2011电路分析基础实验指导书

电路分析基础实验指导书

杨杰编写

东莞理工学院电子系

二00五年八月

电路分析基础实验指导书

目录

实验一基尔霍夫定律的验证┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈2 实验二叠加定理的验证┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈5 实验三电压源与电流源的等效变换┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈8 实验四戴维宁定理和诺顿定理的验证┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13 实验五一阶RC电路的动态响应┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18 实验六正弦稳态交流电路相量的研究┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22 实验七设计性实验——电阻变化量线性输出电路设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25

实验一 基尔霍夫定律的验证

一、实验目的

1. 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。

2. 掌握使用直流电工仪表测量电流、电压的方法。

3. 学会应用电路的基本定律，分析、查找电路故障的一般方法。 二、实验原理

1. 基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。即： 对电路中任何一个节点而言，应满足ΣI ＝0； 对电路中任何一个闭合回路而言，应满足ΣU ＝0。

运用上述定律时，必须注意电流、电压的实际方向和参考方向的关系。 2. 依据基尔霍夫定律和欧姆定律可对电路的故障现象进行分析，准确定位故障点。若在一个接有电源的闭合回路中，电路的电流为零，则可能存在开路故障；若某元件上有电压而无电流，则说明该元件开路；若某元件上有电流而无电压，说明该元件出现了短路故障。 三、实验内容

1. 先任意设定三条支路的电流参考方向，如图1-2所示。三个回路的正方向可设为ADEFA 、BADCB 、FBCEF 。

图1-1 实验电路

2. 分别将两路直流稳压源接入电路，令E 1＝6V ，E 2＝12V 。

3. 将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”两端, 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录各电流值。图1－2是电流插头插座的用法示意。

U U 2

F

1

4. 用直流数字电压表分别测量、并记录两路电源及电阻元件上的电压值。

5. 分别按下故障开关A 、B 、C ，借助电压表、电流表，找出电路的故障性质和故障点。

图1-2 使用插头插座测量电流

表1－1 测量数据及计算值

电流单位： mA 电压单位： V

表1－2 故障分析记录

四、实验设备

电流插座

五、注意事项

1. 测量验证基尔霍夫定律的数据时，三个故障开关均不按下，即不设人为故障。

2. 实验电路中的开关K3应向上，拨向330Ω侧。

3. 测量电压时应注意表棒的使用。测U AB，应该用数字直流电压表的正表棒（红色）接A点，负表棒（黑色）接B点，否则记录测出的数值时，必须添加一负号。

4. 电源电压也以电压表实际测量的读数为准。

六、实验思考

1. 根据图示的电路参数，计算出待测的各支路电流和各电阻上的电压值，记入表1-1中，以便实际测量时，正确地选定毫安表和电压表的量程。

2. 本实验中判断电路的简单故障时，是否需要记录具体的电流、电压数据？

七、实验报告要求

1. 根据实验数据验证基尔霍夫定律的正确性。

2. 完成数据表格中的计算，对误差作必要的分析。

3. 分析故障现象，说明定位故障点的理由。

实验二 叠加定理的验证

一、实验目的

1. 验证线性电路中叠加定理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的理解。

2. 掌握叠加定理的适用范围。 二、实验原理

叠加定理指出：在有几个独立电源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。

线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K 倍。 三、实验内容

1. 实验线路如图2－1。分别将两路直流稳压电源接入电路，令 E 1＝12V ，E 2＝6V 。

2. 将实验电路中的开关K 3向上，即拨向330Ω侧。进行步骤3－6的测量。

图2－1 叠加定理实验电路

3. 令E1电源单独作用（E 1＝12V ，E 2＝0V ），即将开关S 1投向E 1侧，开关S 2投向短路侧，用直流数字电压表和直流数字毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表格2－1。

4. 令E 2电源单独作用（E 1＝0V ，E 2＝6V ），即将开关S 2投向E 2侧，开关S 1投向短路侧，用直流数字电压表和直流数字毫安表测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表格2－1。

5. 令E 1、E 2电源共同作用（E 1＝12V ，E 2＝6V ），即将开关S 1投向E 1侧，开关S 2投向E 2侧，用直流数字电压表和直流数字毫安表测量各支路电流及各电

U U 2

F

1

阻元件两端的电压，数据记入表格2－1。

6. 令E2电源为原先的两倍并令其单独作用（E1＝0V，E2＝12V），即将开关S2投向E2侧，开关S1投向短路侧，用直流数字电压表和直流数字毫安表测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表格2－1。

表2－1 无非线性元件时的测量数据

电流单位：mA 电压单位：V

7. 将实验电路中的K3向下，拨向IN4007侧，即电路中接入非线性元件（二极管，型号为1N4007），重复第三步至第六步的测量过程，数据记入表格2－2，验证叠加定理或齐次性原理是否成立。

表2－2 含非线性元件时的测量数据

电流单位：mA 电压单位：V

四、实验设备