TPEDG實驗指導書電路分析實驗指導書

1、實 驗 指 導書清華大學科教儀器廠目 錄實驗一 元件的伏安特性的測試 （1）實驗二 基爾霍夫定律 （7）實驗三 疊加定理 （9）實驗四 戴維南定理 （12）實驗五 運算放大器和受控源 （17）實驗六 一階、二階動態(tài)電路研究（25）實驗七 R、L、C元件性能的研究 （30）實驗八 RLC串聯(lián)電路的幅頻特性和諧振現象 （34）實驗一 元件伏安特性的測試一、實驗目的1. 掌握線性電阻元件，非線性電阻元件及電源元件伏安特性的測量方法。2. 學習直讀式儀表和直流穩(wěn)壓電源等設備的使用方法。二、實驗說明電阻性元件的特性可用其端電壓與通過它的電流之間的函數關系來表示，這種與的關系稱為電阻的伏安關系。如果將這種

2、關系表示在平面上，則稱為伏安特性曲線。1. 線性電阻元件的伏安特性曲線是一條通過坐標原點的直線，該直線斜率的倒數就是電阻元件的電阻值。如圖1-1所示。由圖可知線性電阻的伏安特性對稱于坐標原點，這種性質稱為雙向性，所有線性電阻元件都具有這種特性。圖1-1圖1-2半導體二極管是一種非線性電阻元件，它的阻值隨電流的變化而變化，電壓、電流不服從歐姆定律。半導體二極管的電路符號用 表示，其伏安特性如圖1-2所示。由圖可見，半導體二極管的伏安特性曲線對于坐標原點是不對稱的，具有單向性特點。因此，半導體二極管的電阻值隨著端電壓的大小和極性的不同而不同，當直流電源的正極加于二極管的陽極而負極與陰極聯(lián)接時，二極

3、管的電阻值很小，反之二極管的電阻值很大。2. 電壓源能保持其端電壓為恒定值且內部沒有能量損失的電壓源稱為理想電壓源。理想電壓源的符號和伏安特性曲線如圖1-3(a)所示。理想電壓源實際上是不存在的，實際電壓源總具有一定的能量損失，這種實際電壓源可以用理想電壓源與電阻的串聯(lián)組合來作為模型（見圖1-3b）。其端口的電壓與電流的關系為：式中電阻為實際電壓源的內阻，上式的關系曲線如圖1-3b所示。顯然實際電壓源的內阻越小，其特性越接近理想電壓源。實驗箱內直流穩(wěn)壓電源的內阻很小，當通過的電流在規(guī)定的范圍內變化時，可以近似地當作理想電壓源來處理。(a) (b)圖1-33. 電壓、電流的測量用電壓表和電流表測

4、量電阻時，由于電壓表的內阻不是無窮大，電流表的內阻不是零。所以會給測量結果帶來一定的方法誤差。圖1-4例如在測量圖1-4中的支路的電流和電壓時，電壓表在線路中的連接方法有兩種可供選擇。如圖中的1-1點和2-2點，在1-1點時，電流表的讀數為流過的電流值，而電壓表的讀數不僅含有上的電壓降，而且含有電流表內阻上的電壓降，因此電壓表的讀數較實際值為大，當電壓表在2-2處時，電壓表的讀數為上的電壓降，而電流表的讀數除含有電阻的電流外還含有流過電壓表的電流值，因此電流表的讀數較實際值為大。顯而易見，當的阻值比電流表的內阻大得多時，電壓表宜接在1-1處，當電壓表的內阻比的阻值大得多時則電壓表的測量位置應選

5、擇在2-2處。實際測量時，某一支路的電阻常常是未知的，因此，電壓表的位置可以用下面方法選定：先分別在1-1和2-2兩處試一試，如果這兩種接法電壓表的讀數差別很小，甚至無差別，即可接在1-1處。如果兩種接法電流表的讀數差別很小或無甚區(qū)別，則電壓表接于1-1處或2-2處均可。三、儀器設備1. 電路分析實驗箱一臺2. 直流毫安表一只3. 數字萬用表一只四、實驗內容與步驟1. 測定線性電阻的伏安特性：按圖1-5接好線路，經檢查無誤后，接入直流穩(wěn)壓電源，調節(jié)輸出電壓依次為表1-1中所列數值，并將測量所得對應的電流值記錄于表1-1中。圖1-5表1-102468102. 測定半導體二極管的伏安特性：選用型普

