电路原理实验课件

二、实验原理
1. 基尔霍夫定律 (1) 基尔霍夫电流定律：电路中，某一瞬间流入和流出 任一节点的电流的代数和等于零，即∑I=0。 (2) 基尔霍夫电压定律：电路中，某一瞬间沿任一闭合回 路一周，各元件电压降的代数和等于零 ，即∑U =0。 2. 叠加原理
在具有多个独立电源的线性电路中，一条支路中的电 流或电压，等于电路中各个独立电源分别作用时，在该支 路中所产生的电流或电压的代数和。 值得注意的是，叠加原理只适用于电流或电压的计算， 不适用于功率的计算。
R0
R5
I5
实测 计算
操作提示：测量等效内阻R0时要使US1与US2不起作用，具 体的处理方法参照实验内容3。
5. 验证诺顿定理
如图5所示将R5支路去掉，测量有源二端网络B、C 间短路电流 ISC、等效内阻R0和电阻R5的数值，填入表5：
物理量
ISC
R0
R5
I5
实测 计算
测量值 表5
根据要求进行计算，验证戴维南定理和诺顿定理，画 出等效电路图并写出计算过程。
6. 验证特勒根定理和互易定理，加深对该定理的理解。
二、实验原理
任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压 U与通过该元件的电流I之间的函数关系 来表示，即 用I-U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元 件的伏安特性曲线。
I/mA I/mA
O U/V
O U/V
(a) 线性电阻的伏安特性曲线
(b)普通二极管的伏安特性曲线
说明：在下划线上填入+、-号。
3. 验证叠加原理
I3
A
R3
I B 2
A
R2
A
I3
A
R3
I B 2
A
R2
A
I1 + US1 -
A
A
R1
I4
R4
C
I5 R5
I1
A A
R1
I4 R4
C
I5
R5
+ US2 -
图3 US1 单独作用电路图
图4 US2 单独作用电路图
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3. 验证叠加原理
按US1 和US2共同作用、 US1单独作用、 US2单独作用的次 序测量各支路电流 记入下表，并将叠加结果计算出来。
1块
1台 1块 1台 返回
五、注意事项
1. 严禁电源短路，换接线路时要将稳压电源关闭； 2. 根据被测对象随时转换万用表的测试档位； 3. 测量电流时要将电流表串接在电路中，并注意 “+”、“-”极性，严禁同电源并联； 4. 测量电阻时，要切断电源，严禁带电测量电阻； 5. 接换线时，要手持导线的插头部分，不要拽细 线部分，以免损坏导线。
对于节点A和节点B验证基尔霍夫电流定律：
0 I1 I 3 I 4 0 I3 I 2 I5
选择US1-R1-R3-R2-US2回路和R4-R3-R5回路验证基尔霍夫电压 定律：
0 U S1 U R1 U R 3 U R 2 U S 2 0 U R 4 U R3 U R5
如此处理。
4. 验证戴维南定理
I3
A R3 B I2 A + US2 _ R2
I1
R1 + US1 _
A
A I 4
R4
C
图5 验证戴维南、诺顿定理实验电路图
4. 验证戴维南定理
将R5支路去掉，测量有源二端网络B、C间开路电 压UOC、等效内阻R0和电阻R5的数值，填入表4：
物理量 测量值 表4
UOC
A
I3
A A I 4
R3
100
B A
I2
A
R2
100
I5 6V
+ US2 _
277VR4Fra bibliotek220
R5 60
图2
C
准备工作
1. 使用数字万用表测量各电阻的阻值，将R5记录 于表3和表4中。
注意：用数字万用表测量电阻时，电阻不能带电。
2. 调节双路直流电压源的输出。
2. 验证基尔霍夫定律
分别测出实验电路各元件两端的电压和各支路中的电流，
0.5 0.7 1 2 4 6
图1
Us /V I /mA UR /V U /V
0 0.3
U
-
表1
1. 电阻及稳压管伏安特性的测定
