1、沈陽建筑大學(xué)信息學(xué)院第一部分實驗須知一、電路實驗課的目的電路是為工科電類專業(yè)開設(shè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，它面對生產(chǎn)技術(shù)實踐的直接性決定了電路實驗課在整個教學(xué)過程中的特殊重要地位。電路實驗，不僅在于驗證某些電工理論，更重要的是在于通過實驗手段不斷提高自己獨立分析和解決實際問題的基本技能。關(guān)于這一教學(xué)目的，在國家教委頒布的、由電工課程指導(dǎo)委員會編寫的電工課程基本要求中有非常明確的規(guī)定。據(jù)此，具體地講應(yīng)當(dāng)達(dá)到：1.能夠正確使用常用的電工儀表、電子儀器和電器設(shè)備。2.能讀懂基本的電原理圖，了解常用電氣、電子元器件，并能組裝成實際工作電路。3.能對組裝的實際工作電路進(jìn)行分析與故障排除，正確調(diào)試與測量。4.具有

2、科學(xué)、安全用電的基本能力。5.具有正確歸納實驗數(shù)據(jù)、運用理論科學(xué)地分析與指導(dǎo)實踐活動的能力，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與實事求是的工作作風(fēng)。二、電路實驗規(guī)則1.紀(jì)律規(guī)則（1）按實驗課表規(guī)定的時間、地點和編組按時上課,不得曠課、遲到早退或擅自串組換課。（2）教師講解時，要聚精會神地聽講；進(jìn)行實驗時，要專心致志地操作，不能從事與本次實驗無關(guān)的活動。（3）實驗課課堂應(yīng)保持文明、安靜和整潔的環(huán)境，組內(nèi)研討問題應(yīng)當(dāng)文明低語，嚴(yán)禁喧嘩打鬧和串組走動。（4）未經(jīng)教師許可，不得隨意改變實驗內(nèi)容。（5）必須嚴(yán)格服從指導(dǎo)教師的管理，不準(zhǔn)私自查閱教師的隨堂紀(jì)錄和加以糾纏。2.愛護(hù)公物規(guī)則（1）應(yīng)按儀器儀表和電器設(shè)備的技術(shù)要

3、求精心操作，嚴(yán)禁漫不經(jīng)心地使實驗器具受到擠壓、折彎、沖擊、振動、反復(fù)磨損或隨意拆卸及污染等。（2）嚴(yán)禁擅自動用本次實驗使用之外的一切設(shè)備。（3）對本次實驗發(fā)給的元器件、材料或工具應(yīng)精心使用，結(jié)束實驗時應(yīng)仔細(xì)清點，如數(shù)歸還，嚴(yán)禁私自攜出。（4）實驗中如發(fā)現(xiàn)儀器設(shè)備有異常或損壞，實驗元件、材料和工具有遺失，應(yīng)立即向指導(dǎo)教師申報并有義務(wù)提供筆錄，備案。（5）自覺強(qiáng)化“節(jié)約意識”，應(yīng)千方百計地將實驗所耗能源和材料降為最低水平。3.安全規(guī)則安全用電常識簡介實踐證明，50 Hz、10mA以下的直流電流流經(jīng)人體不會發(fā)生傷亡事故，而當(dāng)工頻（50Hz）50mA以上的交流流經(jīng)人體就會發(fā)生危險，危險程度，視電流大小

4、和通電時間而定。人體通電后的反應(yīng)為：不舒適的感覺，肌肉痙攣，脈搏和呼吸節(jié)奏失常，內(nèi)部組織損傷，直到死亡。人體電阻大約在八百歐到幾百千歐范圍內(nèi)（受表皮狀況影響較大）。如按800歐計，設(shè)通入危險電流為50mA，則人體承受電壓為U=IR=0.05800=40V此值可作為“危險電壓值”。因此，我國規(guī)定“安全電壓”通常為36V，而在危險場所（如潮濕或含腐蝕性氣體等環(huán)境），則安全電壓降為12V。人體被電流傷害分兩類：A電傷：是人體外部被電弧灼傷。B電擊：是指人體內(nèi)部因電流刺激而發(fā)生人體組織的損傷。低壓（380220V）系統(tǒng)中觸電傷害主要是電擊，而死亡事故也多為電擊所致。通過上述介紹，可以明確：在實驗環(huán)境下

5、，如果觸摸電壓高于40V以上的帶電物，均可能發(fā)生危險；還可以明確：為了防止觸電，一是應(yīng)對可能發(fā)生電弧的部位保持恰當(dāng)距離，二是在任何瞬間，任何情況下均應(yīng)使自己的身體絕對不應(yīng)構(gòu)成電流的通路（如腳踏良好絕緣物、不用雙手觸摸通電裸導(dǎo)體等）。為加強(qiáng)安全管理，制定如下規(guī)則：（1）實驗線路的搭接、改裝或拆除，均應(yīng)在可靠斷電條件下進(jìn)行。（2）在電路通電情況下，人體嚴(yán)禁接觸電路中不絕緣的金屬導(dǎo)線和連接點帶電部位,以免觸電。萬一發(fā)生觸電事故,應(yīng)立即切斷電源,保證人身安全。（3）實驗中,特別是設(shè)備剛投入運行時,要隨時注意儀器設(shè)備的運行情況。如發(fā)生有超量程、過熱、異味、冒煙、火花等，應(yīng)立即斷電，并請指導(dǎo)老師檢查。（4