6、通半導體二極管作為被測元件，實驗線路如圖1-6(a)(b)所示。圖中電阻為限流電阻，用以保護二極管。在測二極管反向特性時，由于二極管的反向電阻很大，流過它的電流很小，電流表應選用直流微安檔。 (a)圖1-6 (b)1) 正向特性按圖1-6(a)接線，經檢查無誤后，開啟直流穩(wěn)壓源，調節(jié)輸出電壓，使電流表讀數分別為表1-2中的數值，對于每一個電流值測量出對應的電壓值，記入表1-2中，為了便于作圖在曲線的彎曲部位可適當多取幾個點。表1-201mA10mA100mA13102030405090150（V）2) 反向特性按圖1-6(b)接線，經檢查無誤后，接入直流穩(wěn)壓電源，調節(jié)輸出電壓為表1-3中所列數

7、值，并將測量所得相應的電流值記入表1-3中。表1-3051015203. 測定理想電壓源的伏安特性實驗采用直流穩(wěn)壓電源作為理想電壓源，因其內阻在和外電路電阻相比可以忽略不計的情況下，其輸出電壓基本維持不變，可以把直流穩(wěn)壓電源視為理想電壓源，按圖1-7接線，其中為限流電阻，作為穩(wěn)壓電源的負載。圖1-7接入直流穩(wěn)壓電源，并調節(jié)輸出電壓，由大到小改變電阻的阻值，使其分別等于620W、510W、390W、300W、200W、100W，將相應的電壓、電流數值記入表1-4中。表1-46205103903002001004. 測定實際電壓源的伏安特性圖1-8首先選取一個51W的電阻，作為直流穩(wěn)壓電源的內阻與

8、穩(wěn)壓電源串聯(lián)組成一個實際電壓源模型，其實驗線路如圖1-8所示。其中負載電阻仍然取620W、510W、390W、300W、200W、100W各值。實驗步驟與前項相同，測量所得數據填入表1-5中。表1-5開路620510390300200100100五、思考題有一個線性電阻=200W，用電壓表、電流表測電阻，已知電壓表內阻=10KW，電流表內阻W，問電壓表與電流表怎樣接法其誤差較??？六、實驗報告要求1. 用坐標紙畫出各元件的伏安特性曲線，并作出必要的分析。2. 回答思考題，并畫出測量電路圖。實驗二 基爾霍夫定律一、實驗目的1. 驗證基爾霍夫電流、電壓定律，加深對基爾霍夫定律的理解。2. 加深對電流

9、、電壓參考方向的理解。二、實驗原理基爾霍夫定律是集總電路的基本定律。它包括電流定律和電壓定律。基爾霍夫電流定律（KCL）：在集總電路中，任何時刻，對任一節(jié)點，所有支路電流的代數和恒等于零?；鶢柣舴螂妷憾桑↘VL）：在集總電路中，任何時刻，沿任一回路所有支路電壓的代數和恒等于零。三、儀器設備1. 電路分析實驗箱一臺2. 直流毫安表二只3. 數字萬用表一臺圖2-1四、實驗內容與步驟1. 實驗前先任意設定三條支路的電流參考方向，可采用如圖2-1中、所示。2. 按圖2-1所示接線。3. 按圖2-1分別將、兩路直流穩(wěn)壓電源接入電路，令=3V，=6V，1KW、1KW、1KW。4. 將直流毫安表串聯(lián)在、支

