電路測(cè)試實(shí)驗(yàn)資料

1、實(shí)驗(yàn)一直流電阻的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1學(xué)習(xí)復(fù)用表(萬(wàn)用表)的使用； 2掌握伏安法測(cè)電阻的方法； 3學(xué)習(xí)直流單電橋和雙電橋的使用； 4學(xué)習(xí)兆歐表的使用。 二、實(shí)驗(yàn)原理與說(shuō)明 1各種導(dǎo)線、線圈、絕緣材料、開關(guān)接觸處等都有電阻。電阻在數(shù)值上可分為低值、中值、高值三個(gè)范圍。低值為1以下，中值為1到1之間，1以上為高值。不同的電阻值，不同的精度要求，所選擇的測(cè)量?jī)x器、測(cè)量方法不同。導(dǎo)線電阻、線圈電阻、開關(guān)接觸電阻等低值電阻常用雙電橋測(cè)量。中值電阻測(cè)量精度要求高時(shí)，常用單電橋測(cè)量。高值電值中的絕緣電阻一般用兆歐表測(cè)量。 2伏安法測(cè)電阻伏安法測(cè)電阻的理論依據(jù)是歐姆定律，如果U為電阻兩端電壓，I為流過(guò)電阻的電流

2、，在關(guān)聯(lián)參考方向下有。測(cè)量電路見圖1-1(a)、(b)。圖(a)為電壓表接前方式，它適用于被測(cè)電阻較大，即(為電流表內(nèi)阻)的情況;圖(b)為電壓表接后方式，它適用于被測(cè)電阻較小，即 (為電壓表內(nèi)阻)的情況。伏安法測(cè)電阻的特點(diǎn)是測(cè)量結(jié)果能反映電阻器在工作狀態(tài)的電阻值，但測(cè)量誤差較大。 （a） (b) 圖1-13電橋法測(cè)電阻用單電橋測(cè)電阻，測(cè)量步驟為：(1)用復(fù)用表粗測(cè)電阻;(2)選擇比率臂；(3)選擇比較臂；（4）按下電源鍵；（5）按下檢流計(jì)按鈕；（6）調(diào)整比較臂；（7）電橋平衡；（8）讀數(shù)。雙電橋測(cè)你值電阻，步驟與單電橋相似，只是不用復(fù)用表粗測(cè)電阻值。4測(cè)量誤差的計(jì)算絕對(duì)誤差（2-1）相對(duì)誤差

3、（2-2）式（2-1）、（2-2）中，為儀表示值，為被測(cè)量的實(shí)際值。三、實(shí)驗(yàn)任務(wù)1用復(fù)用表和單電橋分別測(cè)量三個(gè)未知阻值的電阻器，測(cè)量結(jié)果記入表1-1。表1-1項(xiàng)目被測(cè)量電阻的標(biāo)稱值復(fù)用表測(cè)量值（）單電橋測(cè)量值（）相對(duì)誤差2按圖1-1（a）、(b)接線，用伏安法測(cè)量上述三個(gè)電阻器，測(cè)量結(jié)果記入表1-2，并估算最大相對(duì)誤差。 表1-2測(cè)試電路圖（a）圖（b）被測(cè)電阻（）測(cè)量計(jì)算3用雙電橋測(cè)分流器、導(dǎo)線電阻值，記錄表格自擬。4用兆歐表測(cè)量電纜纜芯對(duì)纜殼的絕緣電阻，自擬測(cè)量線路。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)電纜線一根復(fù)用表1塊分流器1個(gè)單電表1臺(tái)雙電橋1臺(tái)直流電壓表1塊直流毫安表1塊兆歐表1塊滑線變阻

4、器1只電阻器3只五、提示與思考1.用復(fù)用表電阻檔測(cè)電阻之前，為什么要先進(jìn)行歐姆調(diào)零? 2.被測(cè)電阻如何分類?各類電阻測(cè)量方法有何不同? 3.伏安法測(cè)電阻有什么特點(diǎn)?電壓表接前或接后分別在什么條件下采用?4.絕緣電阻的測(cè)量為什么一般使用兆歐表，而不用復(fù)用表測(cè)量?六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1.比較分析各種電阻測(cè)量方法的適用條件。 2.列出所有記錄表格，整理測(cè)量數(shù)據(jù)并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生誤差的原因。實(shí)驗(yàn)二 電位測(cè)量和電路故障的處理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)電路的連接方法；2.了解簡(jiǎn)單電路故障的處理；3加深對(duì)電位概念的理解。二、實(shí)驗(yàn)原理與說(shuō)明1.電路實(shí)驗(yàn)中正確接線的基本原則是：“先串后并，先分后合，先主后輔”。對(duì)于圖21

