实验名称基本电路的搭建和元件特性测量实验

实验名称：基本电路的搭建和元件特性测量实验
桌号同组人
本实验指导教师实验地点：基础教学楼1201
实验日期20年月日时段
一、实验目的
1、掌握基本电路的物理思想，了解各种元器件的功能；
2、学习用九孔板搭建电路的方法，并学会桥式整流电路和分压、限流电路；
3、学习使用数字万用表、数字示波器。

二、实验仪器
九孔插件板及配套元器件、数字万用表、数字示波器。

三、实验原理
基本电路的搭建是物理实验教学最基本的技能训练，也是今后学习电子技术必须掌握的知识。

所谓基本电路是指由电器设备和元器件，按基本电路原理以分立元件连接起来的电路，如利用元器件电源、电阻、电容、电感、二极管、IC（集成电路模块）和开关构成的限流电路、分压电路、电表扩程、整流、滤波电路、稳压电路、RC、RL暂态电路、电桥电路等
（一）、基本电路构建平台（九孔板）
①九孔板及配套的各种元器件模块
1、本实验构建基本电路的平台是九孔插件板（九孔板），它是一种多孔插件模式，实验
用的独立元器件可在上面任意安装、组合、拆卸。

如图1。

图1 九孔插件板
在它的基板上设置有若干九孔组（图1共有24组），每一个九孔组中的九孔内均设有电极片，且电极片之间相互连接，即：每一个九孔组的九个孔均为等电位点，而两个九孔组之间没有任与之配套的实验元器件一般选用两脚模块和四脚模块，元器件模块上的相邻各脚之间距离刚好可以使其插接在九孔组之间。

这样，元器件模块就可在插件板上自由安装。

插件板的这种结构，可以使我们在其上自由的连接各种元器件模块，如同搭积木一样实现各种
图2LM7805稳压器图3 运算放大器（电压放大）
电子产品中，三端稳压集成电路有正电压输出的LM78ⅹⅹ系列和负电压输出的
系列。

顾名思义，三端IC（集成电路模块）是指这种稳压用的集成电路只有三条引脚输出，分别是输入端（IN），接地端（G）和输出端（OUT）。

输入端可输入7V-35V范围内的电压。

分压电阻
限流电阻
图4 交流变压器图5限流和分压电阻
九孔插件板提供的变压器，如图4，可将市电220V交流电压分别转换为交流6V、12V、
⑤限流电阻和分压电阻（如图5）
限流电阻：通过改变串联在电路中的电阻大小改变电路的电流
分压电阻：通过选取定值电阻中，不同阻值上的电压来获得不同电压值
（二）、测量用仪器
数字万用表图7 数字示波器
数字万用表测量时注意：
①测量前，先确定好测量量，选择好正确的输入接口、功能档和量程；
②测量电流时（根据要测量的电流大小，将红表笔连至A或mA/μA端子，黑表笔连接至COM端子），必须把万用表串接在电路中！即：先将待测电路连接完整，然后断开待测的电路路径，用测试表笔衔接断口。

③测量电压时（根据要测量的电压大小，将红表笔连至V端子，黑表笔连接至COM端子），，必须把万用表并接在电路中!即：将表笔直接接触待测的电路测试点处进行测量。

④测量交流电压、电流时，屏上所显示的数值是正弦交流电的有效值。

使用时，电流表串联在电路中，电压表并联在被测电路两端，交流电压表、电流表没有极性之分，但应该注意量程的合理选择。

⑤无论测量什么量，绝不允许长时间将表笔接通在电路中！
②数字示波器
使用示波器的自动方式：将待观察的信号经由数据线接入示波器的输入端子，按下Auto 按键，示波器会处于自动方式并在无外部触发状态下采集波形。

（三）、实验电路介绍
一般电路可分为电源、控制电路和测量电路三部分。

控制电路就是控制负载的电流和电压，使其达到预定要求。

物理实验常见的电路有：限流与分压电路；RC、RL暂态电路；滤波电路；稳压电路；电桥电路等；本次课仅对限流与分压电路、整流电路进行实际操作。

1、限流与分压电路。

如图8、图9：
图8限流电路图9 分压电路
2、整流电路
电力网供给用户的是交流电,而各种无线电装置需要用直流电。

整流,就是把交流电变为直流电的过程。

利用具有单向导电特性的器件,可以把方向和大小交变的电流变换为直流电。

下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。

①半波整流电路
是一种最简单的整流电路如图10。

它由电源变压器E、整流二极管D和负载电阻R fz ,组成。

变压器把市电电压(多为220伏)变换为所需要的交变电压E2,D再把正弦交流电压E2,变换为单向脉动电压。

图10 半波整流电路图11 全波整流电路
②全波整流电路（本实验使用桥式整流电路）
桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。

这种电路，只要增加两只二极管连接成“桥”式结构，便具有全波整流电路的优点，如图11。

桥式整流电路的工作原理如下：E2 为正半周时，对D1 、D3 加正向电压，Dl，D3 导通;对D2 、D4 加反向电压，D2 、D4 截止。

电路中构成E2 、Dl、Rfz 、D3 通电回路，在Rfz ，上形成上正下负的半波整流电压，E2 为负半周时，对D2 、D4 加正向电压，D2 、D4 导通；对D1 、D3 加反向电压，D1 、D3 截止。

电路中构成E2 、D2 、Rfz 、D4 通电回路，同样在Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。

3、滤波电路
经整流电路后输出的电压是含有波动的单向脉动电压，脉动较大时会难以达到稳压的效果，故通过两个滤波电容，利用电容的充、放电作用，滤掉高高低低的脉动，使输出电压趋于平滑，达到输出直流电压的效果。

图12 整流、滤波、稳压电路
用数字万用表测量其输出电压V。

（三）、测量线性和非线性元件的伏安特性（测量线性电阻、白炽灯元件在直流电路中伏安特性）
①伏安特性是指元件的端电压与通过该元件电流之间的函数关系。

一般线性电阻元件的伏安特性满足欧姆定律。

可表示为：U=IR，其中U为元件两端的电压，I为通过元件的电流，R为常量，称为电阻的阻值，它不随其电压或电流改变而改变。

非线性电阻元件不遵循欧姆定律，它的阻值R随着其电压或电流的改变而改变，即它不是一个常量。

②测量内容：（测量1K 电阻与白炽灯的伏安特性曲线）。

a、在九孔插接板上搭建电源为直流输出的分压电路，调节分压电阻旋钮，使旋钮分别处在a、
b、
c、
d、
e、
f、
g、位置，并测量流经负载R的电流值及两端电压U，并计算对应的电阻值。

数据记入表1-1、1-2
下图为实验连接图：
图13 线性电阻元件的分压实验线路
图15线性电阻元件的限流实验线路
图16非线性电阻元件的限流实验线路
3、请使用图a中的分立元件，在图b中画出符合要求的九孔插板插接方案。

图 a九孔插板分立元件
图 b 串并联电路九孔板插接方案图。