6、）了解有關(guān)電器設(shè)備的規(guī)格、性能及使用方法，嚴(yán)格按要求操作注意儀器儀表的種類、量程和接線方法，保證設(shè)備安全。（5）實驗時應(yīng)精力集中，衣服、頭發(fā)等不要接觸電動機(jī)及其他可動電器設(shè)備，以免發(fā)生事故。（6）嚴(yán)禁到他組任意取用物件或亂說亂動。（7）實驗結(jié)束整理中，首先要先關(guān)閉一切設(shè)備的電源開關(guān)在整理中，也應(yīng)精心處置實驗所用的一切導(dǎo)體，以免為下一班實驗留下隱患。4.衛(wèi)生規(guī)則（1）實驗室內(nèi)自覺保持衛(wèi)生整潔，個人用品應(yīng)合理放置，對實驗臺上的灰塵雜物應(yīng)隨時主動清除，嚴(yán)禁亂扔雜物，隨地吐痰、抽煙和吃零食。（2）實驗結(jié)束后，應(yīng)認(rèn)真做好整理。要將儀器設(shè)備、實驗材料與工具、坐凳等整齊地歸回原位。（3）每次做實驗的學(xué)生均有

7、清掃教室的勞動義務(wù)，參加實驗的班級均有課余時間參加實驗室大掃除的義務(wù)。三、實驗程序教學(xué)1.預(yù)習(xí)要求（1）預(yù)習(xí)內(nèi)容:課前應(yīng)認(rèn)真閱讀指導(dǎo)書中的實驗須知和該次實驗項目的全部內(nèi)容,并將所涉及的理論知識復(fù)習(xí)好。（2）書寫預(yù)習(xí)報告:應(yīng)在實驗課前按下述要求工整、清楚、整潔地將有關(guān)內(nèi)容寫入專門格式的電路實驗報告內(nèi)。a：實驗?zāi)康模嚎砂粗笇?dǎo)書抄寫（或自己加以完整準(zhǔn)確的表述）。b：實驗儀器與設(shè)備：可按指導(dǎo)書抄寫。c：實驗原理：可按指導(dǎo)書“實驗原理”中的相關(guān)內(nèi)容，自己做出邏輯層次清楚、內(nèi)容完整準(zhǔn)確的表述。表述一般要“文圖并茂”，即應(yīng)當(dāng)完整地畫出實驗電路示意圖，附必要的電路原理圖、向量分析圖，對某些重要元器件（如集成片

8、），應(yīng)畫出引線示意圖。這一環(huán)節(jié)既要正確地闡明原理，又要便于指導(dǎo)自己參加實驗。d：實驗內(nèi)容與步驟：可按指導(dǎo)書抄寫（或自己加以完整準(zhǔn)確的表述）。書寫形式上應(yīng)突出操作步驟的有序性和強(qiáng)調(diào)必要的注意事項。“實驗步驟”中的數(shù)據(jù)表格，應(yīng)按指導(dǎo)書規(guī)定格式畫出，注意做必要的“放大”，以便在實驗中填寫，表內(nèi)如列有“計算值”欄目，系指就實驗電路中所采用的元器件的標(biāo)稱值（即指導(dǎo)書中給定數(shù)值）作為電路參數(shù)，依據(jù)理論公式進(jìn)行計算的結(jié)果。書寫預(yù)習(xí)報告時，應(yīng)寫出理論公式的表達(dá)式并進(jìn)行相應(yīng)的計算，將計算結(jié)果填入表中“計算值”欄目。事先的理論分析與計算，對指導(dǎo)自己正確地實際操作和測試，顯然是有益的。書寫預(yù)習(xí)報告決不是不假思索地抄

9、寫指導(dǎo)，而是以實驗題目為“技術(shù)任務(wù)”，根據(jù)所學(xué)到的基本知識和基本理論，參照指導(dǎo)書給定的格式，為“技術(shù)實現(xiàn)”而書寫的技術(shù)性設(shè)計或報告。寫出工整簡潔的、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)技術(shù)報告，是工程師必須具備的基本技能。2.課堂教學(xué)程序（1）學(xué)生應(yīng)準(zhǔn)時按規(guī)定到實驗臺前就坐、出示預(yù)習(xí)報告。（2）教師講授：實驗主講教師以口頭、板書和密切對照實物的方式講授本次實驗的精華（如：線路板結(jié)構(gòu)、儀器儀表使用要領(lǐng)、實驗步驟和操作程序以及注意事項）。一般時間長度不超過30分鐘，這就要求每個學(xué)生特別仔細(xì)地聽取與記錄。（3）學(xué)生搭接電路：教師講授結(jié)束后，在斷電條件下搭接電路。搭接時應(yīng)注意體會接線要領(lǐng)且應(yīng)循序漸進(jìn)，已搭接的電路應(yīng)確保其可

10、靠性。事實證明，對電路原理圖熟悉的學(xué)生，此項工作進(jìn)行較快。（4）學(xué)生自檢：電路搭接完畢，應(yīng)反復(fù)檢查（必要時用萬用表歐姆檔觀察線路接的可靠性）。如確認(rèn)無誤，方可報告教師審查。（5）教師審查：指導(dǎo)教師對學(xué)生搭接電路的審查主要著眼兩個方面，一是安全用電方面，即著眼電路不應(yīng)危及人員安全;二是實驗設(shè)備與器件方面安全，即著眼電路不應(yīng)造成器材損失。教師此時不著眼電路搭接是否全面正確，只要確認(rèn)為上述“兩個安全”得以保證，即允許該實驗組通電操作。（6）通電操作：學(xué)生必須經(jīng)教師審查電路允許后方可接通電源，否則視為違章。通電后，如發(fā)現(xiàn)自己接的電路不能正常工作，應(yīng)積極思考，立足于自己排除故障，不應(yīng)當(dāng)不做任何努力而試圖

11、請教師代勞，在實驗過程中必須用如下觀念來明確師生關(guān)系：學(xué)生實驗操作的“主角”教師實驗操作的“顧問”實驗指導(dǎo)教師在學(xué)生進(jìn)行實驗過程中的“指導(dǎo)”職責(zé)體現(xiàn)在兩方面：一是對“經(jīng)過努力、仍感到困難”的學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)、引導(dǎo)；二是注意觀察并隨時考核每個學(xué)生的動手能力。由此可見，每個學(xué)生必須以“勤于動腦、勤于動手”操作主角的身份投入實驗，才能在教師指導(dǎo)下提高解決實驗問題的基本技能，這一點與理論課堂上被動聽課的身份相比，是一個轉(zhuǎn)化，希望引為注意。（7）結(jié)束整理：下課前約留5-10 分鐘作為整理時間，應(yīng)按前述實驗室規(guī)則要求完成，經(jīng)教師允許后，方可離開。第二部分上機(jī)實驗內(nèi)容實驗一、基爾霍夫定律的驗證一、實驗?zāi)康?.

