电压UR1、UR2、UR3。
（10）将万用表调定到欧姆档，具体定位为X10档。
（11）将电压源U1和U2去除，分别将1和2端点，3和4端点用导线连接，使其短路。
（12）将R1拆除，用万用表测量R1的电阻值，R1接线二端网络相应的网络内阻R01，然后将R1接入原位。
（13）将R2和R3依照试验步骤（12），分别测量R2、R02和R3、R03。
（14）实验结束，断开电源，整理实验仪器。
五、实验数据记录
1.表1验证迭加原理
I
I′
I″
R1支路（I1）
R2支路（I2）
R3支路（I3）
2.表2验证等效电源定理
UR
U0
R
R0
R1支路
R2支路
R3支路
六、实验数据处理及实验结果
1.表3验证迭加原理
I
ΣI=I′＋I″
（（I－ΣI）／I）×
100％
2.表4验证等效电源定理
实验值
戴维南定理计算值
عI
U′R
عU
七、分析实验中产生误差的主要因素。
实验二RLC串联交流电路
一、实验目的：
1、观测RLC串联交流电路各电压向量之间的关系。
2、观测电路中电容（或电感）改变时电流变化规律。
二、实验仪器：
1、RLC实验板（电阻一个、电容三个、镇流器代替电感一个）
2、自耦调压器（0～250V）
3、交流伏特表
4、交流安培表
1.正弦交流电路基本参数
（1）常见的交流电为正弦形态。
u＝Um·
Sin（ωt＋φo）,i＝Im·
Sin（ωt＋φo）
（2）周期T单位为秒（S）。
频率f单位为赫兹（HZ）。
角频率ω:
单位为（rad/s）；
初相位（相位角）:
φo。
关系有：
T=1／f=2π／ω或ω=2π／T=2πf
（3）幅值为瞬时值中的最大值。
有效值:
对于正弦量有I=Im／
;
U=Um／
E=Em／
（4）正弦量的向量表示：
正弦量有三个要素:
有效值、初相位、频率；
2、元件的特性方程
（1）电阻元件u=i·
R,Um／Im=U／I=R
结论：
在电阻元件交流电路中，电流和电压是同相的，相位差φ﹦φu﹣φi﹦0
（2）电感元件i＝Im·
Sin（ωt）,u＝Um·
Sin（ωt＋π/2），XL＝ωL＝2πƒL
在电感元件电路中，在相位上电流比电压滞后π/2，相位差φ﹦φu﹣φi﹦π/2，
（3）电容元件（C=q/u，电容单位为法拉F）
u＝Um·
Sin（ωt）,i＝Im·
Sin（ωt＋π/2）
Um／Im＝U／I＝XC＝1／ωC＝1／2πƒC,XC为电容容抗。
在电容元件电路中，在相位上电流比电压超前π/2，相位差φ﹦φu﹣φi﹦﹣π/2,
元件参数的向量表示：
电阻元件→Ù
=U·
ej0°
Ì
=I·
Ù
=Ì
·
电感元件→Ù
ej90°
=j·
Ì
XL
电容元件→Ù
ej﹣90°
XC／j
3、电阻、电感、电容元件的串联交流电路
（1）基本电路
（2）相位差
同频率的正弦量相加，得出的仍为同频率的正弦量。
故有u＝uR＋uL＋uC＝UmSin（ωt＋φ）
利用相量图来求总电压的幅值和有效值及电压与电流的相位差，最简便。
i＝IMSin（ωt）
uR＝URM·
Sin（ωt）
uL＝ULM·
Sin（ωT＋π/2）
uC＝UCM·
Sin（ωT－π/2）
u＝uR＋uL＋uC
＝UM·
Sin（ωt＋φ）
电路图相量图基本公式
已知：
URm／Im＝UR／I＝R,ULm／Im＝UL／I＝XL,UCm／Im＝UC／I＝XC,
则有总电压的有效值U=（UR2＋（UL－UC）2）½
＝I·
（R2＋（XL－XC）2）½
式中︱Z︱＝U／I＝（R2＋（XL－XC）2）½
，称电路阻抗，单位为欧姆。
电压与电流相位差φ=φu－φi=arctg（（UL－UC）／UR）=arctg（（XL－XC）／R）
（3）讨论
对应不同的电路元件及电路参数，电压U与电流I之间的相位差φ不同。
当XL﹥XC→φ﹥0在相位上电流比电压滞后φ角，为电感性电路。
