湖南大学2015电路实验指导

电路实验
目录
实验一常用元器件的识别与简单测试 (2)
实验二常用电子仪器的正确使用 (6)
实验三直流电路测量分析 (9)
实验四RC一阶电路响应 (12)
实验五RLC二阶电路响应 (15)
实验六双口网络等效电路 (18)
实验七正弦交流电路测量 (21)
实验八相频幅频特性及RLC串联谐振 (25)
实验九互感电路 (29)
实验十三相交流电路测量 (33)
实验十一集成运算放大器 (36)
实验十二直流稳压电源 (41)
实验十三无源和有源滤波器 (45)
实验十四T型电阻电路实现D/A转换 (48)
实验十五非正弦交流电路信号分析 (52)
实验十六555集成定时器及其应用电路 (55)
I
实验一常用元器件的识别与简单测试
一．基本知识点
(1)元器件的基本知识，识别不同元器件的种类、规格及用途。

(2)用万用表检测电阻，电容；判别二极管的极性，测量二极管的正向压降；判别三极
管的类型和e、b、c三个管脚。

(3)电阻串联分压电路、电阻并联分流电路的特性以及测量电压、电流的方法。

(4)元器件的伏安特性的测试方法，替代法测量回路电流的方法。

二．实验仪器设备与元器件
(1)硬件基础电路实验箱、数字万用表、直流稳压电源、直流电流表、直流电压表。

(2)电阻、电容、二极管、三极管。

三．实验概述
1.预习
明确实验原理、内容、步骤和注意事项，根据实验内容制表以备实验时填入实验数据。

预习有关电阻、电容、二极管和三极管的内容。

元器件是组成电路的基本部件，电阻、电容是最常用、最基本的电子元件，半导体二极管和三极管是组成分立元件电子电路的核心器件。

弄清数字万用表，直流电流表、直流电压表、直流稳压电源的的作用和使用方法。

万用表分模拟式和数字式两大类。

数字万用表采用了先进的集成电路、模数转换器和数显技术，将被测量的数值直接以数字形式显示出来，显示清晰直观，读数准确，它除了具有模拟万用表的测量功能外，还可以直接测量显示电容值、二极管的正向压降、晶体管直流放大系数，检查线路短路告警等。

2.常用元器件的识别与简单测试
(1)电阻
电阻在电路中的主要用途是：分压、限流和充当负载。

有绕线电阻、薄膜电阻、敏感电阻，其中金属膜电阻体积小、稳定性好。

电阻最主要的参数是阻值和额定功率。

用文字或不同颜色的色环在电阻表面上标志出来的阻值，称为标称阻值，单位为Ω。

电阻的实际阻值可用万用表欧姆挡测量，用模拟万用表测量前要调好零点，并选择合适的挡位，尽量使读数值靠近中间位置；精确测量通常用电桥。

(2)电容
电容是一种储能元件，在电路中，可用于隔直流、通交流，滤波、旁路或与电感线圈
组成振荡回路。

根据介质的不同，分为陶瓷、云母、纸质、薄膜、电解电容几种。

电解电容容量大，但稳定性较差。

选用电容时，应考虑使用频率、耐压和极性。

电容的主要参数是容量和耐压值。

有的电容的表面上直接标志了其特性参数，如在电解电容上经常
按如下的方法进行标志：4.7µ/16V，表示此电容的标称容量为 4.7µF，耐压16V。

有的其表面不标注单位，识别时应遵循一定的规则，当数字小于1时，默认单位为微法,当数字大于等于1 时，默认单位为皮法。

用万用表能检查电容是否失效或漏电情况，部分数字万用表可测量电容值，精确测量一般应借助于专门的测试仪器。

(3)二极管
半导体器件是电子元器件中功能和品种最为复杂的一类器件，各国对其功能分类及命名的方法各不相同；其参数可根据半导体器件的型号查阅手册、用测试仪表测量、通过简单
的实验电路测试获得。

二极管具有单向导电性，可用于整流、检波、稳压、混频电路中；主要技术参数有最
大允许电流和最高反向工作电压。

普通二极管的外壳上一般印有型号和标记，标记箭头所指方向为阴极。

用数字万用表可判别二极管的正负极、所用材料，并判断好坏：当红表笔接“正”，黑表笔接“负”时，二极管正向导通，显示 PN 结压降（硅：0.5～0.7V）（锗：0.2～0.3V）；反之
二极管截止，首位显示为“1”。

