1、4/3/20221電路分析實驗4/3/20222 電路分析實驗須知 電路實驗是電路分析重要的教學環節，實驗的目的不僅要鞏固和加深理解所學理論知識，更重要的是要培養嚴謹的科學作風，訓練學生實驗技能，增強動手能力。請師生們在實驗課前認真閱讀以下內容。4/3/20223要求n一、對指導教師要求 1.指導教師在每次實驗前，核對實驗時間，作好準備工作。 2.任課教師應根據教學計劃，在每次實驗前，向學生布置本次實驗課的內容及注意事項，要求學生提前作好預習和寫出實驗預習報告。 3.為嚴肅實驗教學的課堂紀律，對遲到10分鐘以上，又無正當理由者，指導教師有權禁止該學生上實驗課，所缺實驗學生自己負責。 4.實驗前

2、，指導教師要按學生實驗守則要求，檢查學生預習情況，不預習者不準上實驗課。 5.實驗過程中，指導教師要用啟發誘導的方式指導實驗課，以培養學生獨立觀察、思考、分析問題的能力。 6.每次實驗結束時，指導教師要認真檢查實驗數據，凡不合格者要求重作，在確認無誤后，方可結束實驗。 7.每次實驗課后，指導教師按實驗指導書要求，認真批改實驗報告，提出錯誤所在，對完成草率或抄襲者提出批評,嚴重者要求重作。 8.每次實驗課后，指導教師要根據學生預習，實驗中表現和實驗報告完成情況，給出平時成績。4/3/20224n二、對學生要求 1.實驗課按實驗教學管理細則規定，要進行考試或考核。 2.每位學生必須按規定完成實驗課

3、，因故不能參加實驗者，應課前向指導教師請假（必須經有關領導批準）。對所缺實驗要在期末電路實驗課考試規定時間內補齊。 3.每次實驗課前，必須作到預習，弄清實驗題目、目的、內容、步驟和操作過程，及記錄參數等。寫出實驗預習報告，在實驗前擺在實驗桌上，指導教師檢查，并接受指導教師的提問。對不寫預習報告，又回答不出問題者，不準做實驗。 4.每次實驗課前，學生必須提前5分鐘進入實驗室，找好坐位，檢查所需實驗設備，做好實驗前的準備工作。 5.做實驗前，首先要確定好實驗電路所需電源的性質、極性、大小、測試儀表的量程等選擇，了解實驗設備的銘牌數據，以免出現錯誤和損壞設備。 6.實驗室內設備不準任意搬動和調換，非

4、本次實驗所用儀器設備，未經指導教師允許不得動用。4/3/20225n7.要注意測試儀表和設備的正確使用方法。每次實驗前，根據實驗中所使用的設備情況，了解設備的原理和使用方法。在沒有弄懂儀器設備的使用方法前，不得貿然使用，否則后果自負。n8.要求每位學生在實驗過程中，要具有嚴謹的學習態度、認真、踏實、一絲不茍的科學作風。堅持每次實驗都要親自動手，實驗小組內要輪流接線、操作和記錄等工作，無特殊原因，中途不得退出實驗，否則本次實驗無效。n9.實驗過程中，如出現事故，就馬上拉開電源開關，然后找指導教師和實驗技術人員，如實反映事故情況，并分析原因和處理事故。如有損壞儀表和設備時，應馬上提出，按有關規定處

5、理。實驗室要保持安靜、整潔的學習環境。n10.每次實驗結束，實驗數據和結果，一定要經指導教師檢查，確認正確無誤后，方可拆線。整理好實驗臺和周圍衛生，填寫實驗登記簿，然后離開實驗室。n11.實驗課后，每位學生必須按實驗指導書的要求，獨立編寫實驗報告，不得抄襲或借用他人的實驗數據，實驗報告上注明同組同學的姓名，實驗報告在下次實驗時交給指導教師。4/3/20226實驗安全用電規則n安全用電是實驗中始終需要注意的重要的事項。為了做好實驗，確保人身和設備的安全，在做電工實驗時，必須嚴格遵守下列安全用電規則：n1.實驗中的接線、改接、拆線都必須在切斷電源的情況下進行（包括安全電壓），線路連接完畢再送電。n

