电路分析实验解析.docx

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电路分析实验解析

电路实验第一部分

实验一

·实验目的

1、熟悉各类测量仪表、各类电源的布局及使用方法

2、掌握电压表、电流表内阻的测量方法

3、熟悉电工仪表测量误差的计算方法

·实验内容

1、根据“分流法”测万用表直流电流档内阻

2、

被测电流表限（MA）

满偏（MA）

S闭合后半偏

Rb（Ω）

R1（Ω）

内阻Ra（Ω）

5

5.1

124.4

100

55.4

0.5

0.4

864

1000

463.5

3、根据“分压法”测量万用表直流电压档的内阻

4、

被测电流表限（V）

S闭合时的满偏（V）

S断开时的半偏（V）

Rb（Ω）

R1（Ω）

内阻Ra（Ω）

S（Ω/V）

10

10.2

57100

1000

58100

5810

3、验证仪表内阻引入的测量误差

理想U=R1/（R1+R2）；测量U’=（R1//Rv）/（R1//Rv+R2）；

若R1=R2=Rv，U’-U=-U/6

输入电压（V）

R1（Ω）

R2（Ω）

U（V）

U’（V）

U’-U（V）

10

1000

1000

5

4.97

-0.03

10

1000

2000

3.33

3.27

-0.06

实验二

·实验目的

1、学会识别常用的电路和元件的方法

2、掌握线性电阻、非线性电阻元件以及电压源和电流源的伏安特性的测试方法

3、学会常用直流电工仪表和设备的使用方法

·实验内容

1、测定线性电阻的伏安特性

U输出（V）

0

3

4

5

6

7

8

9

10

I输出（MA）

0

3

4

4.8

5.9

7.1

8.1

9.1

10.1

2、测定非线性白炽灯泡的伏安特性

U输出（V）

0

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.3

I输出（MA）

0

64.2

68.3

72.2

78.0

78.7

81.6

82.4

82.4

3、测定半导体二极管的伏安特性

U（V）

0.1

0.3

0.4

0.5

0.55

0.6

I（MA）

0.02

2.0

8.6

22.9

34

84.5

反向

U（V）

-3

-5

-10

-20

-25

I（MA）

0.002

0.004

0.009

0.019

0.024

4、测定稳压二极管的伏安特性

Ud（V）

0.7

0.75

0.8

0.85

0.86

0.88

I（mA）

0.1

0.5

3.4

18.3

24.6

41.2

反向

Ud（V）

-4

-4.3

-4.5

-4.6

-4.9

-5.1

I（mA）

0.1

0.3

0.5

0.7

4.0

24

5、测定电压源的伏安特性

RL（Ω）

100

200

300

400

500

600

700

800

I（mA）

31.8

19.5

14.1

11.7

9.5

7.6

6.6

6.0

U（V）

3.2

3.9

4.2

4.4

4.5

4.6

4.7

4.7

6、测定电流源的伏安特性

RL（Ω）

100

200

300

400

500

600

700

800

I（mA）

3.3

2.0

1.4

1.1

0.8

0.7

0.5

0.5

U（V）

0.3

0.4

0.4

0.4

0.4

0.4

0.4

0.4

实验三

·实验目的

1、验证电路中电位与电压的关系

2、掌握电路电位图的绘制方法

·实验内容

1、令U1=12V,U2=0V

电位参考点

Φ与U

ΦA

ΦB

ΦC

ΦD

ΦE

ΦF

Uab

Uac

Uad

Uae

Uaf

对地（E）

值（V）

8.6

7.2

7.2

5.2

0

11.9

1.4

1.4

3.4

8.6

-3.2

可以看到，ΦA－ΦB＝Uab等等式，可验证电位与电压的关系。

实验四

·实验目的

1、加深对基尔霍夫定律的理解，用实验数据验证基尔霍夫定律

2、学会用电流表测量各支路电流