12、驗證基爾霍夫定律的正確性，加深對基爾霍夫定律的理解。2. 學(xué)會用電流插頭、插座測量各支路電流。3. 掌握電路電位圖的繪制方法二、實驗原理1.基爾霍夫定律是電路的基本定律。測量某電路的各支路電流及每個元件兩端的電壓，應(yīng)能分別滿足基爾霍夫電流定律（KCL）和電壓定律（KVL）。即對電路中的任一個節(jié)點而言，應(yīng)有I0；對任何一個閉合回路而言，應(yīng)有U0。運用上述定律時必須注意各支路或閉合回路中電流的正方向，此方向可預(yù)先任意設(shè)定。2.在一個閉合電路中，各點電位的高低視所選的電位參考點的不同而變，但任意兩點間的電位差（即電壓）則是絕對的，它不因參考點的變動而改變。電位圖是一種平面坐標(biāo)一、四兩象限內(nèi)的折線圖。

13、其縱坐標(biāo)為電位值，橫坐標(biāo)為各被測點。要制作某一電路的電位圖，先以一定的順序?qū)﹄娐分懈鞅粶y點編號。以圖5-1的電路為例，如圖中的AF, 并在坐標(biāo)橫軸上按順序、均勻間隔標(biāo)上A、B、C、D、E、F、A。再根據(jù)測得的各點電位值，在各點所在的垂直線上描點。用直線依次連接相鄰兩個電位點，即得該電路的電位圖。在電位圖中，任意兩個被測點的縱坐標(biāo)值之差即為該兩點之間的電壓值。在電路中電位參考點可任意選定。對于不同的參考點，所繪出的電位圖形是不同的，但其各點電位變化的規(guī)律卻是一樣的。三、實驗設(shè)備序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1直流可調(diào)穩(wěn)壓電源030V二路DG042萬 用 表1自備3直流數(shù)字電壓表0200V1D314電

14、位、電壓測定實驗電路板1DG05四、實驗內(nèi)容利用DG05實驗掛箱上的“基爾霍夫定律/疊加原理”線路，按圖2.1.1接線。圖2.1.11. 分別將兩路直流穩(wěn)壓電源接入電路，令 U16V，U212V。（先調(diào)準(zhǔn)輸出電壓值，再接入實驗線路中。）2. 以圖2.1.1中的A點作為電位的參考點，分別測量B、C、D、E、F各點的電位值及相鄰兩點之間的電壓值UAB、UBC、UCD、UDE、UEF及UFA，數(shù)據(jù)列于表中。3. 以D點作為參考點，重復(fù)實驗內(nèi)容2的測量，測得數(shù)據(jù)列于表中。電 位參考點與UABCDEFUABUBCUCDUDEUEFUFAA計算值測量值相對誤差D計算值測量值相對誤差任意設(shè)定三條支路和三個閉

15、合回路的電流正方向。圖2.1.1中的I1、I2、I3的方向已設(shè)定。三個閉合回路的電流正方向可設(shè)為ADEFA、BADCB和FBCEF。4. 將電流插頭分別插入三條支路的三個電流插座中，讀出并記錄電流值。5. 用直流數(shù)字電壓表分別測量兩路電源及電阻元件上的電壓值，記錄之。被測量I1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)UFA(V)UAB(V)UAD(V)UCD(V)UDE(V)計算值測量值相對誤差五、實驗思考題1. 根據(jù)圖2.1.1的電路參數(shù)，計算出待測的電流I1、I2、I3和各電阻上的電壓值，記入表中，以便實驗測量時，可正確地選定毫安表和電壓表的量程。2. 實驗中，若用指針式萬用表

16、直流毫安檔測各支路電流，在什么情況下可能出現(xiàn)指針反偏，應(yīng)如何處理？在記錄數(shù)據(jù)時應(yīng)注意什么？若用直流數(shù)字毫安表進(jìn)行測量時，則會有什么顯示呢？六、實驗注意事項1. 測量電位時，用指針式萬用表的直流電壓檔或用數(shù)字直流電壓表測量時，用負(fù)表棒（黑色）接參考電位點，用正表棒（紅色）接被測各點。若指針正向偏轉(zhuǎn)或數(shù)顯表顯示正值，則表明該點電位為正（即高于參考點電位）；若指針反向偏轉(zhuǎn)或數(shù)顯表顯示負(fù)值，此時應(yīng)調(diào)換萬用表的表棒，然后讀出數(shù)值，此時在電位值之前應(yīng)加一負(fù)號（表明該點電位低于參考點電位）。數(shù)顯表也可不調(diào)換表棒，直接讀出負(fù)值。2所有需要測量的電壓值，均以電壓表測量的讀數(shù)為準(zhǔn)。 U1、U2也需測量，不應(yīng)取電源