10、路中（注意：直流毫安表的“+、”極與電流的參考方向）5. 確認連線正確后，再通電，將直流毫安表的值記錄在表2-1內。6. 用數字萬用表分別測量兩路電源及電阻元件上的電壓值，記錄在表2-1內表2-1被測量(mA)(mA)(mA)(V)(V)(V)計算量測量值相對誤差五、實驗報告要求1. 選定實路電路中的任一個節(jié)點，將測量數據代入基爾霍夫電流定律加以驗證。2. 選定實驗電路中的任一閉合電路，將測量數據代入基爾霍夫電壓定律，加以驗證。3. 將計算值與測量值比較，分析誤差原因。實驗三 疊加定理一、實驗目的1. 驗證疊加定理2. 正確使用直流穩(wěn)壓電源和萬用電表。二、實驗原理疊加原理不僅適用于線性直流電路

11、，也適用于線性交流電路，為了測量方便，我們用直流電路來驗證它。疊加原理可簡述如下：在線性電路中，任一支路中的電流（或電壓）等于電路中各個獨立源分別單獨作用時在該支電路中產生的電流（或電壓）的代數和，所謂一個電源單獨作用是指除了該電源外其他所有電源的作用都去掉，即理想電壓源所在處用短路代替，理想電流源所在處用開路代替，但保留它們的內阻，電路結構也不作改變。由于功率是電壓或電流的二次函數，因此疊加定理不能用來直接計算功率。例如在圖3-1中顯然圖3-1三、儀器設備1. 電路分析實驗箱一臺2. 直流毫安表二只3. 數字萬用表一臺四、實驗內容與步驟實驗線路如圖3-2所示表3-1實驗值計算值(mA)(V)

12、(V)(V)(mA)(V)(V)(V)、同時作用單獨作用單獨作用1 實驗箱電源接通220V電源，調節(jié)輸出電壓，使第一路輸出端電壓=10V；第二路輸出端電壓=6V，（須用萬用表重新測定），斷開電源開關待用。按圖3-2接線，調到1K，經教師檢查線路后，再接通電源開關。2測量、同時作用和分別單獨作用時的支路電流，并將數據記入表格3-1中。注意：一個電源單獨作用時，另一個電源需從電路中取出，并將空出的兩點用導線連起來。還要注意電流（或電壓）的正、負極性。（注意：用指針表時，凡表針反偏的表示該量的實際方向與參考方向相反，應將表針反過來測量，數值取為負值?。? 選一個回路，測定各元件上的電壓，將數據記入表

13、格3-1中。圖3-2五、實驗報告要求1. 用實驗數據驗證支路的電流是否符合疊加原理，并對實驗誤差進行適當分析。2. 用實測電流值、電阻值計算電阻所消耗的功率為多少？能否直接用疊加原理計算？試用具體數值說明之。實驗四 戴維南定理一、實驗目的1. 驗證戴維南定理2. 測定線性有源一端口網絡的外特性和戴維南等效電路的外特性。二、實驗原理戴維南定理指出：任何一個線性有源一端口網絡，對于外電路而言，總可以用一個理想電壓源和電阻的串聯(lián)形式來代替，理想電壓源的電壓等于原一端口的開路電壓，其電阻（又稱等效內阻）等于網絡中所有獨立源置零時的入端等效電阻，見圖4-1。圖4-1 圖4-21. 開路電壓的測量方法方法

14、一：直接測量法。當有源二端網絡的等效內阻與電壓表的內阻相比可以忽略不計時，可以直接用電壓表測量開路電壓。方法二：補償法。其測量電路如圖4-2所示，為高精度的標準電壓源，為標準分壓電阻箱，為高靈敏度的檢流計。調節(jié)電阻箱的分壓比，、兩端的電壓隨之改變，當時，流過檢流計的電流為零，因此式中為電阻箱的分壓比。根據標準電壓和分壓比就可求得開路電壓，因為電路平衡時，不消耗電能，所以此法測量精度較高。2. 等效電阻的測量方法對于已知的線性有源一端口網絡，其入端等效電阻可以從原網絡計算得出，也可以通過實驗測出，下面介紹幾種測量方法：方法一：將有源二端網絡中的獨立源都去掉，在端外加一已知電壓，測量一端口的總電流

