1、本科實驗報告實驗名稱：電路分析基礎類（硬件實驗）課程名稱：實驗時間：任課教師：實驗地點：實驗教師：張峰、張勇強、方蕓實驗類型：原理驗證綜合設計自主創(chuàng)新學生姓名：學號/班級：組號：學院：同組搭檔：專業(yè)：成績：2實驗1 基本元件伏安特性的測繪一、實驗目的1. 掌握線性、非線性電阻及理想、實際電壓源的概念。2. 掌握測試電壓、電流的基本方法。3. 掌握電阻元件及理想、實際電壓源的伏安特性測試方法，學習利用逐點測試法繪制伏安特性曲線。4. 掌握直流穩(wěn)壓電源、直流電流表、直流電壓表的使用方法。二、實驗設備1.電路分析綜合實驗箱2.直流穩(wěn)壓電源3.萬用表4.變阻箱三、實驗內(nèi)容1. 測繪線性電阻的伏安特性曲

2、線圖1.11）測試電路如圖1.1所示，圖中US為直流穩(wěn)壓電源，R為被測電阻，阻值。2）調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源US的輸出電壓，當伏特表的讀數(shù)依次為表1.1中所列電壓值時，讀毫安表的讀數(shù)，將相應的電流值記錄在表格中。表1.1V(V)0.02.04.06.08.010.0I(mA)3）在圖1.3上繪制線性電阻的伏安特性曲線，并將測算電阻阻值標記在圖上。2. 測繪非線性電阻的伏安特性曲線圖1.21）測試電路如圖1.2所示，圖中D為二極管，型號為1N4007，RW為可調(diào)電位器。2）緩慢調(diào)節(jié)RW，使伏特表的讀數(shù)依次為表1.2中所列電壓值時，讀毫安表的讀數(shù)，將相應的電流值記錄在表格中。表1.2V(V)0.10.2

3、0.30.40.50.550.60.650.70.72I(mA)3）在圖1.4上繪制非線性電阻的伏安特性曲線。 圖 1.3 圖 1.43. 測繪理想電壓源的伏安特性曲線（a）（b）圖1.51）首先，連接電路如圖1.5（a）所示，不加負載電路，直接用伏特表測試直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓，將其設置為10V。2）然后，測試電路如圖1.5（b）所示，其中RL為變阻箱，R為限流保護電阻。3）調(diào)節(jié)變阻箱RL，使毫安表的讀數(shù)依次為表1.3中所列電流值時，讀伏特表的讀數(shù)，將相應的電壓值記錄在表格中。表1.3I(mA)0.010.020.030.040.0V(V)10.04）在圖1.7上繪制理想電壓源的伏安特性曲線

4、。4. 測繪實際電壓源的伏安特性曲線1）首先，連接電路如圖1.6（a）所示，不加負載電路，直接用伏特表測試實際電壓源的輸出電壓，將其設置為10V。其中RS為實際電壓源的內(nèi)阻，阻值RS = 51。（a）（b）圖1.62）然后，測試電路如圖1.6（b）所示，其中RL為變阻箱。3）調(diào)節(jié)變阻箱RL，使毫安表的讀數(shù)依次為表1.4中所列電流值時，讀伏特表的讀數(shù)，將相應的電壓值記錄在表格中。表1.4I(mA)0.010.020.030.040.0V(V)10.04）在圖1.7上繪制實際電壓源的伏安特性曲線，要求：理想電壓源和實際電壓源的伏安特性曲線畫在同一坐標軸中。圖1.7四、實驗結(jié)論及總結(jié)5實驗1 基本元

5、件伏安特性的測繪原始數(shù)據(jù)實驗2 含源線性單口網(wǎng)絡等效電路及其參數(shù)測定一、實驗目的1. 驗證戴維南定理和諾頓定理，加深對兩個定理的理解。2. 通過對含源線性單口網(wǎng)絡外特性及其兩種等效電路外特性的測試、比較，加深對等效電路概念的理解。3. 學習測量等效電路參數(shù)的一些基本方法。二、實驗設備1.電路分析綜合實驗箱2.直流穩(wěn)壓電源3.萬用表4.變阻箱三、實驗內(nèi)容1.含源線性單口網(wǎng)絡端口外特性測定圖2.11）測量電路如圖2.1所示，RL為變阻箱，直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓為10V。2）調(diào)節(jié)變阻箱RL，使其阻值依次為表2.1中所列電阻值時，讀伏特表的讀數(shù)，將相應的電壓值記錄在表格中，并計算通過負載RL的電流值填

