电路分析实验-基尔霍夫定律的验证.doc

《电路分析实验》目录、基尔霍夫定律的验证 1二、 叠加原理的验证 2三、 戴维南定理和诺顿定理的验证 4四、 RC 一阶电路的响应测试 7五、 RLC串联揩振电路的研究 10六、 RC选频网络特性测试 13实验一一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. 学会用电流插头、插座测量各支路电流二、 原理说明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每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律 (KCL)和电压定律(KVL)即对电路中的任一个节点而言，应有》1 = 0;对任何一个闭合回路而言，应有》 U = 0运用上述定律时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此方向可预先任意设三、 实验设备(同实验二)四、 实验内容实验线路与实验五图 5-1相同，用DG05挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路1. 实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向图 5-1中的11、|2、|3的方向已设定三个闭合回路的电流正方向可设为 ADEFA BADCB和FBCEF2. 分别将两路直流稳压源接入电路，令 U1 = 6V, U2= 12V。

3. 熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“ +、一 ”两端4. 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值5. 用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录之被测量h(mA)b(mA)b(mA)U1(V)U2(V)Uf/(V)Uab(V)Uad(V)UcDV)UdEV)计算值测量值相对误差五、实验注意事项1. 同实验二的注意1，但需用到电流插座U1、U2也需测量，不应取2•所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准 电源本身的显示值3. 防止稳压电源两个输出端碰线短路4. 用指针式电压表或电流表测量电压或电流时， 如果仪表指针反偏，则必须调换仪表极性，重新测量此时指针正偏，可读得电压或电流值若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值但应注意：所读得的电压或电流值的正确正、负号应根 据设定的电流参考方向来判断六、 预习思考题1. 根据图5-1的电路参数，计算出待测的电流 11、|2、|3和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程2. 实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，在什么情况下可能出现指针 反偏，应如何处理？在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有 什么显示呢？七、 实验报告1. 根据实验数据，选定节点 A,验证KCL的正确性。

2. 根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证 KVL的正确性3. 将支路和闭合回路的电流方向重新设定，重复 1、2两项验证4. 误差原因分析5•心得体会及其他实验二叠加原理的验证一、 实验目的验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解二、 原理说明叠加原理指出：在有多个独立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（即在电路中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、实验设备序号名 称型号与规格数量备注1直流稳压电源0~30V可调二路DG042万用表1自备3直流数字电压表0~200V1D314直流数字毫安表0~200mV1D315迭加原理实验电路板1DG05四、实验内容实验线路如图7-1所示，用DG05挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路图 7-11. 将两路稳压源的输出分别调节为 12V和6V,接入Ui和U2处2. 令Ui电源单独作用（将开关 Ki投向Ui侧，开关K2投向短路侧）。

用直流数字电压表和毫安表（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 7-1表7-1测量项目实验内容Ui(V)U2(V)Ii(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UcD(V)UAD(V)UDe(V)Ufa(V)Ui单独作用U2单独作用Ui、U2共同作用2U2单独作用3. 令U2电源单独作用（将开关 Ki投向短路侧，开关 K2投向U2侧），重复实验步骤 2的测量和记录，数据记入表 7-I4. 令Ui和U2共同作用（开关Ki和K2分别投向Ui和U2侧），重复上述的测量和记录， 数据记入表7-I5. 将U2的数值调至+ I2V,重复上述第3项的测量并记录，数据记入表 7-I6. 将R5 （330 Q）换成二极管 IN4007 （即将开关K3投向二极管IN4007侧），重复I〜5的测量过程，数据记入表 7-27.任意按下某个故障设置按键，重复实验内容 4的测量和记录，再根据测量结果判断出故障的性质 表7-2测量项目实验内容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)|3(mA)UAB(V)UcD(V)LAD(V)UDe(V)UFA(V)U1单独作用U2单独作用U1、U2共同作用2U2单独作用五、 实验注意事项1. 用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极性， 正确判断测得值的+、—号后，记入数据表格。

2. 注意仪表量程的及时更换六、 预习思考题1. 在叠加原理实验中，要令 5、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的 电源（Ui或U2）短接置零？2. 实验电路中，若有一个电阻器改为二极管， 试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？七、 实验报告1. 根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠 加性与齐次性2. 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？ 试用上述实验数据，进行计算并作结论3. 通过实验步骤6及分析表格7-2的数据，你能得出什么样的结论？4•心得体会及其他实验三戴维南定理和诺顿定理的验证——有源二端网络等效参数的测定一、 实验目的1. 验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解2. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二、 原理说明1. 任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其 余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势 Us等于这个有源二端网络的开路电压 Uoc,其等效内阻Ro 等于该网络中所有独立源均置零 (理想电压源视为短接，理想电流源视为开路) 时的等效电阻。

诺顿定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电流源与一个电阻的并联组合来等效代替，此电流源的电流 Is等于这个有源二端网络的短路电流 Isc,其等效内阻R0定义同戴维南定理Uoc( Us)和Ro或者Isc (Is)和R)称为有源二端网络的等效参数2. 有源二端网络等效参数的测量方法(1) 开路电压、短路电流法测 R0在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测 其输出端的开路电压 Uoc，然后再将其输出端短路， 用电流表测其短路电流 Isc，则等效内阻为UocRd= Isc 图 9-1如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路 则易损坏其内部元件，因此不宜用此法2) 伏安法测Ro用电压表、电流表测出有源二端网 络的外特性曲线，如图 9-1所示 根据外特性曲线求出斜率 tg 0,则内阻△ U UocRd= tg 0= = △ I Isc也可以先测量开路电压 Uoc,再测量电流为额定值In时的输出叫+21 被测有源网络Uoc— Un端电压值Un,则内阻为 R0= In(3)半电压法测Ro如图9-2所示，当负载电压为被测网络开 路电压的一半时，负载电阻(由电阻箱的读数 确定)即为被测有源二端网络的等效内阻值。

⑷零示法测Uoc图9-2图9-3在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表直接测量会造成较大的误差为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图 9-3所示.零示法测量原理是用一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较，当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为“ 0 ”然后将电路断开，测量此时稳压电源的输出电压， 即为被测有源二端网络的开路电压三、实验设备序号名 称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源0 〜30V1DG042可调直流恒流源 「0 〜500mA1DG043直流数字电压表0 〜200V1D314直流数字毫安表0 〜200mA1D315万用表1自备6可调电阻箱0〜99999.9 Q1DG097电位器1K/2W1DG098戴维南定理实验电路板1DG05四、实验内容被测有源二端网络如图 9-4(a)Uoc(v)lsc(mA)R0=Uoc/Isc(Q)(b)(a) 图 9-41. 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效 电路的Uoc、R0和诺顿等效电路的Isc R)按 图9-4(a)接入稳压电源 Us=12V和恒流源ls=10mA, 不接入RL。

测出Uoc和lsc,并计算出R0测Uoc 时，不接入mA表)2. 负载实验按图9-4(a)接入RL改变Rl阻值，测量有源二端网络的外特性曲线U (v)l ( mA)3. 验证戴维南定理：从电阻箱上取得按步骤“ 1”所得的等效电阻 R0之值，然后令其 与直流稳压电源(调到步骤“ 1”时所测得的开路电压 Uoc之值)相串联，如图9-4(b)所示， 仿照步骤“ 2”测其外特性，对戴氏定理进行验证U (v)I（ mA）4. 验证诺顿定理：从电阻箱上取得按步骤“ 1”所得的等效电阻F0之值， 然后令其与 直流恒流源（调到步骤“ 1”时所测得的短路电流Isc之值）相并联，如图 9-5所示，仿照步。