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1、XXXX1230修改电路与模拟电子技术实验指导书电路与模拟电子技术实验指导书王凤歌 （修改于2011.12.30）实验一 直流网络定理一、实验目的1、加深对基尔霍夫和迭加原理的内容和适用范围的理解。2、用实验方法验证戴维南定理的正确性。3、学习线性含源一端口网络等效电路参数的测量方法。4、验证功率输出最大条件。二、实验属性（验证性）三、实验仪器设备及器材1、 电工实验装置（DG011T、DY031T、DG053T）2、 电阻箱四、实验要求1. 所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘指示值为准。2. 防止电源两端碰线短路。3. 若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接

2、电流表时的“ +、”极性。倘若不换接极性，则电表指针可能反偏（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针可正偏，但读得的电流值必须冠以负号。4.用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性，及数据表格中“ +、”号的记录。五、实验原理1、基尔霍夫定律是集总电路的基本定律。它包括电流定律和电压定律。 基尔霍夫电流定律：在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有支路电流的代数和恒等于零。即 I = 0 基尔霍夫电压定律：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路内所有支路或元件电压的代数和恒等于零。即 U = 02、迭加原理是线性电路的一个重要定理。 独立电源称为激励，由它引起的支路电压、电

3、流称为响应，则迭加原理可简述为：在任意线性网络中，多个激励同时作用时，总的响应等于每个激励单独作用时引起的响应之和。3、 戴维南定理指出，任何一个线性含源一端口网络，对外部电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻相串联的有源支路来代替，如图1-1所示，其理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压UOC，其电阻等于原网络中所有独立电源为零值时的入端等效电阻R0。 图1-14、 对于已知的线性含源一端口网络，其入端等效电阻R0可以从原网络计算得出，也可以通过实验手段测出。下面介绍几种测量方法。（1） 由戴维南定理和诺顿定理可知 因此，只要测出含源一端口网络的开路电压UOC，和短路电流ISC，R0就可得

4、出，这种方法最简便。但是，对于不允许将外部电路直接短路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏网络内部的器件时），不能采用此法。 （2）测出含源一端口网络的开路电压UOC以后，在端口处接一负载电阻RL，然后再测出负载电阻的端电压URL，因则入端等效电阻为 （3）令有源一端口网络的所有独立电源置零，然后在端口处加一给定电压U，测得入口的电流I（如图1-2a所示），则也可以在端口处接入给定电流源I，测得端口电压U（如图1-2b所示），则 图1-2a 图1-2b 5、一个含有内阻r0的电源给R L供电，其功率为 为求得从电源中获得最大功率的最佳值，我们可以将功率P对R L求导， 并令其导数等于零，解得

5、： 于是解得R L = R0则得最大功率： 由此可知：负载电阻RL从电源中获得最大功率条件是负载电阻RL等于电源内阻R0。六、实验步骤1、验证基尔霍夫定律按图1-3接线，其中I1、I2、I3是电流插口，K、Z是双刀双掷开关。 图1-3 先将K、Z合向短路一边，调节稳压电源，使US1=10V，US2=6V，再把K、Z合向电源一边。测得各支路电流、电压，将数据记录于表2-1中。 表1-1I1（mA）I2（mA）I3（mA）验证I=UabUbcUbdUd aUcd回路abcda回路abda 2、 验证迭加原理实验电路如图1-4。首先把Z掷向短路线一边，K掷向电源一边，测得各电流、电压记录于表1-2中

6、。图1-4实验电路如图1-5.再把K掷向短路线一边，Z掷向电源一边，测得各电流、电压记录于表1-2中。 图1-5两电源共同作用时的数据在实验内容1中取。 表1-2 I1（mA）I2（mA）I3（mA）Uab（V）Ubc（V）Ubd（V）US1单独作用时US2单独作用时US1、US2共同作用时验证迭加原理 3、 测定线性含源一端口网络的外特性（既伏安特性）U=f（I）。 按图1-6接线，改变电阻RL值，测量对应的电流和电压值，数据填在表1-3内。根据测量结果，求出对应于戴维南等效参数UOC、ISC。其中R1=200、R2=300、R3=510、US=10V 表1-3RL（）01002003005