6、寫在表格中。表2.1RL(K)1.02.03.04.05.0VAB(V)IAB(mA)3）在圖2.7上繪制含源線性單口網(wǎng)絡的外特性曲線。2. 等效電路參數(shù)測定1）測量含源線性單口網(wǎng)絡開路電壓UOC圖2.2（1）測量電路如圖2.2所示，直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓為10V。（2）用伏特表測量含源線性單口網(wǎng)絡兩個端口A、B間的電壓，即為開路電壓UOC。UOC = 2）測量含源線性單口網(wǎng)絡短路電流ISC圖2.3（1）測量電路如圖2.3所示，直流穩(wěn)壓電源電壓為10V。（2）用毫安表測量通過含源線性單口網(wǎng)絡兩個端口A、B間的電流，即為短路電流ISC。ISC = 3）測量含源線性單口網(wǎng)絡等效內(nèi)阻R0（1）半壓法

7、圖2.4a. 測量電路如圖2.4所示，直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓為10V。b. 調(diào)節(jié)變阻箱RL，當UAB = 0.5UOC時，記錄變阻箱的阻值。R0 = （2）開路電壓、短路電流法 3. 驗證戴維南等效電路圖2.51）測量電路如圖2.5所示，RL為變阻箱，注意：UOC和R0分別為前面測得的開路電壓和等效內(nèi)阻。2）調(diào)節(jié)變阻箱RL，使其阻值依次為表2.2中所列電阻值時，讀伏特表的讀數(shù)，將相應的電壓值記錄在表格中，并計算通過負載RL的電流值填寫在表格中。表2.2RL(K)1.02.03.04.05.0VAB(V)IAB(mA)3）在圖2.7上繪制戴維南等效電路的外特性曲線。4. 驗證諾頓等效電路圖2.6

8、1）測量電路如圖2.6所示，RL為變阻箱，注意：ISC和R0分別為前面測得的短路電流和等效內(nèi)阻。2）調(diào)節(jié)變阻箱RL，使其阻值依次為表2.3中所列電阻值時，讀伏特表的讀數(shù)，將相應的電壓值記錄在表格中，并計算通過負載RL的電流值填寫在表格中。表2.3RL(K)1.02.03.04.05.0VAB(V)IAB(mA)3）在圖2.7上繪制諾頓等效電路的外特性曲線。要求：將本實驗1、3、4部分要求的含源線性單口網(wǎng)絡、戴維南等效、諾頓等效三條外特性曲線畫在同一坐標軸中。圖2.7四、實驗結(jié)論及總結(jié)19實驗2 含源線性單口網(wǎng)絡等效電路及其參數(shù)測定原始數(shù)據(jù)實驗3 一階電路響應的研究一、實驗目的1. 掌握RC一階

9、電路零狀態(tài)響應、零輸入響應的概念和基本規(guī)律。2. 掌握RC一階電路時間常數(shù)的測量方法。3. 熟悉示波器的基本操作，初步掌握利用示波器監(jiān)測電信號參數(shù)的方法。二、實驗設備1.電路分析綜合實驗箱2.雙蹤示波器三、實驗內(nèi)容1. RC一階電路的零狀態(tài)響應圖3.1圖 3.21）測試電路如圖3.1所示，電阻R = 2k，電容C = 0.01F。2）零狀態(tài)響應的輸入信號如圖3.2所示，幅度為5V，周期為1ms，脈寬為0.5ms。3）將觀測到的輸入、輸出波形（求值放大圖）存儲到U盤，課后打印并貼在圖3.3上相應方框處。要求：在圖上標記相關測量數(shù)據(jù)。4）測量響應波形的穩(wěn)態(tài)值uC() 和時間常數(shù)。uc() = =

10、輸入波形輸出波形(值放大圖)圖3.32.RC一階電路的零輸入響應圖3.4圖 3.51）測試電路如圖3.4所示，電阻R = 2k，電容C = 0.01F。2）零輸入響應的輸入信號如圖3.5所示，幅度為5V，周期為1ms，脈寬為3s。3）將觀測到的輸入、輸出波形（求值放大圖）存儲到U盤，課后打印并貼在圖3.6上相應方框處。要求：在圖上標記相關測量數(shù)據(jù)。4）測量響應波形的初始值uC(0) 和時間常數(shù)。uc(0) = = 輸入波形輸出波形(值放大圖)圖3.6四、實驗結(jié)論及總結(jié)實驗3 一階電路響應的研究原始數(shù)據(jù)實驗4二階電路響應的研究一、實驗目的1. 觀測二階電路在過阻尼、臨界阻尼和欠阻尼三種狀態(tài)下的響