5、電路可分為三部分，分別按先串后并的原則將各部分接好，再將三部分合成整體電路。2.電路中某點(diǎn)的電位是該點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的電壓。參考點(diǎn)的選擇是任意的，對(duì)不同的參考點(diǎn)，同一點(diǎn)的電位不同，但任意兩點(diǎn)間的電壓與參考點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。在直流電路中，直流電壓表負(fù)極接手參考點(diǎn)；電壓表正偏時(shí)，被測(cè)點(diǎn)的電位則為正，反之為負(fù)。3.電路故障的檢查，常用電壓表法和歐姆表法，歐姆表法檢查電路故障須在斷電下進(jìn)行 (具體方法閱讀第二部分第二節(jié)有關(guān)內(nèi)容。)三、實(shí)驗(yàn)任務(wù)1.按圖21接線，用復(fù)用表的電壓檔確定電路潛在故障點(diǎn)，再用復(fù)用表的歐姆檔復(fù)查故障點(diǎn)，排除故障。圖2-12.分別以點(diǎn)和點(diǎn)作參考點(diǎn),用磁電系電壓表和數(shù)字電壓表測(cè)量各點(diǎn)的電位值。

6、測(cè)量數(shù)據(jù)記人表21中。表2-1內(nèi)容測(cè)量?jī)x表計(jì)算值測(cè)量值磁電系測(cè)量值數(shù)字表計(jì)算值測(cè)量值磁電系測(cè)量值數(shù)字表四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備直流多路穩(wěn)壓電源1臺(tái)三端電阻器1只電阻器5只磁電系電壓表1塊數(shù)字電壓表1塊復(fù)用表1塊五、提示與思考1測(cè)量電路中電壓、電位時(shí)，如何判定測(cè)量值的正負(fù)？2電位和電壓?jiǎn)挝幌嗤鼈兊臏y(cè)量方法有什么不同？六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，說(shuō)明某點(diǎn)電位高低與參考點(diǎn)選擇有關(guān)，而兩點(diǎn)間電壓大小與參考點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。2比較磁電系電壓表與數(shù)字電壓表所測(cè)量的結(jié)果，分析儀表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。3總結(jié)檢查線路故障的方法。附：實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前，教師人為地設(shè)置電路故障。實(shí)驗(yàn)六 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 戴維南定理的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

7、1驗(yàn)證戴維南定理，加深對(duì)等效概念的理解； 2學(xué)習(xí)線性有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電路參數(shù)的測(cè)試方法；3學(xué)習(xí)減小儀表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果影響的實(shí)驗(yàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理與說(shuō)明 1戴維南定理指出：任何一個(gè)線性有源二端電阻網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，可以用電壓源和電阻的串聯(lián)組合支路等效。電壓源的電壓等于原來(lái)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓；而電阻等于原來(lái)有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立電源置零時(shí)輸入電阻。 2戴維南定理的適用條件是被等效的有源二端網(wǎng)絡(luò)必須是線性的。通過(guò)測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的端口伏安特性曲線，如圖6-1所示，可以判別有源二端網(wǎng)絡(luò)是否為線性。 3開路電壓的測(cè)量方法 (1)用高內(nèi)阻直流電壓表直接測(cè)量。一般工程測(cè)量中認(rèn)為若電壓表內(nèi)阻是被測(cè)電阻的

8、一百倍以上，則電壓表為高內(nèi)阻表。(2)補(bǔ)嘗電壓法。先用直流電壓表粗測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)(A)的開路電壓，然后用一直流電壓源和分壓器R組合得到可調(diào)電壓，接線見圖6-2所示。將可調(diào)電壓U調(diào)至稍大于二端網(wǎng)絡(luò)的粗測(cè)開路電壓值，利用試測(cè)法不斷改變可調(diào)電U；直至毫安表(或檢流計(jì))讀數(shù)為零，此時(shí)電壓表讀數(shù)基本 圖6-1 圖6-2消除了電壓表內(nèi)阻對(duì)網(wǎng)絡(luò)開路電壓的影響。(3)負(fù)載電阻兩值法。按圖6-3接線，改變負(fù)載電阻R值兩次，分別測(cè)得兩組電壓電流值(、)和(、)，則開路電壓為： （6-1）4.有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻的測(cè)量方法(1)開路短路法。測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc和短路電流Isc；為減少電流表內(nèi)阻等效電阻R

