电路分析精品课程实验指导书

实验一实验仪器设备及电阻元件一、实验目的1、认识电阻器的种类2、掌握电阻器阻值的读取方法，以及电阻串联与并联的作用3、认识万用表的结构原理和使用方法，并且掌握使用万用表测量方法4、认识示波器的结构原理和使用方法二、实验内容1、熟练掌握运用万用表测量直流电阻，电压，电流2、使用示波器与信号发生器，调节测试信号三、实验设备1、色码电阻若干2、万用表1台3、模电试验台4、示波器1台四、实验步骤1、认识万用表，并使用万用表欧姆档测量电阻阻值，并判断被测阻的阻值是否与电阻标称的电阻阻值一致，并做记录。2、验证电阻的串联和并联阻值，并做记录。3、熟悉示波器各个旋钮开关及其作用。4、在模拟电路实验台上，用示波器调节出几组交流信号。五、实验线路和数据表格1、利用万用表电阻档，测量电阻（1）在测量之前先检查指针式万用表的指针是否指示在电阻刻度的无穷大处。（2）选择适当的档位，一般以电阻读数的倍数作为测量电阻的档位，选择量程后，进行欧姆调零，使指针指示在电阻刻度的零刻度上。若在无法辨别电阻示数值时，选择从大到小的档位逐个测量，直到找到适当的档位为止。（3）读取电阻上的标称数值，并将两表笔分别置于电阻两端，读电阻阻值，并做记录。电阻R标称值/Ω电阻R测量值/Ω2、验证电阻的串联与并联（1）串联：（采用多组电阻R1和R2）（2）并联：（采用多组电阻R1和R2）3、用示波器调节出几组交流信号并在坐标系中画出其波形正弦交流信号：频率1000Hz，峰峰值（波峰与波谷的差）100mV矩形交流信号：频率1000Hz，峰值（最大值）100mV正弦交流信号：频率1000Hz，峰峰值（波峰与波谷的差）500mV电阻次数R1R2R串计算值测量值123电阻次数R1R2R并计算值测量值123实验二直流电路中电位及电压关系的测量一、实验目的1、学习万用表的正确使用。2、学习电路中电位和电压的测量方法。3、加深理解电路中电位的相对性，即与选择参考点电位有关。4、加深理解电路中两点间的电压即为两点电位之差，其值与参考点电位无关。二、实验原理在分析电路的电位时，我们常指定电路中的某一点为参考点，计算或测量其他各节点对参考点的电压降，所得结果称为该节点的电位。参考点电位规定为零，所以，参考点又叫“零电位点”或“零点”。参考点可以任意选定，但一经选定，各点的电位计算及测量即以该点为准。如果换一个参考点，则其他各点的电位值也就不同。在电路图中不指明参考点而谈论某点的电位是没有意义的。在电路分析中，我们通常将电路中两节点之间的电位差称为两节点的电压，当其中一个节点为零点时，电压与电位值相等。因此，在直流电路中，两节点间的电压是固定的，而每一节点，由于零点选取的不同，其电位值发生变化，但两节点之间的电位差（即电压）不变。三、实验设备和元器件双路稳压电源6V，12V1台电阻51Ω1只电阻100Ω2只万用表1块四、实验内容及步骤1.实验电路2.实验内容（1）按图示电路连接电路。（2）分别以c、d、e为零电位点，测出电路中各点的电位Va,Vb,Vc,Vd,Ve及电压Vab,Vbc,Vcd,Vde,Vea。（3）根据测得的数据，验证电压与电位的关系：Vab=Va-Vb,Vbc=Vb-Vc,Vcd=Vc-Vd,Vde=Vd-Ve,其值与参考电位点无关。五、实验报告要求（1）按如下表格记录实验数据。参考点VaVbVcVdVeVabVbcVcdVdeVeacde（2）分析总结电压与电位的关系。实验三基尔霍夫定律的验证一、实验目的1.验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。2.学会用电流插头、插座测量各支路电流。二、原理说明基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI＝0；对任何一个闭合回路而言，应有ΣU＝0。运用上述定律时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此方向可预先任意设定。三、实验设备电阻510Ω1只电阻100Ω1只电阻120Ω1只直流稳压源5V12V万用表1块直流电流表1只四、实验内容和步骤1、实验电路2、实验内容1.实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。图中的I1、F12I2、I3的方向已设定。三个闭合回路的电流正方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。2.分别将两路直流稳压源接入电路，令U1＝6V，U2＝12V。3.熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”两端。4.将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。5.用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录之。被测量I1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)UFA(V)UAB(V)UAD(V)UCD(V)UDE(V)计算值测量值五、实验注意事项1.需用到电压源。2．所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。两个电压源的电压也需测量，不应取电源本身的显示值。3.防止稳压电源两个输出端碰线短路。4.用指针式电压表或电流表测量电压或电流时，如果仪表指针反偏，则必须调换仪表极性，重新测量。此时指针正偏，可读得电压或电流值。若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值。但应注意：所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。六、实验报告要求1、计算各支路的电压及电流，并计算各值得相对误差，分析产生误差的原因。2、分析实验结果，得出相应结论。实验四叠加原理的验证一、实验目的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。二、原理说明叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。