15、，則等效電阻。實際的電壓源和電流源都具有一定的內阻，它并不能與電源本身分開，因此在去掉電源的同時，也把電源的內阻去掉了，無法將電源內阻保留下來，這將影響測量精度，因而這種方法只適用于電壓源內阻較小和電流源內阻較大的情況。方法二：測量端的開路電壓及短路電流則等效電阻這種方法適用于端等效電阻較大，而短路電流不超過額定值的情形，否則有損壞電源的危險。圖4-3圖4-4方法三：兩次電壓測量法測量電路如圖4-3所示，第一次測量端的開路，第二次在端接一已知電阻（負載電阻），測量此時、端的負載電壓，則、端的等效電阻為：第三種方法克服了第一和第二種方法的缺點和局限性，在實際測量中常被采用。3. 如果用電壓等于開

16、路電壓的理想電壓源與等效電阻相串聯(lián)的電路（稱為戴維南等效電路，參見圖4-4）來代替原有源二端網絡，則它的外特性應與有源二端網絡的外特性完全相同。實驗原理電路見圖4-5b。(a) (b)圖4-5三、預習內容在圖4-5(a)中設=10V，=6V，=1KW，根據戴維南定理將AB以左的電路化簡為戴維南等效電路。即計算圖示虛線部分的開路電壓，等效內阻及A、B直接短路時的短路電流之值，填入自擬的表格中。四、儀器設備1. 電路分析實驗箱一臺2. 直流毫安表一只3. 數字萬用表一臺五、實驗內容與步驟1. 用戴維南定理求支路電流測定有源二端網絡的開路電壓和等效電阻按圖4-5(a)接線，經檢查無誤后，采用直接測量

17、法測定有源二端網絡的開路電壓。電壓表內阻應遠大于二端網絡的等效電阻。用兩種方法測定有源二端網絡的等效電阻A. 采用原理中介紹的方法二測量：首先利用上面測得的開路電壓和預習中計算出的估算網絡的短路電流大小，在之值不超過直流穩(wěn)壓電源電流的額定值和毫安表的最大量限的條件下，可直接測出短路電流，并將此短路電流數據記入表格4-1中。B. 采用原理中介紹的方法三測量：接通負載電阻，調節(jié)電位器，使=1KW，使毫安表短接，測出此時的負載端電壓，并記入表格4-1中。表4-1項目（V）（V）(mA)（W）數值取A、B兩次測量的平均值作為（的計算在實驗報告中完成）2. 測定有源二端網絡的外特性調節(jié)電位器即改變負載電

18、阻之值，在不同負載的情況下，測量相應的負載端電壓和流過負載的電流，共取五個點將數據記入自擬的表格中。測量時注意，為了避免電表內阻的影響，測量電壓時，應將接在AC間的毫安表短路，測量電流時，將電壓表從A、B端拆除。若采用萬用表進行測量，要特別注意換檔。3. 測定戴維南等效電路的外特性。將另一路直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓調節(jié)到等于實測的開路電壓值，以此作為理想電壓源，調節(jié)電位器，使，并保持不變，以此作為等效內阻，將兩者串聯(lián)起來組成戴維南等效電路。按圖4-5(b)接線，經檢查無誤后，重復上述步驟測出負載電壓和負載電流，并將數據記入自擬的表格中。六、實驗報告要求1. 應用戴維南定理，根據實驗數據計算支路的

19、電流，并與計算值進行比較。2. 在同一坐標紙上作出兩種情況下的外特性曲線，并作適當分析。判斷戴維南定理的正確性。實驗五 運算放大器和受控源一、實驗目的1. 獲得運算放大器有源器件的感性認識。2. 測試受控源特性，加深對它的理解，二、實驗說明1. 運算放大器是一種有源三端元件，圖5-1(a)為運放的電路符號。(a) (b)圖5-1它有兩個輸入端，一個輸出端和一個對輸入和輸出信號的參考地線端。“+”端稱為非倒相輸入端，信號從非倒相輸入端輸入時，輸出信號與輸入信號對參考地線端來說極性相同?！啊倍朔Q為倒相輸入端，信號從倒相輸入端輸入時，輸出信號與輸入信號對參考地線端來說極性相反。運算放大器的輸出端電壓