当XL﹤XC→φ﹤0在相位上电流比电压超前φ角，为电容性电路。
当XL＝XC→φ＝0在相位上电流与电压同相，为电阻性电路。
（4）实验的基本条件
实验中由电力系统提供单相交流电，频率ƒ=50HZ。
由自耦调压器提供电源电压U。
由RLC实验板提供电路元件及接线端。
交流伏特表测量各元件电压及总电压有效值，交流安培表测量串联电流有效值。
四、实验步骤
1.检查电路开关是否处于断开状态，保证开关断开。
2.将自耦调压器电源输入端接入单相电源插座。
3.按电路接线图，将电阻器、电感器、电容器、单相电流表串联。
4.将电路两端（A和E端）接入自耦调压器的输出端。
调整输出电压额定值为100V
电路接线图
5.记录实验元件参数值。
6.接通电源开关，电路稳定工作后，记录电流I值。
7.分别将电压表表笔并联在电阻、电感、电容两端，记录UR、UL、UC值。
8.将电压表表笔并联在自耦调压器输出端，记录串联电路总电压U值。
9.重复实验步骤6～8再测两组数据。
10.关闭电源开关。
11.改变线路中串联的电容器。
12.重复实验步骤6～10步，记录数据。
13.再次改接线路中串联的电容器，重复6～10步。
14.实验结束，关闭电源后，拆除接线，实验仪器按原位摆放。
五、实验数据
1.表1实验元件参数
电阻值R（Ω）
电感值L（H）
电容值C（μF）
2.表2实验数据记录（电源额定电压100V）
电容值
实验次数
UL
UC
U
1
2
3
六、实验数据处理
1.表3测量数据的平均值及算术平均偏差（电源额定电压100V）
ŪR
∆UR
ŪL
∆UL
ŪC
∆UC
Ū
∆U
Ī
∆I
七、实验结果
1.表4实验结果
ŪR±
ΔUR
εr
ŪL±
ΔUL
ŪC±
ΔUC
Ū±
ΔU
Ī±
6.建设项目环境影响评价文件的其他要求
D.可能造成轻度环境影响、不需要进行环境影响评价的建设项目，应当填报环境影响登记表
第五章 环境影响评价与安全预评价
（3）专项规划环境影响报告书的内容。
除包括上述内容外，还应当包括环境影响评价结论。
主要包括规划草案的环境合理性和可行性，预防或者减轻不良环境影响的对策和措施的合理性与有效性，以及规划草案的调整建议。
（4）建设项目环境保护措施及其技术、经济论证。
3.划分评价单元
8.编制安全预评价报告
2.环境价值的度量——最大支付意愿
4）按执行性质分。
环境标准按执行性质分为强制性标准和推荐性标准。
环境质量标准和污染物排放标准以及法律、法规规定必须执行的其他标准属于强制性标准，强制性标准必须执行。
强制性标准以外的环境标准属于推荐性标准。
2.验证电路中电压相量之间的关系
表5U′=（ŪR2＋（ŪL－ŪC）2）½
，∆U′％=（Ū－U′）/Ū×
100%,φ=arctg（UL－UC）/UR
额定电压
实测电压Ū
相量电压U′
∆U′
相位差φ
100V
八、分析实验中产生测量误差的各种原因。
实验三日光灯电路
一、实验目的
1.了解日光灯电路的工作原理，测量电路各元件的工作参数。
2.了解提高功率因素的方法和意义。
3.学会使用瓦特表。
二、实验仪器
1.日光灯电路实验板一个2.瓦特表一个
3.交流伏特表一个4.交流安培表一个
1.日光灯电路的组成及工作原理
图1图2图3
（1）日光灯的发光原理属于气体弧光放电
（2）图1为电路接线图，电路由日光灯管、启辉器（触发器）、镇流器及电容器组成。
（3）灯管两端有灯丝，管内充以惰性气体及少量水银，管壁涂有荧光粉。
（4）当管内产生弧光放电时，水银以蒸汽状态存在，受电流激发辐射出紫外线；
管壁上的荧光粉在紫外线激发下产生白色荧光。
（5）要使日光灯管产生弧光放电，必须具备两个条件：
一是灯丝预热发射电子，二是灯管两端有一个较高的电压，使气体击穿放电。
图1的配置可以满足要求。
（6）图1中起辉器相当于一个启动开关，并联在灯管上；