9、0對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，可采補(bǔ)償法測(cè)短路電流Isc，見圖6-4電路。不斷改變電阻R，即可調(diào)補(bǔ)償電流大小，直至毫伏表讀數(shù)為零，此時(shí)電流表讀數(shù)基本消除了電流表內(nèi)阻對(duì)網(wǎng)絡(luò)短路電流的影響。應(yīng)當(dāng)注意如果因短路電流過(guò)大可能損壞網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部器件時(shí)，不能用此方法。圖6-3 圖6-4（2）伏安法。在可能的條件下，將網(wǎng)絡(luò)的所有獨(dú)立電源置零，此時(shí)有源二端網(wǎng)絡(luò)變?yōu)闊o(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)P，在P端口加適當(dāng)電壓后，用電壓表和電流表分別測(cè)量端口電壓U、電流I，如圖6-5，則圖6-5（6-3）為減少儀表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。圖6-5利用開關(guān)S改變電壓表、電流表相對(duì)連接位置，觀察兩表讀數(shù)變化情況。如果電壓表讀數(shù)變化大，則說(shuō)明被測(cè)電阻R0是低值，

10、應(yīng)采用電壓表接后（S合向1位置）；如果電流表讀數(shù)變化大，則說(shuō)明R0是高值，應(yīng)采用電壓表接前（S合向2位置）。（3）負(fù)載電阻兩值法。接線與測(cè)方法（3）相同，R0的計(jì)算公式為：（6-4）（4）半壓法。用一內(nèi)阻足夠大的電壓表測(cè)出有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，然后將該電壓表與可調(diào)標(biāo)準(zhǔn)電阻同時(shí)并接在的端口，改變電阻箱阻值的大小，使電壓表讀數(shù)降至開路電壓的一半。此時(shí)電阻箱的阻值即為R0。三、實(shí)驗(yàn)任務(wù)1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的電源、電阻網(wǎng)絡(luò)板，自擬一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)（稱原網(wǎng)絡(luò)），測(cè)量該網(wǎng)絡(luò)的端口伏安特性。要求含的數(shù)據(jù)點(diǎn)。測(cè)量的數(shù)據(jù)記入表6-1。2根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件，各選二種可行的實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量上述有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓Uoc和等效

11、電阻R0。3選擇上述測(cè)得的最隹Uoc和R0值，組成有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電路，測(cè)量其端口伏安特性曲線，測(cè)量數(shù)據(jù)記人表62。4利用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法，確定實(shí)驗(yàn)方案，畫出每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)中的具體線路，確定實(shí)驗(yàn)中所有電源的大小，計(jì)算器件參數(shù)：選擇儀器設(shè)備規(guī)格和型號(hào)。表61 原網(wǎng)絡(luò)端口伏安關(guān)系次序項(xiàng)目1234567891011120表6-2等效網(wǎng)絡(luò)端口伏安關(guān)系次序項(xiàng)目1314151617181920212223240四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備列出表格，寫出自選各儀器儀表和設(shè)備的名稱、型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量和編號(hào)等。五、提示與思考1測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓和等效電阻的方法除實(shí)驗(yàn)原理與說(shuō)明中介紹的外，還有其他方法嗎?2分析補(bǔ)償法測(cè)

12、電壓和電流的原理。3如果有源二端網(wǎng)絡(luò)是封閉的，對(duì)外只引出兩個(gè)端鈕、，且、端口不允許短路，輸出電流不允許大于，試問(wèn)如何確定該網(wǎng)絡(luò)的等效電路?4什么情況下可用歐姆表測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻?六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1自擬每項(xiàng)任務(wù)的實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)線路。整理數(shù)據(jù)，在同一方格紙上作出有源二端網(wǎng)絡(luò)和它的等效網(wǎng)絡(luò)的伏安特性曲線，驗(yàn)證戴維南定理。2比較各種測(cè)量Uoc和R0的結(jié)果，哪種方法測(cè)量更準(zhǔn)確？分析原因。3.利用任務(wù)1中的數(shù)據(jù)，討論有源二端網(wǎng)絡(luò)端口的功率特性曲線，總結(jié)負(fù)載獲得最大功率的條件。4對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)的誤差進(jìn)行分析和討論。2.2 基本交流電路模塊實(shí)驗(yàn)七示波器使用 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉示波器面板上各主要開關(guān)、