·实验内容

电位可用上则实验的数据，易得如Uab+Ucd=Uad的环路等式（U1=12V,U2=0V）

实验测得：

Ifa=6.4mA；Iba=-2.8mA；Iad=3.4mA；易知Ifa+Iba≈Iab，可以验证节点电流规律，规律得到。

实验五

·实验目的

1、验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。

2、学习复杂电路电路的连接方法

·实验内容

电流（mA）；电压（V）

I与U

U1

U2

Ifa

Iab

Iad

Uab

Ucd

Uad

Ude

Uea

U1单

值

12

0

6.3

2.9

3.4

1.4

1.9

3.4

5.2

-8.7

U2单

0

6

-1.5

-3.4

1.9

-1.7

-2.3

1.9

-1.2

-0.7

U合

12

6

4.8

-0.5

5.3

-0.3

-0.4

5.3

4

-8

可以看到，这个数据很用来说明叠加原理的正确性很合适，U1单+U2单＝U合。

实验六

·实验目的

1、验证戴维南定理和诺顿定理，加深对二者的理解

2、掌握悠远而端口网络等效电路参数的测量方法

·实验内容

戴维南等效

Uoc=6.4V；Isc=31.5mA；Ro=Uoc/Isc=203.1746；

负载实验

RL（Ω）

30

51

100

200

510

U（V）

0.9

1.3

2.1

3.2

4.6

I（mA）

27.8

25.6

21.4

16.1

9.1

戴维南等效

U（V）

0.8

1.2

2

3.1

4.5

I（mA）

27.0

24.8

20.8

15.6

8.8

由于直流源最大输出为26.3mA，所以不为诺顿等效

实验七

电压源与电流源的等效变换

·实验目的

1．掌握电源外特性的测试方法

2．验证电压源与电流源等效变换的条件

·实验内容

即电流源电流为前者的短路电流

实验八

受控源特性测试

·实验目的

熟悉受控源的基本特性，加深对受控源的理解和认识

·实验内容

电流控制受控电流源，假设控制电流为I，受控电流为i，这里为线性控制i=0.5*I。

几种受控源都是一个控制源的输入使得输出，这里便不再多做类似的实验了。

实验九

RC一阶电路的动态过程研究实验

·实验目的

1.测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。

2.学习电路时间常数的测量。

3.掌握有关微分电路和积分电路的概念。

4.进一步学会用示波器观测波形。

·实验原理

Uc（t）=Us（1-e-t/RC）i（t）=Us/R*e-t/RC

图1一阶RC电路

若开关K首先置于2使电路处于稳定状态，在t=0时刻由2扳向1，电路为零输入响应，有Uc（t）=Use-t/RC　

　i（t）=-Us/R*e-t/RC

·实验内容

A10k30k并联电阻

A10k电阻

A30k电阻

B1M电阻

B100k电阻

B100电阻

读A图，第一读2.5小格，第二读1.5小格

10k欧：

时间常数为500μs*2.5＝1250μs

10k//30k欧：

时间常数为500μs*1.5＝750μs

30k欧：

时间常数很大于前两者

读B图，电阻越大，时间常数越大，区别在于黄色曲线是响应曲线，由于电阻太大而来不及衰减使得波形近似未变

实验十

二阶动态电路的响应的研究

·实验原理

用二阶微分方程描述的动态电路，为二阶电路。

我们来研究零输入响应，如图所示电路，

（1）过阻尼情况。

即

时，S1和S2是不等的负实数，UC（t）和iL（t）都是由随时间衰减的指数函数项来表示，这表明零输入响应中的电压、电流具有非振荡性（非周期性的）特点。

（2）临界阻尼情况。

即

时，S1=S2=-α，固有频率为相等的负实数，UC（t）和iL（t）仍然是非振荡性的。

（3）欠阻尼情况。

即

时，S1和S2固有频率为共轭复数，

S1、2=-α+jωd，

其中α=

称为衰减系数

ωd=

=

固有振荡角频率

ωO=

无阻尼振荡角频率

ωd将随α的增加而下降。

·实验结果

电阻由大到小

可见，随着电阻的减小，衰减也变慢了。

实验十一

RLC元件在正弦电路中的特性试验

实验记录

实验十二