6、2.在電路通電情況下，人體嚴禁接觸電路中不絕緣的金屬導線和帶電連接點。萬一遇到觸電事故，應立即切斷電源，保證人身安全。n3.實驗中，特別是設備剛投入運行時，要隨時注意儀器設備的運行情況，如發現有超量程、過熱、異味、冒煙、火花等，應立即斷電，并請指導老師檢查。n4.實驗時應精力集中，同組者必須密切配合，接通電源前必須通知同組同學，以防止觸電事故。n5.了解有關電器設備的規格、性能及使用方法，嚴格按要求操作。注意儀表儀器的種類、量程和連接方法，保證設備安全。4/3/20227實驗一 電路元件的伏安特性n一、實驗目的一、實驗目的n1.研究電阻元件和直流電源的伏安特性及其測定方法。研究電阻元件和直流電

7、源的伏安特性及其測定方法。n2.學習直流儀表設備的使用方法。學習直流儀表設備的使用方法。n二、實驗設備二、實驗設備n1.電路實驗箱電路實驗箱n2.萬用表萬用表n3.白熾燈白熾燈n三、實驗內容三、實驗內容n1.測試白熾燈測試白熾燈(非線性電阻非線性電阻)的伏安特性的伏安特性n按圖按圖1-1接線，接線，4/3/20228圖1-1 測試白熾燈的伏安特性表1-1Ui(V)0.10.51.02.03.05.06.3I(mA)U(V)2.測試線性電阻的伏安特性測試線性電阻的伏安特性 按圖1-2接線。調節直流穩壓源的輸出電壓，測量線性電阻的電壓和電流，數據填入表1-2中。4/3/20229n表1-2 Us(

8、v)0246810U(V)I(mA)圖1-2 測試線性電阻的伏安特性4/3/202210圖1-2 測試線性電阻的伏安特性3、理想電壓源的伏安特性理想電壓源的伏安特性按圖1-3接線，圖中100為限流電阻。接線前調穩壓電源Us=10V。按表1-3改變R數值（將可調電阻與電路斷開后調整R值），記錄相應的電壓值與電流值于表1-3中。圖1-3 理想電壓源的伏安特性測量接線圖4/3/202211圖1-3 理想電壓源的伏安特性測量接線圖 表1-3 R（K）理論值1.00.50.30.20.1實際值U（V）I（mA）4/3/202212四、實驗報告 根據測量數據，在坐標紙上按比例繪出各電路元件的伏安特性曲線。

9、 n實驗二 受控源特性的研究一、實驗目的 通過測試受控源的外特性及其轉移參數，進一步理解受控源的物理概念，加深對受控源的認識和理解。二、實驗設備1.電路實驗箱 2.萬用表三、實驗內容1、受控源、受控源VCCS的轉移特性的轉移特性IL=f（U1）及外特性）及外特性IL=f（U2）（1）按圖2-1接線，RL取2K。調節直流穩壓源的輸出電壓U1，測量IL，數據填入表2-1中。繪制IL =f（U1）曲線，并由其線性部分求出轉移電導gm。4/3/202213n圖2-1 受控源VCCS特性測量接線圖n表2-1 RL = 2K表2-1 RL = 2KU1( V )0.10.51.02.03.03.53.74

