电路实验指导书

实验一万用表原理及应用实验二电路中电位的研究实验三戴维南定理实验四典型信号的观察与测量实验五变压器的原副边识别与同名端测试实验一万用表原理及使用一、实验目的1、熟悉万用表的面板结构以及各旋钮各档位的作用。

2、掌握万用表测电阻、电压、电流等电路常用量大小的方法。

二、实验原理1、万用表基本结构及工作原理万用表分为指针式万用表、数字式万用表。

从外观上万用表由万用表表笔及表体组成。

从结构上是由转换开关、测量电路、模/数转换电路、显示部分组成。

指针万用表外观图见后附。

其基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表做表头，当微小电流通过表头，就会有电流指示。

但表头不能通过大电流，因此通过在表头上并联串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压、电阻等。

万用表是比较精密的仪器，如若使用不当，不仅会造成测量不准确且极易损坏。

1）直流电流表：并联一个小电阻2）直流电压表：串联一个大电阻3）交流电压表：在直流电压表基础上加入二极管4）欧姆表2、万用表的使用（1）熟悉表盘上的各个符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用。

（2）使用万用表之前，应先进行“机械调零”，即在没有被测电量时，使万用表指针指在零电压或零电流的位置上。

（3）选择表笔插孔的位置。

（4）根据被测量的种类和大小，选择转换开关的档位和量程，找出对应的刻度线。

（5）测量直流电压a.测量电压时要选择好量程，量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。

如果事先不清楚被测电压的大小时，应先选择最高量程。

然后逐步减小到合适的量程。

b.将转换开关调至直流电压档合适的量程档位，万用表的两表笔和被测电路与负载并联即可。

c.读数：实际值=指示值*（量程/满偏）。

（6）测直流电流a.将万用表转换开关置于直流电流档合适的量程档位，量程的选择方法与电压测量一样。

b.测量时先要断开电路，然后按照电流从“+”到“-”的方向，将万用表串联到被测电路中，即电流从红表笔流入，从黑表笔流出。

如果将万用表与负载并联，则因表头的内阻很小，会造成短路烧坏仪表。

c.读数：实际值=指示值*（量程/满偏）。

（7）测电阻a.选择合适的倍率档。

万用表欧姆档的刻度线是不均匀的，所以倍率挡的选择应使指针停留在刻度较稀的部分为宜，且指针接近刻度尺的中间，读数越准确。

一般情况下，应使指针指在刻度尺的1/3~2/3之间。

b.欧姆调零。

测量电阻之前，应将两个表笔短接，同时调节“欧姆调零旋钮”，使指针刚好指在欧姆刻度线右边的零位。

如果指针不能调到零位，说明电池电压不足或仪表内部有问题。

注意，每换一次倍率档，都要再次进行欧姆调零，以保证测量准确。

c.读数：表头的读数乘以倍率，即为所测电阻的阻值。

（8）注意事项a.测电阻时不能带电测量；原因在于在使用万用表测电阻时是由内部电池供电的，带电测量则相当于接入一个额外的电源，可能损坏表头。

b.注意不能使用欧姆档测电流和电压。

c.在测电流、电压时，不能带电转换量程。

d.用毕，应使转换开关在交流电压最大档位或空档上。

注意在欧姆表改换量程时，需要进行欧姆调零，无须进行机械调零。

三、实验设备（1）万用表（2）双路直流稳压电源（3）电阻若干四、实验内容1、熟悉万用表表盘上的符号的意义以及选择开关的作用。

2、使用万用表测量电阻给定阻值分别为100Ω、510Ω、4.7K、51K的电阻，分别测量其阻值，所测量的结果记入表1-1。

注意：1）转换量程后，再测量阻值之前都应短路调零（欧姆调零或内阻调零）。

2）对同一电阻必须进行反复测量，再读取准确值。

表1-1电阻测量结果3、使用万用表测量电容给定容值为470P 、0.47u 电容，试用指针式万用表定性判断其好坏以及比较二个电容大小所测量的结果记入表1-2。

表1-2电容测量结果4、使用万用表测直流电压按照图1所示电路图接线，调节直流稳压电源U 分别为2V 、5V 、10V 、15V 、25V 对电阻RL 两端的电压，所测量的结果记入表1-3。

U图1 实验接线图 表1-3电压测量结果5、万用表测直流电流如图1所示，将两表棒应串联在电路中，读取数值，所测量的结果记入表1-3。

然后将RL=1K 更换为RL=150Ω时，在改变电源电压时重新测量通过电阻RL 的电流，所测量的结果记入表1-4。

注意：测量电流当指针反偏时，应交换两标棒，再读取数值。

表1-4 电流测量结果五、预习及思考题1、直流电源输出指示电压与万用表测量哪个准确？2、为什么用万用表测电阻时，要求读数在R中/5~5R中这段范围内？3、用完万用表后，为什么要把转换开关放到交流电压最大档？放在直流电流档行不行？4、为什么不宜用欧姆计测表头内阻？能否用欧姆计测电源内阻，为什么？六、实验报告1、回答预习及思考中各问题。