RLC串联谐振电路的研究

·实验目的

1.学习用实验方法会绘制RLC串联电路的幅频特性曲线

2.加深理解电路发生谐振的条件、特点，求Q，电路品质因数。

·实验内容

电路如图12.1所示

图12.1

调整输出幅值4V，调整频率，观察电阻R1输出幅值的变化

会发现输出幅值会有一个峰值，预期现象观察得到到，且约Umax=15.79kHz，F0=15.79kHz。

失谐条件为1/√2倍的Umax，约为4kHz，测得F2=16.888kHz，F1=15.14kHz；由品质因素公式得

Q=F0/（F2-F1）=9.033

实验十三

双口网络测试

·实验目的

1.加深理解双口网络的基本理论

2.掌握直流双口网络传输参数的测量技术

·实验内容

只是一种测量方法的学习。

对于任意的线性网络，我们关心的往往是输入端和输出端的电压和电流间的互相关系。

1.输入为[I1U1]’，输出为[I2U2]’，系数阵为[AB;CD]有

[AB;CD]*[I1U1]’=[I2U2]’

可知，只要想办法测得实验中的输入输出组合，就能得出系数阵。

2.如果是远距离传输，可利用传输方程得到

R10=U10/I10=A/C（令I2=0，输出口断路）

R1s=U1s/I1s=B/D（令U2=0，输出口短路）

R20=U20/I20=D/C（令I1=0，输入口断路）

R2s=U2s/I2s=B/A（令U2=0，输入口短路）

R10,R1s,R20,R2s分别表示端口开路和短路时，另一端的输入电阻，至此可求得系数阵。

3.双口网络级联后，分析方法与上相同。

将级联二者的系数阵相乘可得到整体系数阵。

实验十四

RC选频网络特性测量

·实验目的

1.熟悉文氏电桥电路的结构特点及应用

2.学习使用交流电压表和示波器

·实验内容

电路图如图14所示。

R=1kohm

C=0.1uF

F（Hz）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

U0（V）

1.346

1.398

1.289

1.156

1.03

0.920

0.827

0.748

0.679

观察实验数据，输出电压有峰值。

R=1kohm

C=0.1uF

F（Hz）

2

3

15

T（ms）

0.5

0.333

0.067

τ（ms）

0.0124

0.0225

0.013

相位差φ

8.9

24.3

69.85

观察数据及调整频率观察波形，相位差随着频率的增加而增大

图14

实验十五

负阻抗变换器

·实验目的

1.加深对负阻抗概念的认识

2.了解负阻抗变换器的组成原理及其应用

3.学习负阻器的测量方法

·实验内容

负阻抗的器件可分两大类：

一类是伏安特性及其电流随电压单值变化，当电压升高到一定值时，电流反而迅速下降，这一段电压升高，电流反而下降的特性称为电压控制型负阻抗特性，它等效的交流电源类似于交流恒压源，如隧道二极管等器件就具有这类特性。

另一类的伏安特性电压随电流单值变化，当电流升高到一定值时，电压反而下降，这一段电流升高，电压反而下降的特性称为电流控制型负阻抗特性，它等效的交流电源类似于交流恒流源，如单结晶体管、工作于雪崩击穿压的晶体三报管等器件具有这类特性。

INIC负阻抗变换器如图15.1所示

图15.1

R3=300ohm

Vo（V）

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

I1（mA）

-0.043

-0.086

-0.129

-0.171

-0.214

观察验证良好的线性关系，I（n+1）=n*I1。

将电路接成图15.2，

图15.2

图15.3

在f=200Hz情况下，输入输出相位有差，30us左右。

实验十六

回转器

·实验目的

了解回转器的基本特性

·实验内容

实验电路如图16所示。

图16

在按图中参数观察时，输入输出之间相位差约是250us。

f（Hz）

200

400

500

700

800

900

1000

1200

1300

1500

2000

UI（V）

0.537

1.1

1.396

2.032

2.369

2.713

3.057

3.684

3.933

4.214

3.848

峰值在1500Hz附近，经测试，约为1560Hz。