7、00700800I（mA）U（V） 图1-6 4、利用实验原理介绍的方法求R0=，数据在实验内容3中取。 5、 将Uoc和R0构成戴维南等效电路测量其外特性U=f（I）。数据填入表1-4中。 图1-7 表1-4RL（）0100200300500700800I（mA）U（V）6、 最大功率输出条件的验证i. 根据1-4中数据计算并绘制功率随变化的曲线，既P = f（RL）。ii. 观察P = f（RL）曲线，验证功率输出最大条件是否正确。七、思考题1、叠加原理中E1、E2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（E1或E2）置零（短接）？ 2、实验电路中，若有一个电阻器改为二极管

8、，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗?为什么？八、实验报告1. 根据实验数据，选定实验电路中的任一个节点，验证KCL的正确性。2. 根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。3. 根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳。总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。4. 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据，进行计算并作结论。5、根据实验内容3和5的测量结果，在同一坐标纸上做它们的外特性曲线。6、心得体会及其他。 EWB仿真实验（1）、验证基尔霍夫定律（2）、验证迭加原理 （3）、 测定线性含源一端口网络的外特性（既伏安特性）U=f（I）。 （

9、4）、利用（五、实验原理介绍的方法）求R0，1）由戴维南定律和诺顿定律可知：R0 = 2）、测出含源一端口网络的开路电压UOC以后，在端口处接一负载电阻RL，然后再测出负载电阻的端电压URL，因URL = R L则入端等效电阻为=（7.183/4.621-1）800=443.5 3）、令有源一端口网络的所有独立电源置零，然后在端口处加一给定电压U，测得入口的电流I，则R0 = =6/13.52=443.7 4）、上述内容测得的等效参数选电阻R0构成戴维南等效电路,测量其外特性U=f（I）。实验二 日光灯交流电路的研究一、实验目的1、学习功率表的使用。2、学习通过U、I、P的测量计算交流电路的参

10、数。 3、学习如何提高功率因数。二、实验属性(验证性)三、实验仪器设备及器材电工实验装置：（DG032T，DY02T，DG053T）四、实验要求1、本实验用交流市电220V，务必注意用电和人身安全。2、线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。1、 各支路电流都要接入电流插座。五、实验原理1、日光灯结构如图2-1所示，K闭合时，日光灯管不导电，全部电压加在启动器两触片之间，使启动器中氖气击穿，产生气体放电，此放电的一定热量使金属片受热膨胀与固定片接通，于是有电流通过日光灯管两端的灯丝和镇流器。短时间后双金属片冷却收缩与固定片断开，电路中电流突然减小；根据电磁感应定律，这时镇

11、流器两端产生一定的感应电动势，使日光灯管两端电压产生400V至500V高压，灯管气体电离，产生放电，日光灯 图2-1 日光灯结构图 图2-2 日光灯电路模型图点燃发亮。日光灯点燃后，灯管两端电压降为100V左右，这时由于镇流器的限流作用，灯管中电流不会过大。同时并联在灯管两端的启动器，也因电压降低而不能放电，其触片保持断开状态。日光灯点燃后，灯管相当于一个电阻R，镇流器可等效为一个小电阻RL和电感的串联，启动器断开，所以整个电路可等效为一R、L串联电路，其电路模型如图2-2所示。六、实验步骤1、测量交流参数如图2-3 接线（先不接电容C）。注意：功率表为智能型表，接线时可不考虑同名端。 图2-

12、3 日光灯电路 表2-1U（V）测 量 值P（W）I1（A）U1（V）U2（V）cos220（以测量数据为准）2、提高功率因数并联电容C分别为1f、3.2f、13.2f，令U=220V不变，将测试结果填入表2-2中。 表2-2C测 量 值计算值P（W）I1（A）I2（A）Ic（A）cos1f3.2f13.2f七、预习思考题1. 参阅课外资料，了解日光灯的启辉原理2. 在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮，或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？3. 为了提高电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，此时增加了一条