20、其中是運算放大器的開環(huán)電壓放大倍數。在理想情況下，和輸入電阻均為無窮大，因此有，上述式子說明：（1）運算放大器的“+”端與“”端之間等電位，通常稱為“虛短路”。（2）運算放大器的輸入端電流等于零。稱為“虛斷路”。此外，理想運算放大器的輸出電阻為零。這些重要性質是簡化分析含運算放大器電路的依據。除了兩個輸入端、一個輸出端和一個參考地線端外，運算放大器還有相對地線端的電源正端和電源負端。運算放大器的工作特性是在接有正、負電源（工作電源）的情況下才具有的。運算放大器的理想電路模型為一受控電源。如圖5-1(b)所示。在它的外部接入不同的電路元件可以實現信號的模擬運算或模擬變換，它的應用極其廣泛。含有運

21、算放大器的電路是一種有源網絡，在電路實驗中主要研究它的端口特性以了解其功能。本次實驗將要研究由運算放大器組成的幾種基本受控源電路。2. 圖5-2所示的電路是一個電壓控制型電壓源（vcvs）。由于運算放大器的“+”和“”端為虛短路，有故又因所以圖5-2圖5-3即運算放大器的輸出電壓受輸入電壓的控制，它的理想電路模型如圖5-3所示。其電壓比無量綱，稱為電壓放大倍數。該電路是一個非倒相比例放大器，其輸入和輸出端鈕有公共接地點。這種聯(lián)接方式稱為共地聯(lián)接。3. 將圖5-2電路中的看作一個負載電阻，這個電路就成為一個電壓控制型電流源(vccs)如圖5-4所示，運算放大器的輸出電流圖5-4 圖5-5即只受運

22、算放大器輸入電壓的控制，與負載電阻無關。圖5-5是它的理想電路模型。比例系數：具有電導的量綱稱為轉移電導。圖5-4所示電路中，輸入、輸出無公共接地點，這種聯(lián)接方式稱為浮地聯(lián)接。4. 一個簡單的電流控制型電壓源(ccvs)電路如圖5-6所示。由于運算放大器的“+”端接地，即，所以“”端電壓也為零，在這種情況下，運算放大器的“”端稱為“虛地點”，顯然流過電阻的電流即為網絡輸入端口電流，運算放大器的輸出電壓，它受電流所控制。圖5-7是它的理想電路模型。其比例系數：具有電阻的量綱、稱為轉移電阻，聯(lián)接方式為共地聯(lián)接。圖5-6 圖5-75. 運算放大器還可構成一個電流控制電流源(cccs)如圖5-8所示，

23、由于圖5-8圖5-9即輸出電流受輸入端口電流的控制，與負載電阻無關。它的理想電路模型如圖5-9所示。其電流比無量綱稱為電流放大系數。這個電路實際上起著電流放大的作用，聯(lián)接方式為浮地聯(lián)接。6. 本次實驗中，受控源全部采用直流電源激勵（輸入），對于交流電源激勵和其它電源激勵，實驗結果完全相同。由于運算放大器的輸出電流較小，因此測量電壓時必須用高內阻電壓表，如用萬用表等。三、儀器設備1. 電路分析實驗箱一臺2. 直流毫安表二只3. 數字萬用表一臺圖5-10四、實驗內容與步驟1. 測試電壓控制電壓源和電壓控制電流源特性。實驗線路及參數如圖5-10所示。表5-1給定值（V）012vcvs測量值（V）計算