13、旋鈕的作用；2學(xué)習(xí)用示波器顯示波形，測(cè)量周期；頻率和相位等；3了解信號(hào)發(fā)生器面板上各開關(guān)、旋鈕的作用。二、實(shí)驗(yàn)原理與說(shuō)明示波器是一種用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)的多功能綜合測(cè)試儀器，它不但能顯示被測(cè)信號(hào)波形，而且能測(cè)量峰值、頻率、相位，器件伏安特性曲線等。如果示波器內(nèi)部鋸齒波發(fā)生器工作，Y通道加被測(cè)信號(hào)，此時(shí)示波器工作狀態(tài)稱Yt工作方式，熒光屏顯示被測(cè)波形。如果示波器內(nèi)部鋸齒波發(fā)生器不工作，在X通道和Y通道同時(shí)外加信號(hào)，此時(shí)示波器的工作狀態(tài)稱YX工作方式，在電路實(shí)驗(yàn)中常利用這種方式顯示被測(cè)器件伏安特性曲線。三、實(shí)驗(yàn)任務(wù)1熟悉示波器板面各主要旋鈕和開關(guān)的使用2測(cè)量信號(hào)周期或頻率按圖71接線，觀察信號(hào)發(fā)

14、生器輸出的正弦波并測(cè)量其周期或頻率，記錄表格自擬。圖7-1圖7-2圖7-33按圖72接線，用示波器Yt工作方式觀察線性電阻、非線性電阻電壓和電流波形。用示波器YX工作方式觀察其伏安特性曲線。圖中r為取樣電阻，實(shí)驗(yàn)中rR，圖形記入表71。4兩同頻率正弦量相位差的測(cè)量 圖7-3為RC移相電路，改變電阻R的大小，使其從0到，用示波器測(cè)量與之間的相位差，測(cè)量結(jié)果記入表7-2，（當(dāng)電源頻率一定時(shí)，實(shí)驗(yàn)中保持電壓有效值U的大小不變）。表7-1電阻類型，波形伏安特性曲線線性電阻非線性電阻表7-2參數(shù)與相位差理論計(jì)算值 測(cè)量值圖形00.10.10.10.10.10.10.10.1四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備電子示波器1臺(tái)信號(hào)

15、發(fā)生器1臺(tái)三端電阻器1個(gè)電阻箱2只電容1只線性電阻、非線性電阻各1只五、提示與思考1如果一臺(tái)正常工作的示波器測(cè)量正弦信號(hào)時(shí)，在熒光屏上觀察到的圖形如圖74所示，應(yīng)調(diào)節(jié)什么旋鈕，方能在示波器上觀察到穩(wěn)定的正弦波。2分析實(shí)驗(yàn)中取樣電阻的作用，實(shí)驗(yàn)中如何選擇取樣電阻？3在圖72中，如果公共端選在b點(diǎn)，電壓與電流的波形是否發(fā)生變化?圖7-4六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求l.總結(jié)示波器各主要旋鈕作用，舉例說(shuō)明什么是示波器的Yt工作方式Y(jié)X工作方式。2對(duì)于圖73電路，當(dāng)R取不同值時(shí)，理論計(jì)算與相位差之間的相位差，并與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，分析產(chǎn)生誤差的原因。3用坐標(biāo)紙繪出示波器觀察的電阻器伏安特性曲線。實(shí)驗(yàn)八正弦交流電

16、路中器件參數(shù)的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)正確選用交流儀器和設(shè)備；2學(xué)習(xí)用三表法(伏安瓦計(jì)法)測(cè)定交流電路器件參數(shù)的方法；3掌握功率表、調(diào)壓器的使用；4了解如何校正由儀表內(nèi)阻引起的測(cè)量誤差。二、實(shí)驗(yàn)原理與說(shuō)明1在正弦電流電路中，負(fù)載可以是一個(gè)電阻器、電感器或電容器，也可能是它們的組合。負(fù)載可以用阻抗或?qū)Ъ{來(lái)等效。如用阻抗表示其電路參數(shù)，該負(fù)載可以看成電阻只與電抗的串聯(lián)。如用導(dǎo)納表示其電路參數(shù)，即將負(fù)載看成電導(dǎo)與電納的并聯(lián)。2用交流電壓表、電流表及功率表測(cè)量交流電路參數(shù)的方法，稱三表法或伏安瓦計(jì)法。它是測(cè)量正弦電流電路參數(shù)的基本方法。實(shí)驗(yàn)線路圖如圖81所示，調(diào)壓器提供實(shí)驗(yàn)電壓，電壓表監(jiān)測(cè)被元件電壓