根据表1的数据，画出线性电阻元件和稳压管
的伏安特性曲线。
I /mA I /mA
0
U /V
0
U /V
线性电阻元件伏安特性曲线
稳压管伏安特性曲线
实验电路图
A I1 R1 + US1 _
6. 验证特勒根定理
结合实验电路图2，选择特勒根定理的第一种形式 进行验证。设计实验表格，将测量数据填于表格内，并
验证特勒根定理。
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四、实验设备
名称 实验电路板 规格与型号 参数见电路图1-2 数量 1块
数字万用表
双路直流电源 直流A/V表 电工实验台
MS8217
DC 0~30V Max 0~200V / 0~200mA SBL-1
电流 /mA 次序
共同作用
I1
I2
I3
I4
I5
US1 、US2
US1 单独作用
US2 单独作用
叠加结果 表3
3. 验证叠加原理
操作提示： 如图3和4所示，当US1单独作用US2不起作用时，对 US2的处理方法是将US2的稳压电源从实验板上拆除，另 用一根导线将US2原接线处短接。同样US1不起作用时也
三、实验内容与要求
1. 电阻及稳压管伏安特性的测定 2. 验证基尔霍夫定律 3. 验证叠加原理 4. 验证戴维南定理 5. 验证诺顿定理 6. 验证特勒根定理 7. 验证互易定理定理
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1. 电阻及稳压管伏安特性的测定
200Ω + + UR
I
如图1所示，按表1所列数
+
Us
-
值改变US，测量电阻两端的电 压UR、二极管两端的电压U及 回路的电流I填入表1中。
实验一 直流电路
一、实验目的 二、实验原理 三、实验内容与要求 四、实验设备 五、注意事项 六、思考题 七、实验报告要求
一、实验目的
1. 学习实验设备和基本测量仪器的使用方法。 2. 掌握线性电阻元件及稳压管伏安特性的测定方法。
3. 验证基尔霍夫定律，加深对正方向的理解。
4. 验证线性电路的叠加原理、戴维南定理和诺顿定理， 巩固所学理论知识。 5. 学会测量线性有源二端网络的开路电压、短路电流 及等效内阻的方法。
记入下表：
电流 I /mA 测量值
I1
I2
I3
I4
I5
电压 U /V
测量值
UR1
UR2
UR3
UR4
UR5
表2
2. 验证基尔霍夫定律
操作提示：
1. 电流的参考方向为电路图中标注的方向，电压与电
流为关联参考方向。 2. 测量电流时要将电流表串接在电路中，并注意 “+”、 “-”极性，严禁同电源并联。
2. 验证基尔霍夫定律
格将测量数据填入表格，验证定理。
7. 回答思考题1和3。
二、实验原理
3. 等效电源定理 (1) 戴维南定理：一个线性有源二端网络，可以用一个 理想电压源和一个等效电阻串联构成的电压源等效代 替。等效电压源的源电压为有源二端网络的开路电压； 串联电阻为有源二端网络中所有独立电源作用为零时 的无源二端网络的等效电阻。 (2) 诺顿定理：一个线性有源二端网络，可以用一个 理想电流源和一个等效电阻并联构成的电流源等效代 替。等效电流源的源电流为有源二端网络的短路电流； 并联电阻为有源二端网络中所有独立电源作用为零时 的无源二端网络的等效电阻。
六、思考题
1. 错把电流表当电压表使用，会产生什么结果？ 2. 能不能用叠加原理进行功率计算？为什么？ 3. 叠加原理、等效电源定理使用条件是什么？
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七、实验报告要求
1. 实验题目、实验目的、原理和内容； 2. 整理所有的测量数据，记于相应的表格中； 3. 对于实验内容一，画出电阻及稳压管的伏安特性曲线； 4. 根据实验数据，验证基尔霍夫定律和叠加原理； 5. 根据要求进行计算，验证戴维南定理和诺顿定理， 画出等效电路图并写出计算过程； 6. 验证特勒根定理和互易定理。说明实验过程，自拟表