13、电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？4. 提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并的电容器是否越大越好？ 八、实验报告1.完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。2.根据实验数据，分别绘出电压、电流相量图，验证相量形式的基霍夫定律。3.讨论改善电路功率因数的意义和方法。4.装接日光灯的心得体会及其他。EWB仿真实验 1、测量交流参数 2、提高功率因数实验三 三相负载的星形联结一、实验目的l、研究三相负载作星形联结时，在对称和不对称情况下线电压与相电压(或线电流和相电流)的关系。2、比较三相供电方式中三线制和四线制的特点。3、掌握三

14、相交流电路功率的测量方法二、实验属性：验证性实验三、实验仪器设备及器材电工实验装置： DG04T、DY012T、DG051T四、实验要求实验前些预习报告，凭预习报告参加实验。熟悉三相负载星形联接方法。实验中听从安排，正确使用仪表，记录测量数据，实验后根据要求认真书写实验报告。五、实验原理l、图3-1是星形联结三线制供电图。当线路阻抗不计时，负载的线电压等于电源的线电压，若负载对称，则负载中性O和电源中性点O之间的电压为零。图3-1其电压相量图如图3-2所示，此时负载的相电压对称，线电压U线和相电压U相满足U线=U相的关系。若负载不对称，负载中性点O和电源中性点O之间的电压不再为零，负载端的各项

15、电压也就不再对称，其数值可由计算得出，或者通过实验测出。2、位形图是电压相量图的一种特殊形式，其特点是图形上的点与电路图上的点一一对应。图3-2是对应于图3-1星形联接三相电路的位形图。图中，UAB代表电路中从A点到B点的电压相量，UAB代表电路中从A点到O点之间的电压相量。在三相负载对称时，位形图中负载中性点O与电源中性点O重合，负载不对称时，虽然线电压仍对称，但负载的相电压不再对称，负载中性点O发生位移，如图3-3所示。 图3-2 图3-31、 在图3-1中，若把电源中性点和负载中性点间用中线联接起来，就成为三相四线制。在负载对称时，中线电流等于零，其工作情况与三线制相同；负载不对称时，忽

16、略线路阻抗，则负载端相电压仍然相对称，但这时中线电流不再为零，它可由计算方法或实验方法确定。2、 图 3-44、在三相四线制供电的星形联结负载，可以用一只表测量各相的有功功率，PA、PB、PC三相负载的总功率P=PA+PB+PC，既为三相功率之和，。若三相负载为对称负载，那么只须测量其中一相的功率，总有功功率乘3即可。线路如图3-5所示。在三相三线制供电系统中，不论负载是否对称，也不论负载是星形接法还是三角形接法，均可用二表法测三相负载的总功率线路如图3-6所示。 二表法测量三相负载的总功率，不同性质的负载（电阻、电感、电容）对两功率表的读数有影响，例如当电压表与电流表的相位差角大于60时，一

17、只表为正，一只表为负，（若指针表反偏，须调整表的极性开关），读数计为负值，应按P=P1- P2计算三相功率。六、实验内容1、按图3-4接线。三相电源接相电压220V，通过改变电灯数目来调负载，按表3-1的要求测量出各电压和电流值。 表 3-1 待测数据实验内容UUVUVWUWUUUXUVYUWZUONIUIVIWIN负载对称有中线无中线负载不对称有中线无中线UX相开路有中线无中线(注：UX相开路，负载不对称) 2、星形负载功率的测量 线路如图3-5所示，用三相交流电路的白炽灯做负载，星形联接时用一只瓦特表分别测各项负载的功率。然后相加既得总功率。若负载比较对称，则总功率为一相负载的3倍。不对称

