电路测试实验资料

实验一 直流电阻的测量一、实验目的1．学习复用表(万用表)的使用； 2．掌握伏安法测电阻的方法； 3．学习直流单电桥和双电桥的使用； 4．学习兆欧表的使用。

二、实验原理与说明1．各种导线、线圈、绝缘材料、开关接触处等都有电阻。

电阻在数值上可分为低值、中值、高值三个范围。

低值为1Ω以下，中值为1Ω到1M Ω之间，1M Ω以上为高值。

不同的电阻值，不同的精度要求，所选择的测量仪器、测量方法不同。

导线电阻、线圈电阻、开关接触电阻等低值电阻常用双电桥测量。

中值电阻测量精度要求高时，常用单电桥测量。

高值电值中的绝缘电阻一般用兆欧表测量。

2．伏安法测电阻伏安法测电阻的理论依据是欧姆定律，如果U 为电阻两端电压，I 为流过电阻的电流，在关联参考方向下有R U /I χ=。

测量电路见图1-1(a)、(b)。

图(a)为电压表接前方式，它适用于被测电阻R χ较大，即A R R χ>>(A R 为电流表内阻)的情况;图(b)为电压表接后方式，它适用于被测电阻R χ较小，即 V R R χ<< (V R 为电压表内阻)的情况。

伏安法测电阻的特点是测量结果能反映电阻器在工作状态的电阻值，但测量误差较大。

（a ） (b) 图1-1 3．电桥法测电阻用单电桥测电阻，测量步骤为：(1)用复用表粗测电阻;(2)选择比率臂；(3)选择比较臂；（4）按下电源键；（5）按下检流计按钮；（6）调整比较臂；（7）电桥平衡；（8）读数。

双电桥测你值电阻，步骤与单电桥相似，只是不用复用表粗测电阻值。

4．测量误差的计算绝对误差x x 0A A A =- （2-1） 相对误差0100xr A A =⨯% （2-2） 式（2-1）、（2-2）中，x A 为仪表示值，0A 为被测量的实际值。

三、实验任务1．用复用表和单电桥分别测量三个未知阻值的电阻器，测量结果记入表1-1。

表1-1项 目 ()x1R Ω()x2R Ω()x3R Ω被测量电阻的标称值 复用表测量值（1R ） 单电桥测量值（II R ）相对误差0100xA r A =⨯%2．按图1-1（a ）、(b)接线，用伏安法测量上述三个电阻器，测量结果记入表1-2，并估算最大相对误差m r 。

表1-2测试电路 图（a ） 图（b ）被测电阻（Ω） x1Rx2Rx3Rx1Rx2Rx3R测量()U V ()I mA 计算()x R Ωm r3．用双电桥测分流器、导线电阻值，记录表格自拟。

4．用兆欧表测量电缆缆芯对缆壳的绝缘电阻，自拟测量线路。

四、实验设备 直流稳压电源 1台 电缆线一根 复用表 1块 分流器1个单电表 1台 双电桥 1台 直流电压表 1块 直流毫安表 1块 兆欧表 1块 滑线变阻器 1只 电阻器3只五、提示与思考1.用复用表电阻档测电阻之前，为什么要先进行欧姆调零?2.被测电阻如何分类?各类电阻测量方法有何不同?3.伏安法测电阻有什么特点?电压表接前或接后分别在什么条件下采用?4.绝缘电阻的测量为什么一般使用兆欧表，而不用复用表测量? 六、实验报告要求1.比较分析各种电阻测量方法的适用条件。

2.列出所有记录表格，整理测量数据并分析实验结果产生误差的原因。

实验二 电位测量和电路故障的处理一、实验目的1.学习电路的连接方法；2.了解简单电路故障的处理； 3．加深对电位概念的理解。

二、实验原理与说明1.电路实验中正确接线的基本原则是：“先串后并，先分后合，先主后辅”。

对于图2—1电路可分为三部分，分别按先串后并的原则将各部分接好，再将三部分合成整体电路。

2.电路中某点的电位是该点对参考点的电压。

参考点的选择是任意的，对不同的参考点，同一点的电位不同，但任意两点间的电压与参考点的选择无关。

在直流电路中，直流电压表负极接手参考点；电压表正偏时，被测点的电位则为正，反之为负。

3.电路故障的检查，常用电压表法和欧姆表法，欧姆表法检查电路故障须在断电下进行 (具体方法阅读第二部分第二节有关内容。

)三、实验任务1.按图2—1接线，用复用表的电压档确定电路潜在故障点，再用复用表的欧姆档复查故障点，排除故障。

图2-12.分别以c 点和f 点作参考点,用磁电系电压表和数字电压表测量各点的电位值。

测量数据记人表2—1中。

表2-1内 容()a V V ()b V V ()c V V ()d V V ()e V V ()f V V ()g V V测量仪表c V =0 计算值 测量值磁电系 测量值 数字表f V =0 计算值测量值磁电系 测量值数字表四、实验设备 直流多路稳压电源 1台 三端电阻器 1只 电阻器 5只 磁电系电压表 1块 数字电压表 1块 复用表1块五、提示与思考1．测量电路中电压、电位时，如何判定测量值的正负？ 2．电位和电压单位相同，它们的测量方法有什么不同？ 六、实验报告要求1．根据测量数据，说明某点电位高低与参考点选择有关，而两点间电压大小与参考点的选择无关。

2．比较磁电系电压表与数字电压表所测量的结果，分析仪表内阻对测量结果的影响。

3．总结检查线路故障的方法。

附：实验进行之前，教师人为地设置电路故障。

实验六 设计实验 戴维南定理的研究一、实验目的1．验证戴维南定理，加深对等效概念的理解； 2．学习线性有源二端网络等效电路参数的测试方法；3．学习减小仪表内阻对测量结果影响的实验方法。