10、.0gmIL(mA)（2）保持U1=2V，調節RL值，測量IL及U2值，填入表2-2中，并繪制IL=f(U2)曲線。4/3/202214表2-2 U1 = 2VRL(K)54210.50.40.30.20.1IL (mA)U2( V )2、CCVS的轉移特性的轉移特性U2=f(I1)及外特性及外特性U2=f(IL) （1）按圖2-2接線，IS為可調恒流源。RL取2K。調節恒流源輸出電流IS，測量U2值，填入表2-3中。繪制轉移特性曲線U2=f(IS)，并由線性部分求出轉移電阻rm。4/3/202215圖2-2受控源CCVS特性測量接線圖表2-3 RL = 2KIS( mA )0.11.03.0

11、5.07.08.09.09.5rmU2 ( V )4/3/202216(2) 保持IS=2mA，調整RL，測量U2及IL值，填入表2-4中。并繪制負載特性曲線U2=f(IL)。表2-4 IS = 2mARL(K)0.51246810U2 ( V )IL (mA)四、實驗報告1.根據實驗數據，在方格紙上分別畫出兩種受控源的轉移特性和負載特性曲線，并求出相應的轉移參量。2.對實驗結果作合理分析和結論，總結對兩種受控源的認識和理解。4/3/202217實驗三 電壓源與電流源的等效變換n一、實驗目的 1.加深理解電壓源、電流源的概念。 2.掌握電源外特性的測試方法。n二、實驗設備 1.電路實驗箱 2.

12、萬用表n三、實驗內容 1、理想電流源的伏安特性、理想電流源的伏安特性 （1）按圖3-1(a)接線，RL使用1K電位器。 （2）調節恒流源輸出，使IS為10mA。， （3）按表3-1調整RL值,觀察并記錄電流表、電 壓表讀數變化。將測試結果填入表3-1中。4/3/202218圖3-1 電流源2、實際電流源的伏安特性、實際電流源的伏安特性按照圖3-1(b)接線，按表3-1調整RL值，將測試的結果填入表3-1中。3、電流源與電壓源的等效變換、電流源與電壓源的等效變換按照等效變換的條件，上述電流源可以方便地變換為電壓源，如圖3-2所示，其中US=ISRS=10mA1K=10V，內阻RS仍為1K，按表3

13、-1調整RL值，將測試結果填入表3-1中，并與實際電流源的數據比較，驗證其等效互換性。4/3/202219n圖3-2 電壓源表3-1 電流源與電壓源的等效變換RL()02003005101000理 想電流源IL(mA)U(V)實 際電流源IL(mA)U(V)等效實際電壓源IL(mA)U(V)4/3/202220四、實驗報告1.根據測試數據繪出各電源的伏安特性曲線。2.比較兩電源互換后的結果，如有誤差分析產生的原因。n實驗四 疊加原理的驗證一、實驗目的1.驗證線性電路疊加原理的正確性，從而加深對線性電路的疊加性和齊次性的認識和理解。2.加深理解疊加原理對非線性電路不適用。二、預習要點1.疊加原理

14、中U1、U2分別單獨作用，在實驗中應如何操作？可否直接將不作用的電源（U1或U2）置零（短接）？2.實驗電路中，若有一個電阻器改為二極管，試問疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎？為什么？4/3/202221三、實驗設備 1.電路實驗箱 2.萬用表四、實驗內容按圖4-1電路接線，電壓源U1=12V，U2=6V。圖4-1 疊加原理實驗接線圖4/3/2022221.令電源U1單獨作用時（將開關S1投向U1側，開關S2投向短路側），用萬用表和直流數字毫安表測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數據記入表4-1。2.令電源U2單獨作用時（將開關S1投向短路側，開關S2投向U2側），重復上述的測量和記錄。3

15、.令U1和U2共同作用時（開關S1和S2分別投向U1和U2側），重復上述的測量和記錄。4.將U2的數值增大兩倍，調至(12V)，重復上述的測量和記錄。4/3/202223測量項目I1(mA)I2(mA)I3(mA)UCA(V)UCD(V)UAD(V)UBD(V)UBA(V)U1單獨作用U2單獨作用U1、U2共同作用2U2單獨作用表4-1五、實驗報告1.根據所測實驗數據，驗證線性電路的疊加性與齊次性。2.各電阻所消耗的功率能否用疊加原理計算得出？根據上述實驗數據，進行計算并作結論。4/3/202224實驗五 戴維寧定理n一、實驗目的 1.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