17、本身的顯示值。3. 防止穩(wěn)壓電源兩個輸出端碰線短路。4. 用指針式電壓表或電流表測量電壓或電流時， 如果儀表指針反偏，則必須調(diào)換儀表極性，重新測量。此時指針正偏，可讀得電壓或電流值。若用數(shù)顯電壓表或電流表測量，則可直接讀出電壓或電流值。但應(yīng)注意：所讀得的電壓或電流值的正確正、負(fù)號應(yīng)根據(jù)設(shè)定的電流參考方向來判斷。七、實驗報告要求1根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，繪制兩個電位圖形，并對照觀察各對應(yīng)兩點間的電壓情況。兩個電位圖的參考點不同，但各點的相對順序應(yīng)一致，以便對照。2. 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，選定節(jié)點A，驗證KCL的正確性。3. 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，選定實驗電路中的任一個閉合回路，驗證KVL的正確性。4. 將支路和閉合回路

18、的電流方向重新設(shè)定，重復(fù)1、2兩項驗證。5. 誤差原因分析。6. 心得體會及其他。實驗二、電壓源與電流源的等效變換一、實驗?zāi)康?.掌握電源外特性的測試方法。2.驗證電壓源與電流源等效變換的條件。3.學(xué)習(xí)自行設(shè)計實驗電路、自行安排實驗步驟，能夠?qū)嶒灁?shù)據(jù)進(jìn)行分析。二、實驗原理1.一個理想的電壓源在一定的電流范圍內(nèi)，具有很小的內(nèi)阻，其輸出電壓不隨負(fù)載電流而變，其外特性曲線即伏安特性曲線U=（I）是一條平行于I軸的直線；一個理想的電流源在一定的電壓范圍內(nèi)，具有很大的內(nèi)阻，其外特性曲線即伏安特性曲線U=（I）是一條平行于U軸的直線。2.一個實際的電壓源（或電流源），其輸出電壓（或輸出電流）是隨負(fù)載的改

19、變而變化的，因為它具有一定的內(nèi)阻值。故在實驗中，用一個小阻值的電阻（或大阻值的電阻）與穩(wěn)壓源（或恒流源）相串聯(lián)（或并聯(lián)）來模擬一個實際的電壓源（或電流源）。3.一個實際的電源，就其外部特性而言，即可以看成是一個電壓源，又可以看成是一個電流源。若視為一個電壓源，則可用一個理想的電壓源US與一個電阻R0相串聯(lián)的電路模型來表示；若視為電流源，則可用一個理想的電流源IS與一個電阻R0相并聯(lián)的電路模型來表示。如果這兩種電源具有相同的外特性，則稱這兩個電源是等效的。G0代表電導(dǎo)。一個電壓源與一個電流源等效變換的條件為 或 三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備 注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源030V1DG042可調(diào)

20、直流恒流源0500mA1DG043直流數(shù)字電壓表0200V1D314直流數(shù)字毫安表0200mA1D315萬用表1自備6電阻器120，200510，1KDG097可調(diào)電阻箱099999.91DG098實驗線路DG05四、實驗內(nèi)容1.測定電壓源的外特性（1）設(shè)計實驗方案。（2）按設(shè)計好的實驗方案在實驗臺上選擇器件并接線。（3）記錄理想電壓源輸出電壓及電流的實驗數(shù)據(jù)，并對實驗結(jié)果加以說明。（4）記錄實際電壓源輸出電壓及電流的實驗數(shù)據(jù)，并對實驗結(jié)果加以說明。2.測定電流源的外特性（1）設(shè)計實驗方案。（2）按設(shè)計好的實驗方案在實驗臺上選擇器件并接線。（3）記錄實際電流源輸出電壓及電流的實驗數(shù)據(jù)，并對實驗

21、結(jié)果加以說明。3.測定電源等效變換的條件（1）設(shè)計實驗方案。（2）按設(shè)計好的實驗方案在實驗臺上選擇器件并接線。（3）按設(shè)計電路圖接上電壓源記錄實際電壓源電路中負(fù)載的電流和電壓值。（4）按設(shè)計電路圖接上電流源，調(diào)節(jié)恒流源的輸出電流IS使負(fù)載中的電壓和電流與步驟（3）相等，記錄IS值。注意：以上（3）、（4）兩步實驗要求負(fù)載不變。對實驗結(jié)果加以說明并驗證等效變換條件的正確性。五、實驗思考題1. 通常直流穩(wěn)壓電源的輸出端不允許短路，直流恒流源的輸出端不允許開路，為什么？ 2. 電壓源與電流源的外特性為什么呈下降變化趨勢， 穩(wěn)壓源和恒流源的輸出在任何負(fù)載下是否保持恒值？六、實驗注意事項1. 在測電壓源

22、外特性時，不要忘記測空載時的電壓值， 測電流源外特性時，不要忘記測短路時的電流值，注意恒流源負(fù)載電壓不要超過20伏，負(fù)載不要開路。 2. 換接線路時，必須關(guān)閉電源開關(guān)。 3. 直流儀表的接入應(yīng)注意極性與量程。七、實驗報告要求1. 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出電源的四條外特性曲線，并總結(jié)、 歸納各類電源的特性。 2. 從實驗結(jié)果，驗證電源等效變換的條件。 3. 心得體會及其他。實驗三、受控源一、實驗?zāi)康耐ㄟ^測試受控源的外特性及其轉(zhuǎn)移參數(shù)，進(jìn)一步理解受控源的物理概念，加深對受控源的認(rèn)識和理解。二、原理說明1. 電源有獨立電源（如電池、 發(fā)電機(jī)等）與非獨立電源（或稱為受控源）之分。受控源與獨立源的不同點是：獨立

23、源的電勢Es或電激流Is是某一固定的數(shù)值或是時間的某一函數(shù)，它不隨電路其余部分的狀態(tài)而變。而受控源的電勢或電激流則是隨電路中另一支路的電壓或電流而變的一種電源。受控源又與無源元件不同，無源元件兩端的電壓和它自身的電流有一定的函數(shù)關(guān)系，而受控源的輸出電壓或電流則和另一支路（或元件）的電流或電壓有某種函數(shù)關(guān)系。2. 獨立源與無源元件是二端器件，受控源則是四端器件， 或稱為雙口元件。它有一對輸入端（U1、I1）和一對輸出端（U2、I2）。輸入端可以控制輸出端電壓或電流的大小。施加于輸入端的控制量可以是電壓或電流，因而有兩種受控電壓源（即電壓控制電壓源VCVS和電流控制電壓源CCVS）和兩種受控電流源