24、值/vccs測量值(mA)計算值(s)/電路接好后，先不給激勵電源,將運算放大器“+”端對地短路，接通實驗箱電源工作正常時，應有=0和=0。接入激勵電源，取分別為、1V、V、2V、V（操作時每次都要注意測定一下），測量及值并逐一記入表5-1中保持為伏，改變（即）的阻值，分別測量及值并逐一記入表5-2中。表5-2給定值（KW）12345vcvs測量值（V）計算值vccs測量值(mA)計算值(s)核算表5-1和表5-2中的各和值，分析受控源特性。2. 測試電流控制電壓源特性實驗電路如圖5-11所示，輸入電流由電壓源與串聯(lián)電阻所提供。圖5-11給定為1KW，為V，改變的阻值，分別測量和的值，并逐一記

25、錄于表5-3中，注意的實際方向。表5-3給定值（KW）12345測量值（mA）（V）計算值（W）保持為V，改變?yōu)?KW的阻值，分別測量和的值，并逐一記錄于表5-4中。表5-4給定值（KW）12345測量值（mA）（V）計算值（W）核算表5-3和表5-4中的各值，分析受控源特性。3. 測試電流控制電流源特性，實驗電路及參數如圖5-12所示。 給定為伏，為3千歐，和為1千歐，負載分別取千歐、2千歐、3千圖5-12歐逐一測量并記錄及的數值。保持為伏，為1千歐，和為1千歐，分別取為3千歐、2.5千歐、2千歐、千歐、1千歐，逐一測量并記錄及的數值。保持為伏，為1千歐、為3千歐，分別?。ɑ颍?千歐、2千

26、歐、3千歐、4千歐、5千歐，逐一測量并記錄及的數值。以上各實驗記錄表格仿前自擬。核算各種電路參數下的值，分析受控源特性。五、注意事項1. 實驗電路確認無誤后，方可接通電源，每次在運算放大器外部換接電路元件時，必須先斷開電源。2. 實驗中，作受控源的運算放大器輸出端不能與地端短接。3. 做電流源實驗時，不要使電流源負載開路。六、實驗報告要求1. 整理各組實驗數據，并從原理上加以討論和說明。2. 寫出通過實驗對實際受控源特性所加深的認識。3. 試分析引起本次實驗數據誤差的原因。實驗六一階、二階動態(tài)電路一、實驗目的1加深對RC微分電路和積分電路過渡過程的理解。2研究、電路的過渡過程。二、實驗說明1用

27、示波器研究微分電路和積分電路。(1) 微分電路微分電路在脈沖技術中有廣泛的應用。在圖8-1電路中， (1)即輸出電壓與電容電壓對時間的導數成正比。當電路的時間常數很小, 時, 輸入電壓與電容電壓近似相等 (2)將(2)代入(1)得 (3)即: 當很小時, 輸出電壓近似與輸入電壓對時間的導數成正比, 所以稱圖8-1電路為“微分電路”。圖8-1 圖8-2(2) 積分電路將圖8-1電路中的R、C位置對調, 就得到圖8-2電路。電路中 (4)即輸出電壓與電阻電壓對時間的積分成正比。當電路的時間常數很大、時, 輸入電壓與電阻電壓近似相等, (5)將(5)代入(4)時 (6)即: 當很大時, 輸出電壓近似

28、與輸入電壓對時間的積分成正比, 所以稱圖8-2電路為“積分電路”。2、電路的過渡過程。(1)將圖8-3電路接至直流電壓, 當電路參數不同時,電路的過渡過程有不同的特點: 圖8-3 圖8-4當時, 過渡過程中的電壓、電流具有非周期振蕩的特點。當時，過渡過程中的電壓、電流具有“衰減振蕩”的特點：此時衰減系數是在情況下的振蕩角頻率，習慣上稱為無阻尼振蕩電路的固有角頻率，在時，放電電路的固有振蕩角頻率將隨增加而下降，當電阻時，過程就變?yōu)榉钦袷幮再|了。(2)將圖8-4電路接直流電壓,當電路參數不同時,其過渡過程也有不同的特點:當時, 響應是非振蕩性質的。當時，響應將形成衰減振蕩。這時電路的衰減系數。3如