镇流器在灯管发光前作用为产生高压；
灯管发光后起分压和限流作用。
电容器并联在电路上，作用为提高功率因数。
2.日光灯稳定工作时的等效电路
（1）图2为日光灯稳定工作时的等效电路，灯管相当于R1，镇流器相当于电感L和电阻R2，端电压分别为Ừ1，Ừ2L，Ừ2R，电流为I
（2）电压相量图如图3
（3）设灯管消耗的功率为P1，整个电路消耗的功率为P2（包括镇流器和灯管）则灯管电阻R1=P1/I2，镇流器等效电阻R2=（P2－P1）/I2
（4）设电路电压为U，灯管电压为U1，镇流器端电压为U2，镇流器电阻电压为U2R，电感电压为U2L，有U1=I·
R1,U2R=I·
R2,U2L=（U2－（U1＋U2R）2）½
U2=（U22R＋U22L）½
镇流器电感L=U2L／2πƒI=U2L／314·
3.提高日光灯电路的功率因数
（1）图2所示的日光灯电路的功率因数很低，为了提高功率因数，常在电路两端并联电容器，如图1所示，等效电路如图4所示。
图4图5
（2）电路端电压U，灯管支路电流I1，总电流I，整个电路消耗功率P，灯管消耗功率P1
（3）功率因数P.F=cosφ=P/U.I，功率因数的提高表现在电路的总电流I小于灯管支路电流I1，当并联的电容数值适当时，总电流I达到最小值。
4.瓦特表的使用方法
（1）瓦特表是用来测量电路的功率的仪表，通常使用的是电动式瓦特表。
因电路中的功率与电流和电压的乘积有关，所以用来测量功率的仪表必须有两个线圈，一个与负载并联用来测量负载电压，称为电压线圈，另一个与负载串联，用来测量负载电流，称电流线圈。
电动仪表可以满足要求。
（2）单相交流功率的测量
图5为瓦特表的接线图。
1是固定线圈，匝数较少，导线较粗，电阻很小，与负载串联，为电流线圈；
2是可动线圈，匝数较多，导线较细，电阻较大，与负载并联，为电压线圈，带动指针偏转，指示功率实测大小。
如果将两个线圈中的一个接反，指针会反向偏转，这样便无法读数。
为了保证瓦特表的正确联接，在两个线圈的始端标以“±
”号或“*”号，这两端均应联在电源的同一端。
（3）单相直流功率的测量
接线方法与测量交流功率的方法一致。
（4）并联线圈串联有高阻值的倍压器，线圈感抗与电阻值相比可以忽略不记，可以认为其中电流i2与两端电压相同，与电压成正比，测量电压有效值，负载电流有效值I由电流线圈测量。
这样指针的偏转角α=K′U.I.cosφ=K′·
P，其中cosφ为功率因数。
瓦特表量程的改变通过改变电压线圈的倍压器阻值或电流线圈实现。
四、实验步骤
1.测量日光灯电路中的电压U、U1、U2、电流I1及功率P2。
（1）将实验板接成图6所示的电路。
电流表串接于电路中，瓦特表电流线圈串接电路中，电压线圈并联于电路两端；
开关K4用于保护瓦特表，实验前应闭合。
K1，K2，K3全部断开。
（2）教师检查接线无误后，接通电源，进行测量。
（3）灯管正常工作以后，用电压表测量电源电压U，灯管端电压U1，镇流器端电压U2。
（4）读出电流表测出的电路总电流I。
（5）断开开关K4，读出瓦特表读数，为电路总功率P2。
（3）实验数据填入表1。
2.提高日光灯电路的功率因数
（1）电路的接线仍为图6
（2）闭合开关K4，分别接入不同容量的电容器（包括C=∞，C=C1，C=C2，C=C3）
（3）每接入一个电容器时，断开开关K4，读出瓦特表读数P2,总电流I，数据填入表2，然后闭合开关K4，断开电容器开关。
﹡
图6图7
3.测量灯管消耗的功率P1
（1）断开电源，将电路改接成图7所示。
将瓦特表的电流线圈与镇流器交换位置，电压线圈与灯管两端并联。
将电流表串联于灯管与电容器端点之间。
（2）闭合开关K4，接通电源。
（3）分别接入不同容量的电容器（C=∞C=C1C=C2C=C3）
