电路综合实验指导书实验4版g

1. 初步认识并学会使用变压器

目的要求掌握变压器的基本参数及使用方法。 掌握变压器变比的测量方法

了解是那些因素影响着变压器的容量（输出功率的大小）

实验器材：220V/2*6V/5W 的单相变压器、交流电压表（或万用表）、

一段电线、Φ2mm/3cm 热缩管2段、电源线1段、插头1个。 1.1. 用电池、发光二极管判断同名端（10分）

预习：什么是同名端，同名端有那些特性。 如图1，先给变压器各端起好名字，将一只发光二极管联接到变压器原边。副边的b 端接电池的负极，当电池正极与a 端接通（用线头碰上即可）的瞬间，发光二极管LED 亮一下，则A 与a 是同名端。如果电池正极与a 端接通时LED 不亮，断开时LED 亮一下，则哪两端是同名端？为什么？

1.2. 测量变压器原边的直流电阻R 1（5分） ①万用表欧姆档进行测量。

②用伏安法进行测量：变压器原边外加10V 的直流电压，测量电流得出直流电阻。

1.3. 测量变比（5分）

接上实验变压器原边的电源线，如图2，接上交流电压源，测量并记录输入电压U AX 与输出电压U ab 、U ao 、U ob 。

问：变压器的变比有几种，分别是多少？

表1.3

1.4. * 测量变压器原边的电感量（10分）

根据实验1.3已知的电阻值及测量电路图2（注意用交流电流表），测出原边的电抗值，计算其电感量。

表3

将上述测量与计算结果填于表1.4中。

2. 学习将交流电变成直流电的方法

闭合导体如同闭合的管子，导体中有许多电子，同闭合管子中充满了可以流动的滚珠（无间隙）。当电路中有交流电流时，其中的电子如同所有滚珠做周期性地左右滚动，而当电路中有直流电流时，电路中的电子如同所有滚珠朝一个方向滚动。整流就是使交流电路中局部电路的电子朝单方向流动，变成

图1 变压器同名端判断 a

图2 测量变压器的变比

A

X

o

b

220V

直流电。这如同使左右滚动的滚珠变成朝一个方向流滚动相似。整流二极管是实现交流电变成直流电的主要器件，它能使电子只朝单方向流动，如同单向止回阀门。

图3是将高压交流电变成低压直流电的电路图。L1、L2、R1、R2组成了保险丝状态指示电路，当保险丝断了时LED 会发光。D1～D4是4个整流二极管，型号是IN4007。假设交流电的正半周，变压器副边a 点电位高时（o 点较低，b 点最低），由于整流二极管的单向导电性及电流总是由高电位流向低电位处。电流不会经过D3到低电位b 点，电流只能从a 点经过 D1流到c 点，再经过R3、L3到o 点。由于o 点电压高于b 点，电流也会从o 点经过R4、L4流到d 点，再经过D4到电位更低的b 点。交流电的正半周，b 点电位高，电流只能从b 点经过 D2流到c 点，再经过R3、L3到o 点，这样对R3、L3就形成了正向双半波整流。同样，由于D3、D4在作用，对R4、L4也组成了反向双半波整流电路，如果不考虑oo 连线，对R3、L3、R4、L4构成了全波整流电路。

R1～R4是限流电阻，使四个LED 的电流有效值控制在5～10mA 。 根据表2中要求的测量内容，将数据测量后填入其中。 注意：

1. 测量U ao 、U ab 、U bo 要用交流电压档，测量U co 、U cd 、U do 要用直流电压档。根据表2中的测量数值，

计算被测交流电压u ab 的峰值U abm ，再画出u co 的波形，利用求平均值的公式计算出平均值。

2. 普通LED （发光二极管）有阴阳极之分，刚买来新的LED ，长腿的是阳极，短腿的是阴极。电流从

阳极流入，阴极流出。对于拆卸的LED ，可用数字万用表判断，将数字万用表调在测二极管档，两表笔放在两个极上，当其发光时，红表笔对应的是阳极。L 1、L 2不用考虑其极性。 3. 普通二极管有阴阳极之分，靠近圆环的腿是阴极。

问：哪些量是直流量？哪些量是交流量？直流量是有效值还是平均值？根据测量数据及数学推导验证之，计算值填于表2中，表2中最后两项说明了什么问题？

表2

3. 验证交流电有效值与最大值的关系

在图3的基础上，接上E 1、E 2，形成图4所示的带滤波环节的全波整流电路。根据表3的要求，将测量数值填于表中。（注意：普通电解电容器有阴阳极之分，刚买来的电解电容器，长腿的是阳极。另外，靠近侧面有“-”的腿是阴极。）

当滤波电容选择足够大的时候，直流电压（U cd +1.3V ）基本就是交流电压u ab 的峰值，同样（U do +0.65）

基本就是交流电压u bo 的峰值，为什么？另外注意测量U ab 用交流电压档。

另外接上E 1、E 2后好像L 3、L 4更亮了，你感觉到了没有？能解释一下？

4. 制作恒压源并验证其特性

恒压源的特性就是端电压不因端电流的变化而变化。

在实验3的基础上，再接上三端稳压集成电路7805、7905（注意有方向性），电解电容E3(47uF)、E4(47uF)、R5、R6、L5、L6六个元件，形成如图5所示的±5V 恒压源电路。

根据表5的要求，在eo （of ）之间接不同的电阻，测量相关数据填于表4中，验证恒压源的输出电压不随输出电流的变化而变化的特性。

说明：这不是理想恒压源，端电流不要超出0.4A 。

5. 测定元件伏安特性

在实验4的基础上，再将图5.1的二极管IN4007串上电阻R 后，接在ef 两端，电阻R 按照表5要求的数值分别替换，每次替换R 后，测量二极管IN4007两端的电压，并计算通过二极管IN4007与发光二极管的电流，填于表5中，在坐标图5.2上描出二极管IN4148的伏安特性。将二极管IN4007换成发cd ab 含义及“1.3V ”在来源。

6. 学习电压控制电流源（VCCS ）的实际电路与等效电路之间的关系

图6.1给出了一种可以实现电压控制电流源的实际电路。该电路用到了一种叫作N 沟道绝缘栅场效

5

10

1

2

图5.2 二极管伏安特性

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