二、实验原理与说明1．戴维南定理指出：任何一个线性有源二端电阻网络，对外电路来说，可以用电压源和电阻的串联组合支路等效。

电压源的电压等于原来有源二端网络的开路电压oc U ；而电阻等于原来有源二端网络中所有独立电源置零时输入电阻0R 。

2．戴维南定理的适用条件是被等效的有源二端网络必须是线性的。

通过测量有源二端网络的端口伏安特性曲线U f (I ) ，如图6-1所示，可以判别有源二端网络是否为线性。

3．开路电压的测量方法(1)用高内阻直流电压表直接测量。

一般工程测量中认为若电压表内阻是被测电阻的一百倍以上，则电压表为高内阻表。

(2)补尝电压法。

先用直流电压表粗测有源二端网络(A)的开路电压oc U ，然后用一直流电压源s U 和分压器R 组合得到可调电压，接线见图6-2所示。

将可调电压U 调至稍大于二端网络的粗测开路电压值，利用试测法不断改变可调电U ；直至毫安表(或检流计)读数为零，此时电压表读数基本图6-1 图6-2消除了电压表内阻对网络开路电压的影响。

(3)负载电阻两值法。

按图6-3接线，改变负载电阻R 值两次，分别测得两组电压电流值(1U 、1I )和(2U 、2I )，则开路电压为：122121oc U I -U I U I -I（6-1）4.有源二端网络等效电阻的测量方法(1)开路短路法。

测量有源二端网络的开路电压U oc 和短路电流I sc ；为减少电流表内阻等效电阻R 0对测量结果的影响，可采补偿法测短路电流I sc ，见图6-4电路。

不断改变电阻R ，即可调补偿电流大小，直至毫伏表读数为零，此时电流表读数基本消除了电流表内阻对网络短路电流的影响。

应当注意如果因短路电流过大可能损坏网络内部器件时，不能用此方法。

图6-3 图6-4（2）伏安法。

在可能的条件下，将网络S N 的所有独立电源置零，此时有源二端网络变为无源二端网络P ，在P 端口加适当电压后，用电压表和电流表分别测量端口电压U 、电流I ，如图6-5，则图6-50UR I＝（6-3） 为减少仪表内阻对测量结果的影响。

图6-5利用开关S 改变电压表、电流表相对连接位置，观察两表读数变化情况。

如果电压表读数变化大，则说明被测电阻R 0是低值，应采用电压表接后（S 合向1位置）；如果电流表读数变化大，则说明R 0是高值，应采用电压表接前（S 合向2位置）。

（3）负载电阻两值法。

接线与测oc U 方法（3）相同，R 0的计算公式为：12021U U R I I －＝－ （6-4）（4）半压法。

用一内阻足够大的电压表测出有源二端网络S N 的开路电压，然后将该电压表与可调标准电阻同时并接在S N 的端口，改变电阻箱阻值的大小，使电压表读数降至开路电压的一半。

此时电阻箱的阻值即为R 0。

三、实验任务1.根据实验室提供的电源、电阻网络板，自拟一个有源二端网络（称原网络），测量该网络的端口伏安特性()U=f I ⎡⎤⎣⎦。

要求含12sc I I =的数据点。

测量的数据记入表6-1。

2．根据实验条件，各选二种可行的实验方法测量上述有源二端网络开路电压U oc 和等效电阻R 0。

3．选择上述测得的最隹U oc 和R 0值，组成有源二端网络的等效电路，测量其端口伏安特性曲线，测量数据记人表6—2。

4．利用实验设计的基本方法，确定实验方案，画出每项实验任务中的具体线路，确定实验中所有电源的大小，计算器件参数：选择仪器设备规格和型号。

表6—1 原网络端口伏安关系1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ()L R Ω0 ∞ ()U V()I A表6-2 等效网络端口伏安关系13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ()L R Ω∞()U V()I A四、实验设备列出表格，写出自选各仪器仪表和设备的名称、型号、规格、数量和编号等。

五、提示与思考1．测量有源二端网络的开路电压和等效电阻的方法除实验原理与说明中介绍的外，还有其他方法吗?2．分析补偿法测电压和电流的原理。

3．如果有源二端网络是封闭的，对外只引出两个端钮m 、n ，且m 、n 端口不允许短路，输出电流不允许大于N I ，试问如何确定该网络的等效电路?4．什么情况下可用欧姆表测量有源二端网络的等效电阻? 六、实验报告要求1．自拟每项任务的实验步骤、实验线路。

整理数据，在同一方格纸上作出有源二端网络和它的等效网络的伏安特性曲线，验证戴维南定理。

2．比较各种测量U oc 和R 0的结果，哪种方法测量更准确？分析原因。

3.利用任务1中的数据，讨论有源二端网络端口的功率特性曲线()P f I ＝，总结负载获得最大功率的条件。

4．对实验结果出现的误差进行分析和讨论。

2.2 基本交流电路模块 实验七 示波器使用一、实验目的1．熟悉示波器面板上各主要开关、旋钮的作用； 2．学习用示波器显示波形，测量周期；频率和相位等；次序项目次序项目3．了解信号发生器面板上各开关、旋钮的作用。

二、实验原理与说明示波器是一种用于科学实验和工业生产的多功能综合测试仪器，它不但能显示被测信号波形，而且能测量峰值、频率、相位，器件伏安特性曲线等。

如果示波器内部锯齿波发生器工作，Y 通道加被测信号，此时示波器工作状态称Y —t 工作方式，荧光屏显示被测波形。

如果示波器内部锯齿波发生器不工作，在X 通道和Y 通道同时外加信号，此时示波器的工作状态称Y —X 工作方式，在电路实验中常利用这种方式显示被测器件伏安特性曲线。