16、二端口網絡等效電路參數的一般方法。n二、實驗設備 1.電路實驗箱 2.萬用表n三、實驗內容 1.測量戴維寧電路的等效電阻測量戴維寧電路的等效電阻 測量戴維寧等效電路的等效電阻有多種方法，這里介紹二種方法。n方法一：將被測有源網絡內的所有獨立電源置零（電壓源短路，電流源開路），然后用萬用表的歐姆檔測量負載開路后的輸出端的電阻，此即是被測網絡的等效電阻Ro。測得Ro= （）n方法二：用開路電壓、短路電流法測戴維寧等效電路的Uoc和Isc，計算出等效電阻Ro。4/3/202225Uoc（V）Isc（mA）Ro= Uoc / Isc（）2.測量線性含源一端口網絡的外特性測量線性含源一端口網絡的外特性按

17、圖5-1接線，改變電阻RL值，測量對應的電流和電壓值，數據填在表5-1內。根據測量結果，求出對應于戴維寧等效參數Uoc,Isc。 表5-1 線性含源二端口網絡的外特性RL(K)12345678910I(mA)U( V )4/3/202226n圖5-1有源二端口網絡 圖5-2 戴維寧等效電路3、戴維寧等效電路、戴維寧等效電路 利用圖5-1構成的戴維寧等效電路如圖5-2所示。測量其外特性U=f(I)。改變電阻RL值，測量對應的電流和電壓值，數據填在表5-2中。4/3/202227表5-2 戴維寧等效電路 RL(K)12345678910I(mA)U( V )四、實驗報告1.根據實驗2和3的測量結果

18、,在同一張座標紙上畫出它們的外特性曲線U=f(I),并分析比較。4/3/202228實驗六 簡單RC電路的過渡過程n一、實驗目的n1.研究RC電路在零輸入、階躍激勵和方波激勵情況下，響應的基本規律和特點。n2.學習用示波器觀察分析電路的響應。n二、實驗設備n1.電路實驗箱n2.信號發生器n3.雙蹤示波器n三、實驗內容n1.用示波器觀察用示波器觀察RC電路的方波響應電路的方波響應n認清實驗線路板上R、C元件的布局及其標稱值，個開關的通斷位置等等。按下面兩中情況選取不同的、值n1）R=10K，C=1000PF 2）R=10K，C=3300PFn組成如圖6-1所示的RC充放電電路，信號發生器的信號為

19、方波信號，Um=3V，f=1KHZ，將激勵與響應的信號輸入到示波器，測時間常數，觀察并描繪響應波形。4/3/202229n 圖6-1 RC充放電電路n四、實驗報告n1.把用示波器觀察到的各種波形畫在坐標紙上，由曲線測得，并與計算結果做比較，做出必要的說明。4/3/202230實驗七 交流電路參數的測定n一、實驗目的 1.學習用交流電壓表、交流電流表和功率表測量元件的交流等效參數。 2.學習功率表的接法和使用。n二、實驗設備 1.電路實驗箱 2.萬用表 3.功率表 4.交流電流表n三、實驗內容 實驗線路如圖7-1。被測元件可以在實驗掛板上選擇，被測元件電阻R用可變電阻180，電容選用4F，電感選