24、（即電壓控制電流源VCCS和電流控制電流源CCCS）。它們的示意圖見圖2.3.1。3. 當(dāng)受控源的輸出電壓（或電流）與控制支路的電壓（或電流）成正比變化時，則稱該受控源是線性的。理想受控源的控制支路中只有一個獨立變量（電壓或電流），另一個獨立變量等于零，即從輸入口看，理想受控源或者是短路（即輸入電阻R10，因而U10）或者是開路（即輸入電導(dǎo)G10，因而輸入電流I10）；從輸出口看，理想受控源或是一個理想電壓源或者是一個理想電流源。圖2.3.14. 受控源的控制端與受控端的關(guān)系式稱為轉(zhuǎn)移函數(shù)。四種受控源的轉(zhuǎn)移函數(shù)參量的定義如下：(1) 壓控電壓源(VCVS)：U2f(U1)，U2/U1 稱為轉(zhuǎn)移

25、電壓比（或電壓增益）。(2) 壓控電流源(VCCS)：I2f(U1)，gmI2/U1 稱為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)。(3) 流控電壓源(CCVS)：U2f(I1)，rmU2/I1 稱為轉(zhuǎn)移電阻。(4) 流控電流源(CCCS)：I2f(I1)，I2/I1 稱為轉(zhuǎn)移電流比（或電流增益）。三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)直流穩(wěn)壓源030V1DG042可調(diào)恒流源0500mA1DG043直流數(shù)字電壓表0200V1D314直流數(shù)字毫安表0200mA1D315可變電阻箱099999.91DG096受控源實驗電路板1DG04或DG06四、實驗內(nèi)容1. 測量受控源VCVS的轉(zhuǎn)移特性U2f(U1)及負(fù)載特性U2f(

26、IL) ，實驗線路如圖2.3.2。 圖2.3.2 圖2.3.3(1) 不接電流表，固定RL2K，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出電壓U1，測量U1及相應(yīng)的U2值，記入下表。U1（V）01235789U2（V）在方格紙上繪出電壓轉(zhuǎn)移特性曲線U2f(U1)， 并在其線性部分求出轉(zhuǎn)移電壓比。(2) 接入電流表，保持U12V，調(diào)節(jié)RL可變電阻箱的阻值，測U2及IL，繪制負(fù)載特性曲線U2f(IL)。RL（）5070100200300400500U2（v）IL（mA）2. 測量受控源VCCS的轉(zhuǎn)移特性 ILf(U1)及負(fù)載特性ILf(U2)，實驗線路如圖2.3.3。 (1) 固定RL2K，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出電壓U1，測出

27、相應(yīng)的I L值，繪制ILf(U1)曲線，并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電導(dǎo)gm。 U1（V）0.10.51.02.03.03.53.74.0gmIL（mA） (2) 保持U12V，令RL從大到小變化，測出相應(yīng)的IL及U2，繪制ILf(U2)曲線。RL（K）542105040302010IL（mA）U2（v）3. 測量受控源CCVS的轉(zhuǎn)移特性 U2f(I1)與負(fù)載特性U2f(IL) ，實驗線路如圖2.3.4。(1) 固定RL2K，調(diào)節(jié)恒流源的輸出電流Is，按下表所列Is值，測出U2，繪制U2f(I1)曲線，并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電阻rm。I1（mA）0.11.03.05.07.08.09.09.5rmU

28、2（v） (2) 保持Is2mA，按下表所列RL值，測出U2及IL， 繪制負(fù)載特性曲線U2f(IL)。RL（K）0.51246810U2（v）IL（mA）4. 測量受控源CCCS的轉(zhuǎn)移特性 ILf(I1)及負(fù)載特性ILf (U2)，實驗線路如圖2.3.5。 圖2.3.4 圖2.3.5(1) 參見3(1)測出IL，繪制ILf(I1)曲線，并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電流比。I1（mA）0.10.20.511.522.2IL（mA）(2)保持Is1mA，令RL為下表所列值，測出IL， 繪制ILf(U2)曲線。RL（K）0020406081251020IL（mA）U2（v）五、實驗注意事項1. 每次組裝線

29、路，必須事先斷開供電電源，但不必關(guān)閉電源總開關(guān)。2. 用恒流源供電的實驗中，不要使恒流源的負(fù)載開路。六、預(yù)習(xí)思考題1. 受控源和獨立源相比有何異同點？比較四種受控源的代號、 電路模型、控制量與被控量的關(guān)系如何？2. 四種受控源中的rm、gm、和的意義是什么？如何測得？3. 若受控源控制量的極性反向，試問其輸出極性是否發(fā)生變化？4. 受控源的控制特性是否適合于交流信號？5. 如何由兩個基本的CCVS和VCCS獲得其它兩個CCCS和VCVS， 它們的輸入輸出如何連接？七、實驗報告1. 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)， 在方格紙上分別繪出四種受控源的轉(zhuǎn)移特性和負(fù)載特性曲線，并求出相應(yīng)的轉(zhuǎn)移參量。2. 對預(yù)習(xí)思考題作必