2、认真完成实验报告中各表格中的数据。

实验二电路中电位的研究一、实验目的（1）通过实验加深对电位、电压及其相互关系的理解。

（2）通过电位参考点的选定加深对电位的相对性的理解。

（4）学习直流稳压电源、万用表的正确使用方法。

二、实验原理及说明（1）电位。

在电路中，若任取一点O作为电位参考点，则由某点A到参考点O的电压U AO称为A点的电位（或电势）V AO参考点的电位为零。

当V A大于零时，A点为正电位；当V A小于零时，A点为负电位。

电位参考点的不同，会直接影响各点电位的量值变化，所以电位是一个相对的物理量，是相对于参考点而言的。

电位参考点的选择可以是任意的，但在工程中一般选择大地、设备外壳或接地点作为参考点。

在一个连通的系统中只能选择一个参考点。

实验中为了说明电位和参考点选择的关系，所以除了规定参考点外，还可以任选参考点。

（2）电压。

电路中任意两点间的电压等于这两点电位之间。

电压与路径无关，与参考点的选择无关。

通常规定以从高电位点指向低电位点的方向作为两点间电压的实际方向。

当A点电位高于B点电位时，这两点之间的电压U AB为正值，反之为负值。

所以测量电压时不仅要测出数值，还要根据下标判断出正负。

（3）等电位点。

就是电位相等的点，或者说电位差为零的点。

电位差是电流流通的必要条件，如果在电路中某两点间的电位差为零，如用导线将这两点连接时，导线中将无电流通过，而且这种连接和断开不会改变电路中各处的工作状态。

通过实验可进行分析验证。

（4）电位和电压的测量，电位和电压都是用电压表进行测量，但方法不同。

1）测电位的方法是将电压表的一端（负端）与电位参考点相连，另一端（正端）接于被测点，则电压表读数就是被测点电位。

若指针向右偏（或者为“＋”值）则表明该点电位为正，或者说这点电位高于参考点。

若指针向左偏（反转）或者数字表的指示前显示“－”号，则表明该点电位为负。

在实测中，如果使用表的表针反转，应该把电压表的两个测试表笔互换位置后测量，读出的结果前要加负号。

2）测电压的方法是把电压表的两个测试表笔分别插入电压文字符号的上标指定的两个字母点上（如U AB的A、B两个点上），正表笔插在上标的前一个字母（A）点上，负表笔插在上标的后一个字母（B）点上。

如果表指针正偏时电压为正，反之调换测试表笔位置，读出的结果前要加负号。

说明下标前一点的电位低于后一点的电位。

三、实验电路及元器件参数本实验采用DL5型电路原理装置单元2，见附录3.10－2，面板电路上U S1、U S2为两对电源接线端子，红端接电源“＋”，黑端接电源“－”，U S1＝30V、U S2＝20V。

电路中电阻元件R1＝150Ω，R2＝180Ω，R3＝100Ω，R4＝240Ω，R W＝330Ω（可调）。

b1、b2为测试电流的插孔，不测电流时可用导线直接相连。

发光管D1、D2、D3、D4只是用来观察电路有否电流通过和判断电流方向，测量时应将其短路。

四、实验内容及步骤（1）测电位：1）在实验电路中选e点为参考点，依次测量图2.2－1电路所示的a、b、c、d、e、f、g各点电位，结果记入表2－1。

表2-1测电位（单位：V）2）任选一点做为参考点，如图2.2－2电路是以a点为参考点（也可以选其它点），同样依次测量各点电位，结果记入附本表2－1中。

（2）测电压（电位差）。

当电路以e点为参考点时，依次测量图2.2－3电路中各元件两端电位差（电压）值，结果对应记入表2－2中。

表2-2测电位差（电压）（单位：V）（3）找等电位点。

当图2.2－3电路以e点为参考点时，在电位器R W上找出与e点电位相同的点（e5点）。

可采用以下三种方法进行判断。

1）方法一：利用发光二极管进行粗略判断，方法见图2.2－3电路，短接e1、e2插孔使中间支路接通，如果这个支路的发光管D3或D4亮，说明这条支路有电流流过，也说明e5点与e点电位不等，然后利用调节三端电位器R W的可调端来改变e5点电位，使这点电位与e点电位相同。

调节过程要观察这条支路上的D3或D4发光管的亮度变化，调到D3与D4发光管都不亮时，说明这条支路已无电流通过，e点与e5点电位基本相同。

2）方法二：用电压表（毫伏表）进行判断，见图2.2－4电路，短接发光管D3、D4后，把电压表接到e1与e2两点，观察这条支路有无电压，如果电压表还有点指示，说明这两点电位还不完全相等，再细调电位器R W使电压表指示为0，这时e与e5点就是等电位。

3）方法三：用电流表、毫安表或检流计等进行判断，见图2.2－4电路，把电流表接到e 点与e5点，（应该是当电压表测后已知电位基本为0时再行接入），进行这条支路有无电流的观察，如果电流表还有点指示，说明这两点电位不完全相等，再细调电位器R W使电流表指示为0，这时e与c5点就是等电位。

这个方法是比较准确的。

（4）等电位点直接短接或断开后电位与电压测量：1）等位点直接短接。

见图2.2－5电路，把e5与e点的孔用插头线短接，仍然以e点为参考点，测试各点电位、电压，对应记入附本表2－1、表2－2。

2）等位点断开。

见图2.2－6电路，把e5与e点断开，仍然以e为参考点，测各点电位、电压，对应记入附本表2－1、表2－2。

五、实验注意事项（1）明了所用仪表类型、量程、准确度、内阻、使用位置及特点，以及如何用来测量和读数。

（2）明了电位、电压测量时表的正确连接与极性判断。

用万用表、数字表直流电压文件测量电位、电压时都需要正确连接，其中包括测试表笔和表本身测试孔的正确连接（红表笔插入电压或正端的孔，黑表笔插入表的负端或公共端COM的孔）和测试表笔与测试点的连接。

测电位时，负表笔（黑）接参考点，正表笔（红）分别去测各电位点。

测电压时，正、负表笔应根据被测电压文字符号的上标进行连接。

如上标为ab，那么正表笔应接电路a点，负表笔端应接电路b点。

如下标为ba，那么正表笔应接电路b点，负表笔应接电路a点。

只有正确连接后，才能根据表指示的正反偏转或数字表的指示符号进行电位或电压的正负判断。