17、，電流表監(jiān)測(cè)元件電流，功率表測(cè)量元件消耗的有功功率。于是，電路功率因數(shù) 阻抗的模 等效電阻 等效電抗 使用三表法時(shí)，電壓表、電流表、功率表所測(cè)量的必須是被測(cè)元件的電壓、電流和功率。從三表法測(cè)得的U、I、P的數(shù)值還不能判別被測(cè)阻抗屬于容性還是感性，一般可以用下列方法加以確定。(1)在被測(cè)元件兩端并接一只適當(dāng)容量的試驗(yàn)電容器，若電流表的讀數(shù)增大，則被測(cè)元件為容性；若電流表的讀數(shù)減小，則為感性。試驗(yàn)電容器的電容量C，可根據(jù)不等式選定：式中為試驗(yàn)電容的容納；B為被測(cè)元件的等效電納。圖8-1三表法測(cè)量線路 圖8-2 (2)利用示波器觀察阻抗元件的電流及端電壓之間的相位關(guān)系，電流超前電壓電路為容性，電流滯

18、后電壓電路為感性。4.功率表正確接線有兩種方法：電壓線圈支路前接法和電壓線圈支路后接法。1)電壓線圈支路前接法，見圖8-1所示。由圖81可求功率表的讀數(shù)：因而產(chǎn)生誤差PL為ZL上的功率，為了減少測(cè)量誤差，應(yīng)使越小越好，故這種電路適用于的場(chǎng)合。2)電壓線圈支路后接法，見圖82所示。電壓線圈支路的前接法和電壓線圈支路的后接法是一種對(duì)偶電路，則分析方法可采用對(duì)偶原理進(jìn)行分析。由圖82可求功率表的讀數(shù)：因而產(chǎn)生誤差 為減小測(cè)量誤差，應(yīng)使越小越好，這種電路適用于：、三、實(shí)驗(yàn)任務(wù)1.按圖8-1接線，分別測(cè)量電阻器、電感器和電容器的電路參數(shù)，讀測(cè)數(shù)據(jù)記入表8-1中。2.按圖8-2接線，分別測(cè)量電阻器、電感器

19、和電容器的電路參數(shù)，讀測(cè)數(shù)據(jù)記入表8-1中3將電阻器與電容器并聯(lián)之后再與電感器串聯(lián)組成一無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)，將其作為負(fù)載，再按圖8-1接線，測(cè)定該無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，并判別該網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)(自擬實(shí)驗(yàn)記錄表格和具體測(cè)試線路)。表8-1數(shù)據(jù)步驟測(cè)試記錄負(fù)載類型電壓線線圈接前電阻器電感器電容器電壓線線圈接后電阻器電感器電容器 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)中必須根據(jù)電阻器、電感器的額定電流及電容器額定電壓選擇調(diào)壓器的輸出電壓，以免燒壞器件；記錄所用儀表相應(yīng)量程下線圈的內(nèi)電阻，以便校正誤差。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備單相調(diào)壓器1臺(tái)交流電壓表1塊交流電流表1塊單相功率表1塊低功率因數(shù)表電阻器1只電感器1只電容器1只電容箱1個(gè)五、提示與思考：1

20、.為了減小儀表內(nèi)阻的影響，在測(cè)量三種器件模型參數(shù)時(shí)，應(yīng)分別采用8-1及圖8-2兩種接線方式的哪一種更好些，為什么?2.如果現(xiàn)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)直流電源30V，交流電源30V、頻率50Hz，僅有一塊多量程的電磁系電流表，能否測(cè)定下個(gè)空心線圈的電路參數(shù)，為什么?如果是鐵心線圈又如何?3.如果被測(cè)負(fù)載的阻抗性質(zhì)不知道，舉出二種或二種以上的實(shí)驗(yàn)判別方法。4.若用功率因數(shù)表替換本實(shí)驗(yàn)中的功率表，是否可以測(cè)出負(fù)載的電路參數(shù)，為什么?六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)表81的測(cè)試數(shù)據(jù)，分別計(jì)算各器件的串聯(lián)和并聯(lián)電路參數(shù)。2計(jì)算校正后的串聯(lián)和并聯(lián)電路參數(shù)。3總結(jié)判斷負(fù)載性質(zhì)的方法和條件。實(shí)驗(yàn)十六移相電路的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)