不要把显示的正向压降（如0.623V）看成正向电阻。

在数字
万用表中，红表笔带正电，黑表笔带负电，指针式万用表正好相反。

指针式万用表测量二极
管的极性时用R×100、R×1K挡。

发光二极管(LED)和普通二极管一样具有单向导电性，正向导通时才能发光。

正向工作电压一般在1.5~3V，允许通过的电流为2~20mA，电流的大小决定发光的亮度。

稳压管在电路中一般是反向连接的，它能使稳压管所接电路两端的电压稳定在一个规定的电压范围内，这个电压值称为稳压值。

稳压管的外形与普通二极管相似。

(4)三极管
三极管对信号具有放大作用和开关作用。

依工作频率分为：低频三极管和高频三极管；依工作功率分为：小功率、中功率和大功率三极管；依封装形式分为：金属封装、玻璃封装、塑料封装；依导电特性分为：PNP型 NPN型。

它们的管壳上都印有规格和型号。

三极管的主要技术参数:电流放大系数、极间反向电流、集电极最大允许电流ICM、集电极、发射极间的最大允许反向电压BVceo、集电极最大允许功耗PCM。

用万用表可确定三极管的好坏及其类型(NPN型还是PNP型)，并辨别出e、b、c三个电极：
先判断基极b和三极管类型：将三极管分解为两个相连的二极管，用二极管档找到公共相连的基极；当二极管正向导通时，红表笔接基极的三极管是NPN型三极管，黑表笔接基极
的三极管是PNP型三极管。

再判别c和e ，测量放大倍数：数字表一般都有测量三极管的hFE功能，将万用表量程置于hFE档，将PNP型或NPN型晶体管对号插入对应的测试孔中，基极b插入B孔中，其余两
3
管脚随意插入，若放大倍数较大时，则c和e极插入正确。

3.电阻的串联电路与并联电路
电阻的串联是将若干只电阻头尾依次连接，每个电阻中均通过同一电流，各电阻分得的电压与该电阻阻值成正比，电阻串联后的等效电阻值为各电阻阻值之和。

如两个电阻R1、R2串联（如图1-1所示）：
V1 = R
1
V
R1+ R 2
V2 = R2 V
R1+ R2
R= R1+ R2
电阻的并联是将若干只电阻头和头，尾和尾连接，每个电阻均处于同一电压作用下，各电阻分得的电流与该电阻阻值成反比。

电阻并联后的等效电阻值的倒数为各电阻阻值倒数之和。

如两个电阻R1、R2并联（如图1-2所示）：
I1=R
2 I R
1
+ R 2
I2=R
1 I R
1
+ R 2
1 = 1 + 1 R
R1 R 2
图1-1电阻的串联测试电路图1-2电阻的并联测试电路
4.元器件的伏安特性的测试
电路元件两端所加的电压与流过该元件的电流之间的关系，称为该元件的伏安特性，描写这一关系的曲线称为伏安特性曲线。

若元件两端的电压与通过元件的电流成正比，相应的伏安特性曲线为一直线，此元件称为线性元件，否则为非线性元件。

(1)测量给定电阻的伏安特性，测试电路如图1-3所示。

图中R X为被测电阻，r为取样电阻，电压V由稳压电源供给，改变电压V，测量对应的V r，计算出被测器件上的电压V RX和电流I RX。

V RX = V - V r
I RX=I r=V r r
图1-3电阻器伏安特性测试电路图1-4二极管伏安特性测试电路
(2)测量给定二极管的伏安特性。

正向伏安特性的测试,电路如图1-4所示。

按图连接电路测试。

记录各V、V r值，求出被测二极管上的电压V DX和电流I DX。

反向伏安特性的测试时,将实验图1-4的二极管两极颠倒后连接。

记录各V、V r值，求
出被测二极管上的电压V DX和电流I DX。

四．实验内容
1.用万用表对晶体二极管、三极管、电阻、电容等进行检测，记录参数值，检测方法
和步骤。

(1)读出给定电阻器的标称值和误差，用万用表测量出实际电阻值，计算相对误差（以测量值为真值）。

(2)读出给定电容器的标称值，用万用表检测电容器、电感器的质量。

(3)用万用表判断二极管的好坏；检测二极管的正负极、正向压降。

(4)用万用表判断给定三极管的好坏；检测三极管的类型、极性、放大倍数。

2.电阻的串联分压与并联分流测试
(1)按图1-1连接实验电路，调节稳压电源分别输出两组不同的电压，测量电路中的电流和电压。

(2)按图1-2连接实验电路，调节稳压电源分别输出两组不同的电压，测量电路中的电流和电压。

3.测试元器件伏安特性
(1)测试电阻器伏安特性
按图1-3连接实验电路，电压V的取值分别为0V，0.5V, 1V, 1.5V, 2V, 2.5V, 3V。

列表记录测试数据，绘出被测电阻的伏安特性曲线。

(2)测试二极管伏安特性
按图1-4连接实验电路，正向伏安特性的测试时，电压V的取值分别为0V，0.5V, 0.7V, 0.9V,1V，2V，3V，4V，5V，6V。

反向伏安特性的测试时，电压V的取值为0V，1V，3V，5V，6V，8V，10V，15V，
20V，30V
列表记录测试数据，绘出被测二极管的伏安特性曲线。