30、要的回答。3. 對實驗的結(jié)果作出合理的分析和結(jié)論， 總結(jié)對四種受控源的認(rèn)識和理解。4. 心得體會及其它。實驗四、戴維南定理一、實驗?zāi)康?.驗證戴維寧定理的正確性，加深對該定理的理解。2.掌握測量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。3.學(xué)習(xí)自行設(shè)計實驗電路、自行安排實驗步驟，能夠?qū)嶒灁?shù)據(jù)進(jìn)行分析。二、實驗原理1. 任何一個線性含源網(wǎng)絡(luò)，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看作是一個有源二端網(wǎng)絡(luò)（或稱為含源一端口網(wǎng)絡(luò)）。戴維南定理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個電壓源與一個電阻的串聯(lián)來等效代替，此電壓源的電動勢Us等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc， 其等效內(nèi)阻R0等于

31、該網(wǎng)絡(luò)中所有獨立源均置零（理想電壓源視為短接，理想電流源視為開路）時的等效電阻。諾頓定理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個電流源與一個電阻的并聯(lián)組合來等效代替，此電流源的電流Is等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流ISC，其等效內(nèi)阻R0定義同戴維南定理。Uoc（Us）和R0或者ISC（IS）和R0稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。 2. 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測量方法 (1) 開路電壓、短路電流法測R0在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時，用電壓表直接測其輸出端的開路電壓Uoc，然后再將其輸出端短路，用電流表測其短路電流Isc，則等效內(nèi)阻為 如果二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很小，若將其輸出端口短路 圖2.4.1則易損壞其內(nèi)

32、部元件，因此不宜用此法。 (2) 伏安法測R0 用電壓表、電流表測出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線，如圖2.4.1所示。 根據(jù)外特性曲線求出斜率tg，則內(nèi)阻也可以先測量開路電壓Uoc， 圖2.4.2再測量電流為額定值IN時的輸出端電壓值UN，則內(nèi)阻為 (3) 半電壓法測R0 如圖2.4.2所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測網(wǎng)絡(luò)開路電壓的一半時，負(fù)載電阻（由電阻箱的讀數(shù)確定）即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。(4) 零示法測UOC 圖2.4.3在測量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓時，用電壓表直接測量會造成較大的誤差。為了消除電壓表內(nèi)阻的影響，往往采用零示測量法，如圖2.4.3所示.。零示法測量原理是用一低內(nèi)阻的

33、穩(wěn)壓電源與被測有源二端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比 較，當(dāng)穩(wěn)壓電源的輸出電壓與有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓相等時，電壓表的讀數(shù)將為“0”。然后將電路斷開，測量此時穩(wěn)壓電源的輸出電壓， 即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓。三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源030V1DG042可調(diào)直流恒流源0500mA1DG043直流數(shù)字電壓表0200V1D314直流數(shù)字毫安表0200mA1D315萬用表1自備6可調(diào)電阻箱099999.91DG097電位器1K/2W1DG098戴維南定理實驗電路板1DG05四、實驗內(nèi)容被測有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖2.4.4。圖2.4.41.測量圖2.4.4有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)要求：根據(jù)理論

34、課所學(xué)知識及指導(dǎo)書實驗原理部分，自行設(shè)計實驗方案，自行設(shè)計實驗步驟，自行設(shè)計實驗表格，說明實驗過程，計算理論值并與實驗測量值進(jìn)行比較。（最少設(shè)計兩種方法，多者不限）2.驗證戴維南定理要求：利用實驗內(nèi)容1中測得的實驗數(shù)據(jù)，設(shè)計一種方法驗證戴維南定理，自行設(shè)計實驗方案，自行設(shè)計實驗步驟，自行設(shè)計實驗表格，說明實驗過程。3.有源二端網(wǎng)絡(luò)等效內(nèi)阻（又稱入端電阻）的直接測量法將被測有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨立源置零（將電流源I去掉，也去掉電壓源，并在原電壓端所接的兩點用一根短路導(dǎo)線相連），然后用伏安法或者直接用萬用表的歐姆檔測定負(fù)載RL開路后A、B兩點間的電阻，此即為被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0或稱網(wǎng)絡(luò)的入端電阻

35、Ri。五、實驗思考題1. 在求戴維南或諾頓等效電路時，作短路試驗，測ISC的條件是什么？在本實驗中可否直接作負(fù)載短路實驗？請實驗前對線路2.4.4預(yù)先作好計算，以便調(diào)整實驗線路及測量時可準(zhǔn)確地選取電表的量程。2. 說明測有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法， 并比較其優(yōu)缺點。六、實驗注意事項1.注意測量時，電流表量程的更換。2.步驟3中，電源置零時不可將穩(wěn)壓源短接。3.用萬用表直接測R時，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨立源必須先置零，以免損壞萬用表，其次，歐姆檔必須經(jīng)調(diào)零后再進(jìn)行測量。4.改接線路時，要關(guān)掉電源。七、實驗報告要求1.根據(jù)步驟1和2分別繪出曲線，驗證戴維寧定理的正確性，并分析產(chǎn)生誤差的原因。2.

36、歸納、總結(jié)實驗結(jié)論。3.心得體會及其他。實驗五、RC一階電路的響應(yīng)測試一、實驗?zāi)康?. 測定RC一階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)及完全響應(yīng)。 2. 學(xué)習(xí)電路時間常數(shù)的測量方法。 3. 掌握有關(guān)微分電路和積分電路的概念。4. 進(jìn)一步學(xué)會用示波器觀測波形。二、實驗原理1. 動態(tài)網(wǎng)絡(luò)的過渡過程是十分短暫的單次變化過程。要用普通示波器觀察過渡過程和測量有關(guān)的參數(shù)，就必須使這種單次變化的過程重復(fù)出現(xiàn)。為此，我們利用信號發(fā)生器輸出的方波來模擬階躍激勵信號，即利用方波輸出的上升沿作為零狀態(tài)響應(yīng)的正階躍激勵信號；利用方波的下降沿作為零輸入響應(yīng)的負(fù)階躍激勵信號。只要選擇方波的重復(fù)周期遠(yuǎn)大于電路的時間常數(shù)，那么電