29、何用示波器觀察電路的過渡過程電路中的過渡過程,一般經過一般時間后,便達到穩(wěn)定。由于這一過程不是重復的，所以無法用普通的陰極示波器來觀察（因為普通示波器只能顯示重復出現的、即周期性的波形）。為了能利用普通示波器研究一個電路接到直流電壓時的過渡過程，可以采用下面的方法。圖8-5在電路上加一個周期性的“矩形波”電壓(圖8-5)。它對電路的作用可以這樣來理解：在、等時刻，輸入電壓由零跳變?yōu)?這相當于使電路突然在與一個直流電壓接通；在、等時刻，輸入電壓又由跳變?yōu)榱悖@相當于使電路輸入端突然短路。由于不斷地使電路接通與短路，電路中便出現重復性的過渡過程，這樣就可以用普通示波器來觀察了。如果要求在矩形波作用

30、的半個周期內，電路的過渡過程趨于穩(wěn)態(tài)，則矩形波的周期應足夠大。三、儀器設備1雙蹤示波器1臺2方波發(fā)生器1臺3電路分析實驗箱1臺四、預習內容1. 圖8-6電路中設; u入為一階躍電壓, 其幅度為U=3V; C=20mF。試分別畫出R=100K, R=10K。R=1K時u出的曲線。圖8-62. 圖8-7電路中設u入為一矩形脈沖電壓, 其幅度為U=6伏, 頻率為mF, 試分別畫出R=100K及R=10K時u出的波形。圖8-73圖8-8電路中，設u入為一矩形脈沖電壓，其幅度為U=6伏, 頻率為mF, R=10K。試畫出u出的波形。 圖8-84已知圖8-3, 、串聯(lián)電路中, , ,定性判斷及兩種情況下的

31、波形是否振蕩。五、實驗內容與步驟1按圖8-9接線, 用示波器觀察作為電源的矩形脈沖電壓。周期T=1ms。2按圖8-10接線, 使R為10K, 分別觀察和記錄m、m、1m熒光屏上顯示的波形。圖8-9圖8-103按圖8-11接線。使R為10K, 分別觀察和記錄m、m兩種情況下熒光屏上顯示的波形。圖8-114按圖8-3電路接線H, 接入的矩形脈沖觀察并描繪及兩種情況下的波形。記錄必要的數據。5按圖8-4接線,接入的矩形脈沖觀察并描繪及, 三種情況下的波形并記錄必要的數據。六、實驗報告要求1將實驗任務1、2、3、4、5 中記錄的波形整理在坐標紙上。2總結微分和積分電路區(qū)別。實驗七R、L、C元件性能的研

32、究一、實驗目的1. 用伏安法測定電阻、電感和電容元件的交流阻抗及其參數、之值。2. 研究、元件阻抗隨頻率變化的關系。3. 學會使用交流儀器。二、實驗說明電阻、電感和電容元件都是指理想的線性二端元件。1. 電阻元件：在任何時刻電阻兩端的電壓與通過它的電流都服從歐姆定律。即式中是一個常數，稱為線性非時變電阻，其大小與、的大小及方向無關，具有雙向性。它的伏安特性是一條通過原點的直線。在正弦電路中，電阻元件的伏安關系可表示為：式中為常數，與頻率無關，只要測量出電阻端電壓和其中的電流便可計算出電阻的阻值。電阻元件的一個重要特征是電流與電壓同相。2. 電感元件電感元件是實際電感器的理想化模型。它只具有儲存

33、磁場能量的功能。它是磁鏈與電流相約束的二端元件。即：式中表示電感，對于線性非時變電感，是一個常數。電感電壓在圖示關聯(lián)參考方向下為：在正弦電路中：式中稱為感抗，其值可由電感電壓、電流有效值之比求得。即。當常數時，與頻率成正比，越大，越大，越小，越小，電感元件具有低通高阻的性質。若為已知，則電感元件的電感為：（9-1）理想電感的特征是電流滯后于電壓3. 電容元件：電容元件是實際電容器的理想化模型，它只具有儲存電場能量的功能，它是電荷與電壓相約束的元件。即：式中表示電容，對于線性非時變電容，是一個常數。電容電流在關聯(lián)參考方向下為：在正弦電路中或式中稱為容抗。其值為，可由實驗測出。當=常數時，與成反比