18、负载时，如C相再并入一组白炽灯。断开中线，即为三相三线制，此时可参考图3-6，用二表法测量三相负载的总功率。数据填表3-2中。 表3-2三表法二表法PA（W）PB（W）PC（W）P（W）P1W）P2（W）P（W）有中线对称负载不对称负载无中线对称负载不对称负载 图3-5 图3-6七、报告要求1、按实验数据，总结说明负载星型联结时的特点。2、根据实验结果，说明三相四线制供电时中线的作用。3、简述三相功率的测量法。EWB仿真实验1）、按图3-4接线。三相电源接线电压380V，通过改变电灯数目来调负载，按表10-1的要求测量出各电压和电流值。 2、有中线星形负载功率的测量 3、无中线星形负载功率的测

19、量 实验四 一阶电路的过渡过程一、实验目的1、研究RC电路在零输入、阶跃激励和方波激励情况下，响应的基本规律和特点。2、学习用示波器观察分析电路的响应。二、实验属性（验证性）三、实验仪器设备及器材电工实验装置：DG011T、DY031T、DG053T、DY053T 示波器四、实验要求1、预习时仔细阅读实验指导书，复习教材中的有关内容。2、明确实验目的、任务和了解实验原理。五、原理及说明1、一阶RC电路对阶跃激励的零状态响应就是直流电源经电阻R向C充电。对于图4-1所示的一阶电路，当t=0时开关由位置2转到位置1，由方程 t0初始值 UC（0-）= 0可以得出电容电压和电流随时间变化的规律： t

20、0 t0上述式子表明，零状态响应是输入的线性函数。其中=RC， 具有时间的量纲，称为时间常数，它是反映电路过渡过程快慢程度的物理量。越大，暂态响应所持续的时间越长即过渡过程时间越长。反之，越小，过渡过程的时间越短。2、电路在无激励情况下，由储能元件的初始状态引起的响应称为称为零输入响应，即电容器的初始电压经电阻R放电，在图4-1中，让开关K于位置1，始初始值UC（0-）=U0，再将开关K转到位置2。电容器放电由方程 可以得出电容上的电压和电流随时间变化的规律： t0 t0 图4-13、对于RC电路的方波响应，在电路的时间常数远小于方波周期时，可以视为零状态响应和零输入响应的多次过程。方波的前沿

21、相当于给电路一个阶跃输入，其响应就是零状态响应，方波的后沿相当于在电容具有初始值UC（0-）时把电源用短路置换，电路响应换成零输入响应。 由于方波是周期信号，可以用普通示波器显示出稳定的图形，以便于定量分析。 本实验采用的方波是信号的频率为1000赫兹。六、实验步骤： 1、测定RC电路的电容充电过程。按图4-2接线，先调节电源电压U=5V。在开关K由2置于1时的瞬间开始用秒表计时，实验板上有秒表与5V电压表，使用时只须外接5V直流电源即可。当电压表指示的电容电压UC达到表4-1中所规定的某一数值时，将开关置于2点（中间点），用秒表记下时间填在表4-1中，然后开关K置于1点，重复上述实验并记下各

22、时间。 其中：U=5V R=100K C=147 F 图4-2 表4-1UC（V）1.522.533.544.5充电时间t1（s）2、测定RC电路的电容放电过程。将电容充电至表中电压，按图4- 2接线，电容电压为4.5V。用秒表计时，在t=0时，将开关K置于3点，方法同上。数据记在表4-2中。 表4-2UC（V）4.543.532.521.5放电时间t2（s）1、 用示波器观察RC电路的方波响应 首先将方波发生器的电源接通使之产生方波，并将此方波输给示波器，调整示波器，使其能观察到合适的稳定方波形（可选幅值3至5V，频率1KHZ左右）。按图4-3 接线。取不同的R和C。如： 图4-3（1）C=