37、路在這樣的方波序列脈沖信號的激勵下，它的響應(yīng)就和直流電接通與斷開的過渡過程是基本相同的。2.圖2.5.1（b）所示的 RC 一階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)分別按指數(shù)規(guī)律衰減和增長，其變化的快慢決定于電路的時間常數(shù)。3. 時間常數(shù)的測定方法: 用示波器測量零輸入響應(yīng)的波形如圖2.5.1(a)所示。 根據(jù)一階微分方程的求解得知ucUme-t/RCUme-t/。當(dāng)t時，Uc()0.368Um。此時所對應(yīng)的時間就等于。亦可用零狀態(tài)響應(yīng)波形增加到0.632Um所對應(yīng)的時間測得，如圖2.5.1(c)所示。 a) 零輸入響應(yīng) (b) RC一階電路 (c) 零狀態(tài)響應(yīng)圖 2.5.14. 微分電路和積分電路是

38、RC一階電路中較典型的電路， 它對電路元件參數(shù)和輸入信號的周期有著特定的要求。一個簡單的 RC串聯(lián)電路， 在方波序列脈沖的重復(fù)激勵下， 當(dāng)滿足RC，則該RC電路稱為積分電路。因為此時電路的輸出信號電壓與輸入信號電壓的積分成正比。利用積分電路可以將方波轉(zhuǎn)變成三角波。從輸入輸出波形來看，上述兩個電路均起著波形變換的作用，請在實驗過程仔細(xì)觀察與記錄。三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1函數(shù)信號發(fā)生器1DG032雙蹤示波器1自備3動態(tài)電路實驗板1DG07四、實驗內(nèi)容實驗線路板的器件組件，如圖2.5.3所示，請認(rèn)清R、C元件的布局及其標(biāo)稱值，各開關(guān)的通斷位置等。圖2.5.31. 從電路板上選R10

39、K，C6800pF組成如圖2.5.1 (b)所示的RC充放電電路。ui為脈沖信號發(fā)生器輸出的Um3V、f1KHz的方波電壓信號，并通過兩根同軸電纜線，將激勵源ui和響應(yīng)uC的信號分別連至示波器的兩個輸入口YA和YB。這時可在示波器的屏幕上觀察到激勵與響應(yīng)的變化規(guī)律，請測算出時間常數(shù)，并用方格紙按1:1 的比例描繪波形。少量地改變電容值或電阻值，定性地觀察對響應(yīng)的影響，記錄觀察到的現(xiàn)象。2. 令R10K，C0.1F，觀察并描繪響應(yīng)的波形，繼續(xù)增大C 之值，定性地觀察對響應(yīng)的影響。3. 令C0.01F，R100，組成如圖2.5.2 (a)所示的微分電路。在同樣的方波激勵信號（Um3V，f1KHz）

40、作用下，觀測并描繪激勵與響應(yīng)的波形。增減R之值，定性地觀察對響應(yīng)的影響，并作記錄。當(dāng)R增至1M時，輸入輸出波形有何本質(zhì)上的區(qū)別？4. 方波脈沖信號的觀察和測定 (1) 將電纜插頭換接在脈沖信號的輸出插口上，選擇方波信號輸出。 (2) 調(diào)節(jié)方波的輸出幅度為 3. 0VPP（用示波器測定），分別觀測100Hz，3KHz和30KHz方波信號的波形參數(shù)。(3) 使信號頻率保持在3KHz，選擇不同的幅度及脈寬，觀測波形參數(shù)的變化。五、實驗思考題1. 什么樣的電信號可作為RC一階電路零輸入響應(yīng)、 零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的激勵源？2. 已知RC一階電路R10K，C0.1F，試計算時間常數(shù)，并根據(jù)值的物理意義，

41、擬定測量的方案。3. 何謂積分電路和微分電路，它們必須具備什么條件？ 它們在方波序列脈沖的激勵下，其輸出信號波形的變化規(guī)律如何？這兩種電路有何功用？六、實驗注意事項1. 調(diào)節(jié)電子儀器各旋鈕時，動作不要過快、過猛。實驗前，需熟讀雙蹤示波器的使用說明書。觀察雙蹤時，要特別注意相應(yīng)開關(guān)、旋鈕的操作與調(diào)節(jié)。2. 信號源的接地端與示波器的接地端要連在一起（稱共地）， 以防外界干擾而影響測量的準(zhǔn)確性。3. 示波器的輝度不應(yīng)過亮，尤其是光點長期停留在熒光屏上不動時，應(yīng)將輝度調(diào)暗，以延長示波管的使用壽命。七、實驗報告要求1. 根據(jù)實驗觀測結(jié)果，在方格紙上繪出RC一階電路充放電時uC的變 化曲線，由曲線測得值，

42、并與參數(shù)值的計算結(jié)果作比較，分析誤差原因。2. 根據(jù)實驗觀測結(jié)果，歸納、總結(jié)積分電路和微分電路的形成條件，闡明波形變換的特征。3. 心得體會及其他。實驗六、正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究一、實驗?zāi)康?.驗證單相交流電路中的電源、電壓和功率關(guān)系的理論。2.研究正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓、電流向量之間的關(guān)系。3.了解用電容改善功率因數(shù)的方法和意義。4.了解日光燈電路的組成，工作原理和安裝方法。.二、實驗原理1. 在單相正弦交流電路中，用交流電流表測得各支路的電流值， 用交流電壓表測得回路各元件兩端的電壓值，它們之間的關(guān)系滿足相量形式的基爾霍夫定律，即 I0和U0 。2. 圖2.6.1所示的RC串聯(lián)電路，在