21、習(xí)正弦交流中的移相的概念。2掌握移相電路的選頻特性。二、實(shí)驗(yàn)原理與說(shuō)明在電子技術(shù)中，常用如圖16-1所示電路作為正弦波振蕩電路中的選頻網(wǎng)絡(luò)，下面分別進(jìn)行定性和定量分析。1定性分析串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)如圖16-1所示。假定輸入為幅值恒定、頻率可調(diào)的正弦波電壓。當(dāng)頻率較低時(shí)，這時(shí)的等效電路和頻率特性如圖16-2（a）、(b)所示。頻率越 圖16-1低，的幅度越小，相位越超前于，當(dāng)，。（a）低頻等效電路 (b)頻率特性圖16-2 低頻等效電路及頻率特性當(dāng)頻率足夠高時(shí)，這時(shí)選頻網(wǎng)絡(luò)的高頻等效電路和頻率特性見圖（a）高頻等效電路 (b)頻率特性圖16-3 高頻等效電路及頻率特性16-3（a）、(b)所示。頻率越高

22、，的幅度越小，相位越滯后于，當(dāng)，。上述分析表明，當(dāng)從變化時(shí)，的幅度從零逐漸增大，然后又回到零，相移從變到?？梢?，在某一頻率下，的幅度有一個(gè)最大值，而相移正好等于零。的幅值什么達(dá)到最大值？相移什么時(shí)候?yàn)榱悖肯旅孢M(jìn)行定量分析。三、定量分析令串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)，根據(jù)圖16-1可得： 當(dāng)取，并令時(shí)有 （16-1）式（16-1）描敘了串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的頻率頻率特性，其幅頻特性和相頻特性分別為 （16-2） （16-3）由式16-2和16-3可知 時(shí) 時(shí)， ，時(shí) ，它們的幅頻特性和相頻特性如圖16-4（a）(b)所示。圖中表明，串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有選頻特性。當(dāng)，輸入信號(hào)的頻率時(shí)，網(wǎng)絡(luò)輸出電壓最大，相移為。而在其它頻

23、率時(shí)，輸出電壓衰減很快，且與存在相位差。(a) (b)圖16-4RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)頻率特性實(shí)驗(yàn)任務(wù)1.按圖16-1聯(lián)接電路，輸入端接入正弦波信號(hào)，用雙蹤示波器觀察和的幅值、相位差隨信號(hào)頻率在低頻段和高頻段的變化。2.選取繪制出圖16-1的幅頻特性曲線和相頻特性曲線,并找出移相電路中相移點(diǎn)的頻率。并驗(yàn)證是否四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備信號(hào)源雙源示波器電阻器電容器五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1.用坐標(biāo)紙繪出串并聯(lián)電路的幅頻特性曲線和相頻特性曲線。2.計(jì)算，并與測(cè)量值比較。實(shí)驗(yàn)十七一階電路的響應(yīng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)用示波器觀察和分析電路的響應(yīng)；2.掌握一階電路時(shí)間常數(shù)的測(cè)量方法；3.了解電路參數(shù)對(duì)電路動(dòng)態(tài)過(guò)程的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理與

24、說(shuō)明1.含有電感、電容儲(chǔ)能元件的電路，其響應(yīng)可由微分方程求解。如果含有儲(chǔ)能元件的電路所列寫的是一階微分方程，相應(yīng)的電路稱為一階電路。2. 電路的零輸入響應(yīng)電路屬于一階電路，如果沒(méi)有輸入信號(hào)作激勵(lì)，由儲(chǔ)能元件的初始儲(chǔ)能產(chǎn)生的響應(yīng)稱為零輸入響應(yīng)。圖17 1(a)電路中，電容的初始電壓，微分方程為：微分方程的解為上式中=稱為時(shí)間常數(shù)。電路的零輸入響應(yīng)反映了電容對(duì)電阻的放電過(guò)程，其的波形見圖17-1（b）所示。（a） （b）圖17-13電路的零狀態(tài)響應(yīng)如果儲(chǔ)能元件的初始儲(chǔ)能為零，由輸入信號(hào)作激勵(lì)引起的響應(yīng)為零狀態(tài)響應(yīng)。圖17-2(a)電路中，設(shè)激勵(lì)為直流電壓源，列寫微分方程為：微分方程的解為電路的零狀