11、應波形，加深對二階電路響應的認識和理解。2. 掌握振蕩角頻率和衰減系數(shù)的概念。3. 進一步熟悉示波器的操作。二、實驗設備1.電路分析綜合實驗箱2.雙蹤示波器3. 變阻箱三、實驗內(nèi)容1. RLC二階電路的零狀態(tài)響應圖4.12圖4.21）測試電路如圖4.1所示，R為變阻箱，電容C = 0.01F，電感L = 2.7mH。2）零狀態(tài)響應的輸入信號如圖4.2所示，幅度為5V，周期為1ms，脈寬為0.5ms。3）調(diào)節(jié)變阻箱R，觀察RLC二階電路零狀態(tài)響應的三種狀態(tài)波形（欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼），將波形存儲到U盤，課后打印并貼在圖4.3上相應方框處。要求：在臨近阻尼狀態(tài)波形圖上標記該狀態(tài)下的臨界阻值。欠

12、阻尼臨界阻尼過阻尼圖4.32. RLC二階電路的零輸入響應圖4.4圖4.51）測試電路如圖4.4所示，R為變阻箱，電容C = 0.01F，電感L = 2.7mH。2）零輸入響應的輸入信號如圖4.5所示，幅度為5V，周期為1ms，脈寬為3s。3）調(diào)節(jié)變阻箱R，觀察RLC二階電路零輸入響應的三種狀態(tài)波形（欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼），將波形存儲到U盤，課后打印并貼在圖4.6上相應方框處。要求：在臨近阻尼狀態(tài)波形圖上標記該狀態(tài)下的臨界阻值。4）取，觀測波形相鄰兩個波峰或波谷的電壓值u1m、u2m和振蕩周期Td，計算振蕩角頻率d和衰減系數(shù)。 欠阻尼臨界阻尼過阻尼圖4.6四、實驗結(jié)論及總結(jié)實驗4二階電路響

13、應的研究原始數(shù)據(jù)實驗5 R、L、C單個元件阻抗頻率特性測試一、實驗目的1. 掌握交流電路中R、L、C單個元件阻抗與頻率間的關系，測繪R-f、XL-f、XC-f特性曲線。2. 掌握交流電路中R、L、C元件各自的端電壓和電流間的相位關系。3. 觀察在正弦激勵下，R、L、C三元件各自的伏安關系。二、實驗設備1. 電路分析綜合實驗箱2. 低頻信號發(fā)生器3. 雙蹤示波器三、實驗內(nèi)容圖5.1測試電路如圖5.1所示，R、L、C三個元件分別作為被測元件與10采樣電阻相串聯(lián)，其中電阻R =2k，電感L =2.7mH，電容C = 0.1F，信號源輸出電壓的有效值為2V。1. 測繪R、L、C單個元件阻抗頻率特性曲線

14、1）按照圖5.1接好線路。注意：信號源輸出電壓的幅度須始終保持2V有效值，即每改變一次輸出電壓的頻率，均須監(jiān)測其幅度是否為2V有效值。2）改變信號源的輸出頻率f如表5.1所示，利用示波器的自動測量功能監(jiān)測2通道信號的電壓有效值，并將測量數(shù)據(jù)填入表中相應位置。3）計算通過被測元件的電流值IAB以及阻抗的模，并填入表5.1中相應位置。4）在圖5.2上繪制R、L、C單個元件阻抗頻率特性曲線，要求：將三條曲線畫在同一坐標軸中。表5.1f(KHz)1020304050US(V)2UBC(mV)RLCIAB(mA)RLC(K)RLC圖5.22. R、L、C單個元件的相位測量1）測試電路不變，信號源的輸出電壓有效值為2V，輸出頻率為10kHz。2）在示波器上觀察R、L、C三個元件各自端電壓和電流的相位關系，將波形存儲到U盤，課后打印并貼在圖5.3上相應方框處。3）計算R、L、C三個元件各自的相位差，并用文字描述R、L、C三個元件各自電壓、電流的相位關系。R: 結(jié)論： L: 結(jié)論： C: 結(jié)