三、实验设备和元器件序号名称型号与规格数量1直流稳压电源0~30V可调二路2万用表13直流数字电压表0~200V14叠加原理实验电路板1四、实验内容和步骤1、实验电路实验线路如图所示，用试验台的“基尔夫定律/叠加原理”线路。2、实验内容（1）将两路稳压源的输出分别调节为12V和16V，接入U1和U2处。（2）令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧）。用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，F12数据记入表中。测量内容I1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U1单独作用U2单独作用U1、U2共同作用（3）令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量和记录，数据记入上表中。（4）令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复上述的测量和记录，数据记入上表中。五、实验注意事项1.用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极性，正确判断测得值的＋、－号后，记入数据表格。2.注意仪表量程的及时更换。六、实验报告要求1、记录实验数据。根据测量的数据，验证叠加定理的正确性ˊ〞。2、利用叠加原理对电路进行计算，并将UＡＤ＝ＵAD｀+UＡＤ〞与计算值进行比较。实验五戴维南定理和诺顿定理一、实验目的1、学习测量有源一端口网络的开路电压Uoc和短路电流Is，以及除源网络的电阻Ro的方法。2、用实验方法验证戴维南定理的正确性。二、实验原理戴维南定理是对于有源一端口网络的外部特性而言的，戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势Us等于这个有源二端网络的开路电压Uoc，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。诺顿定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电流源与一个电阻的并联组合来等效代替，此电流源的电流Is等于这个有源二端网络的短路电流ISC，其等效内阻R0定义同戴维南定理。Uoc（Us）和R0或者ISC（IS）和R0称为有源二端网络的等效参数。三、实验设备及元器件电阻100Ω1只电阻120Ω1只电阻200Ω1只电阻510Ω1只直流稳压源5V，12V1台万用表1块四、实验内容和步骤1、实验电路2、实验内容（1）按图所示电路连接电路，将S1，S2接至1，使两个电源接通，S接通，测出有源二端网络的输出电流IL。（2）将S断开，测ab端的电压Uab，此为有源二端网络的开路电压Uoc。再将S1,S2接至2，测量ab端的电阻Rab，此电阻即为除源网络的输入电阻Ro,即Ro=Rab。（3）在a，b端接一电流表，测出有源二端网络的短路电流Is。（4）通过上述测量的数值，验证戴维南定理和诺顿定理的正确性。五、实验注意事项1、测量时应注意电流表量程的更换。2、电压源置零时不可将稳压源短接。3、用万用表直接测R0时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表。其次，欧姆档必须经调零后再进行测量。4、改接线路时，要关掉电源。六、实验报告要求1、给出实验原理，分析实验电路，写出实验步骤。2、记录实验数据，通过计算与实验值作比较，验证戴维南定理和诺顿定理的正确性。实验六典型电信号的观察与测量一、实验目的1、掌握示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的使用方法。2、掌握典型电信号的观察和测量方法。二、实验仪器设备1．双踪示波器一台2．函数发生器一台3．交流毫伏表一台4．直流稳压电源一台三、理论准备（一）原理说明1、常用的电信号有直流（阶段）、正弦交流、脉冲信号。它们分别由直流稳压电源，函数信号发生器提供。正弦交流电的参数是幅值Um、Im、周期T（或频率f）和初相角。脉冲信号的参数是幅值Um、脉冲重复周期T及脉宽Tp、直流电的参数是U和I。2、交流毫伏表是用来测量正弦交流电压有效值的电子仪表。与一般交流电工仪表或万用表相比，具有输入阻抗高、频带宽、电压量程范围广，灵敏度高等特点。下表列出了万用表，交流毫伏表一些技术指标的比较情况。仪表名称测量交流的电压范围可测频率范围输入阻抗500型万用表1-2500V45-65-1000HZ20KΩ/VSX2172型交流毫伏表300V5HZ-2MHZ1-300mv8MΩ1-300V10MΩ3、示波器是一种用途极广泛的电子仪器，它能把电信号转换成可直接观察和测量的图形显示在荧光屏上，可定量测出电信号波形的参数，从荧光屏上的Y轴刻度尺并结合其量程分档选择开关（Y轴输入电压灵敏度V/div分档选择开关）可测得电信号的幅值或峰—峰值。从荧光屏上的X轴刻度尺并结合其量程分档选择开关（X轴时间扫描速率S/div分档开关）可测得电信号的周期（或频率）、脉宽、相位差等参数。本实验通过用示波器观察电信号的波形及测量电信号的参数来熟悉示波器并掌握其使用方法。（二）信号的测量１、信号电压的测量信号电压的测量原理是在示波器上显示被测信号的波形，通过屏幕上的Ｙ轴方向刻度尺读出信号电压的幅度或峰峰值。（１）直流电压的测量将示波器的输入耦合方式选择开关置于“⊥”或“ＧＮＤ”位置，调节Ｙ轴位移旋钮，使扫描线与Ｘ轴刻度尺重合（或重合于屏幕下方的某横线），以此确定为零电位位置。然后将输入耦合方式选择开关置于“ＤＣ”位置，Ｙ（Ｙ１或Ｙ２）探头的探极接待测的直流电压，调节Ｙ轴灵敏度（或偏转因数）“Ｖ／div”（或“Ｖ／cm”）旋钮，使荧幕上的一扫描线沿Ｙ轴方向偏离，读出在Ｙ方向（垂直方向）偏移的距离。用“Ｖ／div”旋钮的标称指示值（微调旋钮置于校正位置，以下同），乘以Ｙ方向偏移的距离，再乘以探头的分压比，即得实际直流电压值。有些示波器Ｙ轴通道用ＣＨ表示。例如设所用探头的分压比为１：１，“Ｖ／div”旋钮置于0.5V/div，Ｙ轴方向偏移距离为３div，在此情况下测得的实际直流电压为１×0.5V/div×3=1.5V（２）交流电压的测量将示波器的输入耦合方式选择开关置于“ＡＣ”位置，Ｙ１（或Ｙ２）探头的探极接待测交流电压，使荧光屏上显示稳定的波形，如图下图所示。调节“Ｖ／div”旋钮的位置，读出Ｙ轴方向