25、態(tài)響應(yīng)反映了電容經(jīng)電阻充電的過(guò)程,其的波形見圖17-2（b）所示。4. 電路全響應(yīng)如果儲(chǔ)能元件的初始儲(chǔ)能不為零，輸入信號(hào)也不為零，它們共同引起的響應(yīng)稱為全響應(yīng)。電路的全響應(yīng)有兩種表達(dá)形式：(1)上式說(shuō)明全響應(yīng)可以分解為零輸入響應(yīng)分量與零狀態(tài)響應(yīng)分量之和。（2） 上式說(shuō)明全響應(yīng)還可以分解為強(qiáng)制分量和自由分量之和。5電路的方波響應(yīng)如果在電路中，激勵(lì)為方波信號(hào)，則用示波器可以觀察到穩(wěn)定的電路響應(yīng)波形。圖17-3所示的波形為電路時(shí)間常數(shù)小于方波周期的情況。圖17-2 （a）(b) 圖17-36電路時(shí)間常數(shù)可以從充電或放電曲線上估算。設(shè)時(shí)間坐標(biāo)單位已確定，對(duì)于充電曲線見圖17-4（a），其幅值上升到終值

26、的63.2%所對(duì)應(yīng)的時(shí)間為一個(gè)。對(duì)于放電曲線見圖17-4（b），其幅值下降到初值的36.8%所對(duì)應(yīng)的時(shí)間為一個(gè)。（a） (b)圖17-4 三、實(shí)驗(yàn)任務(wù) 1電路零輸人響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)研究按圖17-5所示電路接線。為取樣電阻，為直流電源。當(dāng)開關(guān)由2合向1，電路為零狀態(tài)響應(yīng)過(guò)程；電路穩(wěn)定之后，開關(guān)由1合同2，電路為零輸入過(guò)程。用示波器觀察、時(shí)、的波形。 圖17-5 2電路方波響應(yīng)按圖17-6所示電路接線，取方波信號(hào)周期。當(dāng)一定，改變，在，三種情況下用示波器觀察、的波形并記錄。3時(shí)間常數(shù)和器件參數(shù)的測(cè)定按圖17-7電路接線，、為待測(cè)電阻，方波信號(hào)周期，測(cè)出充電時(shí)間常數(shù)和放電時(shí)間常數(shù)，計(jì)算和的值。用方格

27、紙記錄充電和放電時(shí)的波形。圖17-6 圖17-7充電時(shí)間常數(shù) 放電時(shí)間常數(shù) 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 在實(shí)驗(yàn)任務(wù)1時(shí)，用示波器觀察響應(yīng)的一次過(guò)程，掃描時(shí)間選取要適當(dāng)，當(dāng)亮點(diǎn)開始在熒光屏左方出現(xiàn)時(shí)，立即開關(guān)動(dòng)作。 示波器輸入探頭與實(shí)驗(yàn)電路連接時(shí)，注意公共地點(diǎn)不能接錯(cuò)，防止信號(hào)被短路。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備雙線示波器1臺(tái)方波信號(hào)發(fā)生器1臺(tái)直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)電阻器2只電阻箱2只二極管1只電容器2只單雙擲開關(guān)1只 五、提示與思考 1時(shí)間常數(shù)的大小對(duì)、的波形有何影響? 2根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)2中在三種情況下獲得的波形，分析電路參數(shù)滿足什么條件稱微分電路?滿足什么條件稱積分電路?3當(dāng)電路儲(chǔ)能元件具有初始儲(chǔ)能時(shí)接通直流電源，電路是否有可能出現(xiàn)無(wú)動(dòng)態(tài)過(guò)程現(xiàn)象，為什么? 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1在標(biāo)準(zhǔn)的坐標(biāo)紙上，按比例繪出各種情況下觀察的、波形。 2比較實(shí)驗(yàn)測(cè)得的時(shí)間常數(shù)與理論計(jì)算的時(shí)間常數(shù)的差異，分析產(chǎn)生誤差的原因。 3根據(jù)測(cè)得的波形，討論時(shí)間常數(shù)對(duì)電路動(dòng)態(tài)過(guò)程的影響。實(shí)驗(yàn)十八二階電路的響應(yīng)