34、，越大，越小，電容元件具有高通低阻和隔斷直流的作用。當為已知時，電容元件的電容為：（9-2）電容元件的特點是電流的相位超前于電壓。三、儀器設備1. 電路分析實驗箱一臺 （用RLC串聯(lián)與諧振電路部分的元件參數）2. 功率信號發(fā)生器 一臺3. 交流毫伏表一只3. 數字萬用表一只四、實驗內容與步驟（1） 測定電阻、電感和電容元件的交流阻抗及其參數：圖9-11. 按圖9-1接線確認無誤后，將信號發(fā)生器的頻率調節(jié)到50Hz，并保持不變，分別接通、元件的支路。改變信號發(fā)生器的電壓（每一次都要用萬用表進行測量），使之分別等于表9-1中的數值，再用萬用表測出相應的電流值，并將數據記錄于表9-1中。（注意：電感

35、本身還有一個電阻值）50Hz表9-1信號發(fā)生器輸出元件電流 電壓被測元件（伏）0246810=1KW（毫安）=H（毫安）=2mF（毫安）2. 以測得的電壓為橫坐標，電流為縱坐標，分別作出電阻、電感和電容元件的有效值的伏安特性曲線（均為直線），如圖9-2所示。在直線上任取一點A，過A點作橫軸的垂線，交于B點，則OB代表電壓，AB代表電流，則同理： 圖9-2再按式9-1，9-2計算出和（此項可留到實驗報告中完成）。（2）測定阻抗與頻率的關系：1. 按圖9-1接線，經檢查無誤后，把信號發(fā)生器的輸出電壓調至5伏，分別測量在不同頻率時，各元件上的電流值，將數據記入表9-2中。測量、元件上的電流值時，應在

36、、元件支路中串聯(lián)一個電阻=100W，然后用交流毫伏表測量電阻上的電壓，通過歐姆定律計算出電阻上的電流值，即、元件上的電流值。（注意：電感本身還有一個電阻值）=5伏表9-2被測元件=1KW=2mF信號源頻率(Hz)501002005010020050100200電流(A)阻抗(W)2. 把圖9-1中，、全部并聯(lián)接入電路中，保持信號源頻率=50Hz，輸出電壓=5伏，測量各支路電流及總電流，從而驗證基爾霍夫電流定律的正確性。五、思考題1. 根據實驗結果，說明各元件的阻抗與哪些因素有關？并比較、元件在交、直流電路中的性能。2. 對實驗內容2進行分析，從理論上說明總電流與各支路電流的關系。3. 你能分析

37、出產生本次實驗誤差的原因嗎？六、實驗報告要求1. 按要求計算各元件參數。2. 回答思考題1、2、3。實驗八 RLC串聯(lián)電路的幅頻特性與諧振現象一、實驗目的1測定R、L、C串聯(lián)諧振電路的頻率特性曲線。2觀察串聯(lián)諧振現象，了解電路參數對諧振特性的影響。二、實驗原理1R、L、C串聯(lián)電路(圖10-1)的阻抗是電源頻率的函數，即：當時，電路呈現電阻性，一定時，電流達最大，這種現象稱為串聯(lián)諧振，諧振時的頻率稱為諧振頻率，也稱電路的固有頻率。即或上式表明諧振頻率僅與元件參數L、C有關，而與電阻R無關。圖10-12電路處于諧振狀態(tài)時的特征： 復阻抗Z達最小，電路呈現電阻性，電流與輸入電壓同相。 電感電壓與電容電壓數值相等，相位相反。此時電感電壓(或電容電壓)為電源電壓的Q倍，Q稱為品質因數，即在L和C為定值時，Q值僅由回路電阻R的大小來決定。 在激勵電