电路实验思考题

电路实验思考题

虚拟实验

1. 在EWB5.0中，如何使读数及其波形定格？

答：是读数及其波形定格有两种方法。一是在接通电源进行仿真前进行一下设置：“analysis ”→“Analysis Options ”→“Instruments ”→选定“Pause after each screen ”；另一是在接通电源进行仿真后按下“Pause ”按钮。

2. 在EWB5.0中，如何使示波器中已经定格的波形上下左右移动？

答：在示波器界面上调整“X position ”的数值即可使已定格的波形左右移动，调整“Y position ”的数值即可使已定格的波形上下移动。

伏安特性的测绘

1. 图2中，R 的作用是什么？如果取消R ，会有什么后果？

答：图2中，电阻R 为限流电阻，其作用是保护二极管。二极管加正向电压超过其导通电压时相当于导线，如果取消电阻Ｒ，接通电源时当加在二极管两端的正向电压超过二极管的导通电压时，流过二极管的电流就会很大，可能会击穿二极管。

２．记下二极管、稳压二极管的型号、符号，理解其含义。

答：本实验中使用的半导体二极管型号为2CP15。“２”表示二极管、“Ｃ”

表示二极管为硅材料二极管、“Ｐ”表示二极管为普通二极管、“１５”是二极管的出厂编号。其符号如右图所示。

本实验使用的稳压二极管型号为2CW51。“２”表示二极管、“Ｃ”表示

二极管为硅材料二极管、“Ｗ”表示二极管为稳压二极管、“５１”是二极管的出厂编号。其符号如右图所示。

3．试说明磁电系测量机构的转动力矩是如何产生的？磁电系测量机构的偏转角与被测电流是否成正比？

答：磁电系测量机构是机械电表的一部分。固定部分的永久磁铁和放于磁极间的圆柱形铁芯可在空间形成辐射的匀强磁场。产生力矩的线圈置于匀强磁场中，当无电流通过线圈时，线圈由于弹力的作用可使机械表的指针置于最左端处。当有电流通过线圈时，通电线圈在磁场中受到安培力的作用，从而产生转动力矩。

通电导体在磁场中受到的安培力大小与流过导体的电流成正比，故磁电系测量机构的通电线圈在磁场中产生的转动力矩与流过线圈的电流成正比，即磁电系测量机构的偏转角与被测电流成正比。

叠加定理和戴维南定理

1．举例说明测量一个线性有源二端网络的开路电压oc U 和等效入端电阻0R 的两种方法。 答：测开路电压oc U ：

方法一：直接测量

在有源二端网络输出端开路时，直接用电压表接开路两端，

即可测其输出端的开路电压oc U 。

方法二：零示法 （如右图所示）

在有源二端网络输出端外加一个与oc U

反向的可调的稳压

半导体二极管稳压二极管

源U 。慢慢调节稳压源U ，使被测电路中的电流表示数为零。根据补偿法可知oc U 等于稳压电源电压U 。（如右图所示）

测等效入端电阻0R

方法一：开路电压、短路电流法

在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压oc U ，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流SC I ，则等效阻为： SC

oc I U R =0 因此，只要测出有源二端网络的开路电压oc U 和短路电流SC I ,0R 就可得出，这种方法最简便。但是，对于不允许将外部电路直接短路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏网络部的器件时），不能采用此法。

方法二：外加电源法

令含源一端口网络中的所有独立电源置零，然后在端

口处加一给定电压U ，测得流入端口的电流I （如右图）,

则： I

U R =0 也可以在端口处接入电流源I ＇，测得端口电源U ＇（如

右图），则：''