23、1000pF R=10 K （2）C=1000pF R=100 K （3）C=0.01 F R=1 K （4）C=0.01 F R=100K 用示波器观察UC（t）波形的变化情况 并将其描绘下来。七、报告要求1、用坐标纸描绘出电容充电及放电过程。2、把用示波器观察出的各种波形画在坐标纸上并做出必要说明。EWB仿真实验1）、测定RC电路的电容充电过程 2） 、测定RC电路的电容放电过程 3）、用示波器观察RC电路的方波响应 （1）C=1000pF R=10 K （2）C=1000pF R=100 K （3）C=0.01 F R=1 K （4）C=0.01 F R=100K 实验五 三机联用一、实

24、验目的 l、学习示波器的基本使用方法，掌握示波器主要旋钮的使用。2、学习用示波器观察、测量信号的波形、周期及幅度。二、实验属性：验证性实验三、实验仪器设备及器材 1、电工实验装置：DY053T 2、示波器 3、毫伏表四、实验要求 熟悉示波器、信号发生器和交流毫伏表的使用方法。五、实验原理及说明示波器种类很多，根据不同的使用方法与结构有许多种类型，例如：单踪、双踪、四踪示波器，普通示波器，超低频、高频示波器等等。 示波器不仅可以在电测量方面被广泛应用，配上不同的传感器温度等等也广泛使用。 1、正弦信号的测量 正弦波的主要参数为周期或频率，用示波器可以观察其幅值(或峰峰值)。通过示波器扫描时间旋钮

25、(SCM)，也就是扫描时间选择开关的位置，可计算出其周期。通过Y轴输入电压灵敏度(VCM)选择开关的位置可以计算出峰峰值或有效值。 2、方波信号的测量 方波脉冲信号的主要波形参数为周期，脉冲宽度以及幅值。同样，根据示波器的扫描时间与输入电压选择开关测量其上述参数。六、实验步骤本实验用普通示波器，测量正弦波与方波的信号。 正弦波： 正弦波主要参数如图5-1所示。图中UP-P为峰-峰值，T为周期。图4-1 图5-1由函数发生器输出1V（有效值）频率为100Hz、1KHz的正弦波信号分别进行测量，将测量结果按标尺画出，并标明扫描时间与电压灵敏度旋钮的位置。1、 方波： 由函数发生器输出3V的方波信号

26、，频率分别为1KHz、2KHz的信号，主要参数如图52所示。图中P为脉宽、U为幅值、T为周期。实验内容同上。图5-2 七、报告要求 1、按示波器的标尺绘出观察的波形。 2、根据两主要旋钮的位置，计算周期与幅值。 实验六 晶体管单级放大电路一、实验目的1、 掌握静态工作点的测试及调整方法。2、 观察负载对电压放大倍数的影响。 3、学习输入电阻、输出电阻的测量方法。 4、观察静态工作点的改变对非线性失真的影响。 5、进一步熟悉毫伏表、示波器及信号发生器的使用方法。二、实验属性：验证性实验三、实验仪器设备及器材 1、实验箱(台) 2、示波器 3、毫伏表 4、数字万用表三、预习要求 1. 复习放大器的

27、工作原理，估算放大电路的静态工作点，根据微变等效电路计算放大电路的输入电阻、输出电阻，空载和有负载时的电压放大倍数。2. 预习放大电路的动态和静态测试方法，ri和ro的测量方法和原理。3了解饱和失真和截止失真的形成原因及改变方法。4预习信号发生器及示波器的使用。五、实验内容及步骤 实验前校准示波器，检查信号源。1、测量并计算静态工作点 按图61接线。图61 将输入端对地短路，调节电位器Rb2(在面板上标为W1，下同)使Vc=Ecc/2=6V，测静态工作点Vc、VE、VB。及VRb1的数值，记入表61中。 按下式计算IB、Ic，并记入表51中。 表6-1调整Rb2测 量计 算VC(V)VE(V)VB(V)VRb1(V)IC(mA)IB(A)62、测量电压放大倍数及观察输入，输出电压相位关系。 在实验步骤1的基础上，把输入与地断开，接入f=1KHZ、V1=5mV的正弦信号，负载电阻分别为RL=2K和RL =，用毫伏表测量输出