43、正弦穩(wěn)態(tài)信號U的激勵下，UR與UC保持有90的相位差，即當(dāng)R阻值改變時，UR的相量軌跡是一個半園。U、UC與UR三者形成一個直角形的電壓三角形，如圖2.6.2所示。R值改變時，可改變角的大小，從而達(dá)到移相的目的。 圖2.6.1 圖2.6.23. 日光燈電路由熒光燈管、鎮(zhèn)流器和啟輝器三者組成，燈管為電阻性負(fù)載，用R表示，鎮(zhèn)流器為感性負(fù)載，但也有一定的電阻r，其電路圖可用圖2.6.3圖2.6.3日光燈主要由燈管，鎮(zhèn)流器和啟輝器組成。燈管是一根內(nèi)壁均勻涂有熒光物質(zhì)的細(xì)長玻璃管，管的兩端裝有燈絲電極，燈絲上涂有受熱后易于發(fā)射電子的氧化物，管內(nèi)充有稀薄的惰性氣體和水銀蒸氣。鎮(zhèn)流器為一帶有鐵芯的電感線圈。

44、啟輝器由一個輝光管和一個小容量的電容器組成，它們裝在一個圓柱形的外殼內(nèi)。當(dāng)接通電源時，由于日光燈沒有點亮，電源電壓全部加在啟輝器輝光管的兩個電極間使輝光管放電，放電產(chǎn)生的熱量使倒U形電極受熱趨于伸直，兩電極接觸，這時日光燈的燈絲通過此電極以及鎮(zhèn)流器和電源構(gòu)成一個回路，燈絲因有電流（稱為啟動電流或預(yù)熱電流）通過而發(fā)熱，從而使氧化物發(fā)射電子。同時，輝光管的兩個電極接通時，電極間電壓為零，輝光管放電停止，倒U形電極因溫度下降而復(fù)原，兩電極脫開，回路中的電流突然被切斷，于是在鎮(zhèn)流器兩端產(chǎn)生一個比電源電壓高得多的感應(yīng)電壓。這個感應(yīng)電壓連同電源電壓一起加在燈管兩端，使管內(nèi)的惰性氣體電離而產(chǎn)生弧光放電。隨著

45、管內(nèi)溫度的逐漸升高，水銀蒸氣游離并猛烈地碰撞惰性氣體分子而放電。水銀蒸氣弧光放電時，輻射出不可見的紫外線，紫外線激發(fā)燈管內(nèi)壁的熒光粉后發(fā)出可見光。日光燈電路為感性負(fù)載，其功率因數(shù)很低，一般在0.3-0.4左右。因此為提高電源的利用率和減少供電線路的損耗，必須進(jìn)行無功補(bǔ)償，以提高線路的功率因數(shù)。提高功率因數(shù)的方法，除改善負(fù)載本身的工作狀態(tài)、設(shè)計合理外，由于工業(yè)負(fù)載基本都是感性負(fù)載，因此常用的方法是在負(fù)載兩端并聯(lián)電容器組，補(bǔ)償無功功率，以提高線路的功率因數(shù)。三、實驗設(shè)備序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1交流電壓表0450V1D332交流電流表5A1D323功率表1D344自耦調(diào)壓器1DG015鎮(zhèn)流器、啟

46、輝器與40W燈管配用各1DG096日光燈燈管40W1屏內(nèi)7電容器1F,2.2F,4.7F/500V各1DG098白熾燈及燈座220V，15W13DG089電流插座3DG09四、實驗內(nèi)容1. 按圖2.6.1接線。R為220V、15W的白熾燈泡，電容器為4.7F/450V。 經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，接通實驗臺電源， 將自耦調(diào)壓器輸出( 即U)調(diào)至220V。記錄U、UR、UC值，驗證電壓三角形關(guān)系。測 量 值計 算 值U（V）UR（V）UC（V）U（與UR，UC組成Rt）（U=）U=UU（V）U/U（%）2. 日光燈線路接線與測量。圖2.6.4按圖2.6.4接線。經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后接通實驗臺電源，調(diào)節(jié)自耦調(diào)

47、壓器的輸出，使其輸出電壓緩慢增大，直到日光燈剛啟輝點亮為止，記下三表的指示值。然后將電壓調(diào)至220V，測量功率P， 電流I， 電壓U，UL，UA等值，驗證電壓、電流相量關(guān)系。測 量 數(shù) 值P(W)CosI(A)U(V)UL(V)UA(V)啟輝值正常工作值3. 并聯(lián)電路電路功率因數(shù)的改善。按圖2.6.5組成實驗線路。圖2.6.5經(jīng)指導(dǎo)老師檢查后，接通實驗臺電源，將自耦調(diào)壓器的輸出調(diào)至220V，記錄功率表、電壓表讀數(shù)。通過一只電流表和三個電流插座分別測得三條支路的電流，改變電容值，進(jìn)行三次重復(fù)測量。數(shù)據(jù)記入表中。電容值測 量 數(shù) 值(F)P(W)COSU(V)I（A）IL(A)IC(A)012.2

48、4.7五、實驗思考題1.簡述日光燈的工作原理。 2. 在日常生活中，當(dāng)日光燈上缺少了啟輝器時， 人們常用一根導(dǎo)線將啟輝器的兩端短接一下，然后迅速斷開，使日光燈點亮（DG09實驗掛箱上有短接按鈕，可用它代替啟輝器做一下試驗。）或用一只啟輝器去點亮多只同類型的日光燈，這是為什么？ 3. 為了改善電路的功率因數(shù)，常在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器， 此時增加了一條電流支路，試問電路的總電流是增大還是減小，此時感性元件上的電流和功率是否改變？4. 提高線路功率因數(shù)為什么只采用并聯(lián)電容器法， 而不用串聯(lián)法？所并的電容器是否越大越好？六、實驗注意事項1. 本實驗用交流市電220V，務(wù)必注意用電和人身安全。 2. 功率表要正確接入電路。 3. 線路接線正確，日光燈不能啟輝時， 應(yīng)檢查啟輝器及其接觸是否良好。七、實驗報告要求1. 完成數(shù)