（4）每接入一个电容器（包括C=∞），断开开关K4，读出瓦特表读数P1，灯管支路电流I1，并用电压表测量灯管两端电压U1。
（5）实验数据填入表2。
（6）实验结束后，断开电源，拆除接线，整理实验仪器。
填写实验仪器使用档案。
1.表1电路中各元件的工作参数
电源电压U
灯管电压U1
镇流器电压U2
总电流I
总功率P2
C=∞
2.表2测量功率因数及灯管消耗功率P1
灯管功率P1
灯管电流I1
C=C1
C=C2
C=C3
六、实验数据处理
1.计算各元件参数
（1）灯管等效电阻R1=P1／I12,镇流器等效电阻R2=（P2－P1）／I12
（2）镇流器电阻压降U2R=I1·
R2=（P2－P1）／I1
（3）镇流器电感压降U2L=（U2－（U1＋U2R）2）½
（4）镇流器电感L=U2L／314·
I1
（5）注：
测量参数值取表1，其中，C=∞时，I1=I，灯管电流I1等于总电流I。
表3元件参数
R1
R2
U2R
U2L
L
2.计算功率因数
表4功率因数
C=C1
C=C2
C=C3
cosφ=P2/UI
七、实验结果
1.电路中各元件的工作参数如表12.电路中参数如表3
3.功率因数如表4
八、讨论分析实验中产生测量误差的主要原因。
实验四常用电子仪器的作用
1．学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。
2．初步掌握用SR8双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。
二、实验原理
在模拟电子电路实验中经常使用的电子仪器有示波器、信号发生器、交流毫伏表及数字频率计等。
它们和万用表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。
实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信流向。
以连线简捷调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图4-1所示。
接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应该接在一起，称共地。
信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。
交流毫伏表直流稳压电源
屏蔽线被测实验电路
示波器
音频信号发生器
屏蔽线屏蔽线
图4—1
1．双踪示波器
SR8双踪示波器的原理和使用可见说明书，现着重指出下列几点：
1）寻找扫描光迹点
在开机半分钟后，如仍找不到光点，可调节亮度旋钮，关下“寻迹”板键，从中判断光点位置后适当调节垂直（↑↓）和水平（→←）移位旋钮。
将光点移到荧光屏的中心位置。
2）为显示稳定的波形，需注意SR8示波器面板上的下列各控制开关（或旋钮）的位置。
a、“扫描速率”开关（t/div）——它的位置应根据被观察信号的周期来确定。
b、“触发源选择”开关（内、外）——通常选为内触发。
c、“内触发源选择”开关——通常置于常态（推进位置）。
此时对单一从YA或YB输入的信号均能同步，仅在作双路同时显示时，为比较两个波形的相对位置，才将其置于拉出（拉YB）位置，此时触发信号仅取自YB，故仅对由YB输入的信号同步。
d、“触发方式”开关——通常可先置于“自动”位置,以便找到扫描线或波形，如波形稳定情况较差，再置于“高频”或“常态”位置，但必须同时调节电平旋钮，使波形稳定。
3）示波器有五种显示方式
属单踪显示有“YA”“YB”“YA+YB”；
属双踪显示有“交替”与“断续”。
作双踪显示时，通常采用“交替”显示方式。
仅当被观察信号频率很低时（如几十赫兹以下
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