20、用0.8H，調節交流電源輸出電壓，分別測量填表7-1、7-2、7-3中。4/3/202231 圖7-1 交流電路參數測量接線圖 表7-1 電阻元件被測元件測 量 值計算值U(V)I(A)P(W)R()電 阻304050平 均 值4/3/202232表7-2 電感元件n表7-3 電容元件被測元件測 量 值計算值U(V)I(A)P(W)L(H)電感線圈4080120平 均 值被測元件測 量 值計算值U(V)I(A)P(W)C(F)電 容 器4080120平 均 值4/3/202233n四、注意事項 功率表測量功率和功率因數的操作方法： 1.開啟電源，顯示屏出現逐位跳動的“P”，按功能鍵，顯示屏出現

21、“P”，然后按確認鍵，得到功率的讀數。 2.繼續按功能鍵，顯示屏出現“cos”時，按確認鍵，得到功率因數的讀數，C代表負載是容性，L代表負載是感性。n五、實驗報告 1、根據各測量數據分別計算各元件的等值參數。 2、分析誤差原因。 4/3/202234實驗八 日光燈電路的連接及功 率因數的提高n一、實驗目的n1.學習功率表的使用；n2.學會通過U、I、P的測量計算交流電路的參數；n3.學會如何提高功率因數。n二、原理說明n日光燈結構圖如圖8-1所示，K閉合時，日光燈管不導電，全部電壓加在啟輝器兩觸片之間，使啟輝器中氖氣擊穿，產生氣體放電，此放電產生的一定熱量使雙金屬片受熱膨脹與固定片接通，于是有

22、電流通過日光燈管兩端的燈絲和鎮流器。短時間后雙金屬片冷卻收縮與固定片斷開，電路中電流突然減小；根據電磁感應定律，這時鎮流器兩端產生一定的感應電動勢，使日光燈管兩端電壓產生400至500V高壓，燈管氣體電離，產生放電，日光燈點燃發亮。日光燈點燃后，燈管兩端電壓降為100V左右，這時由于鎮流器的限流作用，燈管中電流不會過大。同時并聯在燈管兩端的啟輝器，也因電壓降低而不能放電，其觸片保持斷開狀態。4/3/202235n 圖8-1日光燈結構圖圖 8-2工作原理圖n日光燈工作后，啟輝器斷開，燈管相當于一電阻R，鎮流器可等效為電阻RL和電感XL的串聯，所以整個電路可等效為一R、L串聯電路，其電路模型如圖8

23、-2所示。n三、實驗設備 1.電路實驗箱 2.萬用表 3.功率表 4.交流毫安表4/3/202236四、實驗內容1.測量交流參數測量交流參數實驗接線如圖8-3所示，電容電容C暫不接入暫不接入。n 圖8-3 日光燈實驗接線圖n調節自耦調壓器輸出，使U=220V，測量電路的電流、電壓及功率，填入表8-1中。4/3/202237表8-1 U=220VI1(mA)U1(V)U2(V)P(w)cos2、提高功率因數、提高功率因數如圖8-3并聯電容C，U=220V不變，重復測量電路的電流、電壓及功率，將測試結果填入表8-2中。 表8-2 U=220VC（F）測 量 值I1(mA)I2(mA)Ic(mA)P

24、(W)cos12.24.76.8五、實驗報告1、根據實驗數據，分別繪出電壓、電流相量圖。2、說明功率因數提高的原因和意義。4/3/202238實驗九 三相交流電路電壓、電流 的測量n一、實驗目的 1.掌握三相負載作星形連接、三角形連接的方法，驗證在這兩種接法下線電壓和相電壓、線電流和相電流之間的關系。 2.比較三相供電方式中三線制和四線制的特點。 3.進一步提高分析、判斷和查找故障的能力。n二、實驗設備 1.電路實驗箱 2.萬用表 3.交流電流表n三、實驗內容 1、三相負載星形連接（三相四線制）、三相負載星形連接（三相四線制） 按圖9-1接線。三相電源接線電壓380V,負載電阻R=1800。在作不對稱負載實驗時,在W相并一個電阻,如圖中虛線所示。分別測量接入對稱負載和不對稱負載時電路的線電壓、相電壓、