0I

U R =

2．试说明电磁系测量机构的转动力矩是如何产生的？电

磁系测量机构的偏转角与被测电流成何比例？

答：电磁系测量机构是利用载流线圈的磁场使可动软磁铁

片磁化而产生转动力矩的。这种测量机构主要用于构成工

频或稍高于工频的交流电流表和电压表，并具有很强的电流过载能力，准确度一般在0.5 级以下，最高可达0.1级。

电磁系电表的转动力矩M 与通过线圈的电流I 的平方成比例，即M ＝f (α)I 2，系数f (α)与偏转角α有关。对于交流电，转动力矩是脉动的，测量机构可动部分的偏转角取决于转动力矩的平均值M а，M а＝f (α) I e ，I e 为线圈中电流的有效值。因此,当用于测量交流电时，测量的基本量是电流的有效值，并且电表的刻度是不均匀的。改变铁片形状可以调整系数f (α)，从而在一定围改变电表的刻度特性，使之均匀化或局部扩展。

按可动铁片的受力情况，电磁系电表可分为吸引式和推斥式两种。吸引式电磁系电表中，被磁化的动片受线圈磁场作用而吸入线圈，带动指针偏转，其吸引力的方向不受电流方向的影响。反抗力矩由游丝(或丝)供给，游丝中无电流流过。推斥式电磁系电表除具有带动转轴偏转的动片外，在线圈中还安放了称为静片的静止软磁铁片。两铁片同时被线圈磁场磁化，相互间将产生以推斥力为主的电磁力，此力方向不受电流方向的影响。

受控源的实验研究

1．受控源与独立源相比有何异同点？

答：相同点：受控源与独立源都分为电压源与电流源。受控电压源具有电压源的特性，受控电流源具有电流源的特性，受控源的电路符号及特性与独立源有相似之处，它们都能提供电流或电压。

不同点：受控源又称“非独立”电源；

独立电压源的电压或独立电流源的电流是独立量，而受控源的的电压或受控源的电流受电路中某部分电压或电流控制；

受控电压源或受控电流源因控制量是电压或电流可分为电压控制电压源（VCVS ）、电压控制电流源（VCCS ）、电流控制电压源（CCVS ）和电流控制电流源（CCCS ）。

2．四种受控源中的μ、m g 、m r 和α的意义是什么？如何测得？

答：μ：对于压控电压源（VCVS ），转移特性曲线为)(12U f U =。 而12/U U =μ称为压控电压源（VCVS ）的转移电压比（或电压增益）；

如实验4，固定压控电压源的输出端的负载，调节输入电压1U （控制量），测量输入电压1U （控制量）及相应的输出电压2U 的值，绘制)(12U f U =曲线，其线性部分的斜率即为压控电压源（VCVS ）的转移电压比μ。

m g ：对于压控电流源（VCCS ），转移特性曲线为)(12U f I =。而 12/U I g m =称为压控电流源的转移电导。

如实验2，固定压控电流源的输出端的负载，调节输入电压1U （控制量），测量输入电压1U （控制量）及相应的输出电流L I 的值，绘制)(1U f I L =曲线，其线性部分的斜率即为压控电流源（VCCS ）的转移电导m g 。 m r ：对于流控电压源（CCVS ），转移特性曲线为)(12I f U =。而12/I U r m = 称为流控电

压源（CCVS ）的转移电阻。 如实验1，固定流控电压源的输出端的负载，调节输入电流S I （控制量），测量输入电流S I （控制量）及相应的输出电压2U 的值，绘制)(2S I f U =曲线，其线性部分的斜率即为流控电压源（CCVS ）的转移电阻m r 。

α：对于流控电流源（CCCS ），转移特性曲线为)(12I f I =。而12/I I =α称为流控电流源的转移电流比（或电流增益）。

如实验3，固定流控电流源的输出端的负载，调节输入电流S I （控制量），测量输入电流S I （控制量）及相应的输出电流L I 的值，绘制)(S L I f I =曲线，其线性部分的斜率即为流控电流源的转移电流比α。

3．受控源的输出特性是否适于交流信号？

答：控源的输出特性适用于交流信号。受控源与信号种类无关。受控源对外提供的能量，既非取自控制量又非受控源部产生的，而是由电子器件所需的电源供给。所以受控源实际上是一种能量转换装置。受控源的电流或电压由控制支路的电流或电压控制，当对受控源输入交流信号时，则受控源的电压、电流受交流信号控制，此时受控源的输出特性同样适用于交流信号。