電路分析試驗(yàn)

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一、基爾霍夫定律的驗(yàn)證??????????????????????????1二、疊加原理的驗(yàn)證????????????????????????????2三、戴維南定理和諾頓定理的驗(yàn)證??????????????????????4四、RC一階電路的響應(yīng)測(cè)試???????????????????????7五、RLC串聯(lián)揩振電路的研究?????????????????????????10六、RC選頻網(wǎng)絡(luò)特性測(cè)試????????????????????????13

試驗(yàn)一基爾霍夫定律的驗(yàn)證

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.驗(yàn)證基爾霍夫定律的正確性，加深對(duì)基爾霍夫定律的理解。

2.學(xué)會(huì)用電流插頭、插座測(cè)量各支路電流。二、原理說(shuō)明

基爾霍夫定律是電路的基本定律。測(cè)量某電路的各支路電流及每個(gè)元件兩端的電壓，應(yīng)能分別滿(mǎn)足基爾霍夫電流定律（KCL）和電壓定律（KVL）。即對(duì)電路中的任一個(gè)節(jié)點(diǎn)而言，應(yīng)有ΣI＝0；對(duì)任何一個(gè)閉合回路而言，應(yīng)有ΣU＝0。

運(yùn)用上述定律時(shí)必需注意各支路或閉合回路中電流的正方向，此方向可預(yù)先任意設(shè)定。

三、試驗(yàn)設(shè)備（同試驗(yàn)二）四、試驗(yàn)內(nèi)容

試驗(yàn)線路與試驗(yàn)五圖5-1一致，用DG05掛箱的“基爾霍夫定律/疊加原理〞線路。1.試驗(yàn)前先任意設(shè)定三條支路和三個(gè)閉合回路的電流正方向。圖5-1中的I1、I2、I3的方向已設(shè)定。三個(gè)閉合回路的電流正方向可設(shè)為ADEFA、BADCB和FBCEF。

2.分別將兩路直流穩(wěn)壓源接入電路，令U1＝6V，U2＝12V。

3.熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu)，將電流插頭的兩端接至數(shù)字毫安表的“＋、－〞兩端。4.將電流插頭分別插入三條支路的三個(gè)電流插座中，讀出并記錄電流值。5.用直流數(shù)字電壓表分別測(cè)量?jī)陕冯娫醇半娮柙系碾妷褐?，記錄之。被測(cè)量計(jì)算值測(cè)量值相對(duì)誤差I(lǐng)1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)UFA(V)UAB(V)UAD(V)UCD(V)UDE(V)五、試驗(yàn)本卷須知

1.同試驗(yàn)二的注意1，但需用到電流插座。

1

2．所有需要測(cè)量的電壓值，均以電壓表測(cè)量的讀數(shù)為準(zhǔn)。U1、U2也需測(cè)量，不應(yīng)取電源本身的顯示值。

3.防止穩(wěn)壓電源兩個(gè)輸出端碰線短路。

4.用指針式電壓表或電流表測(cè)量電壓或電流時(shí)，假使儀表指針?lè)雌?，則必需調(diào)換儀表極性，重新測(cè)量。此時(shí)指針正偏，可讀得電壓或電流值。若用數(shù)顯電壓表或電流表測(cè)量，則可直接讀出電壓或電流值。但應(yīng)注意：所讀得的電壓或電流值的正確正、負(fù)號(hào)應(yīng)根據(jù)設(shè)定的電流參考方向來(lái)判斷。六、預(yù)習(xí)思考題

1.根據(jù)圖5-1的電路參數(shù)，計(jì)算出待測(cè)的電流I1、I2、I3和各電阻上的電壓值，記入表中，以便試驗(yàn)測(cè)量時(shí)，可正確地選定毫安表和電壓表的量程。

2.試驗(yàn)中，若用指針式萬(wàn)用表直流毫安檔測(cè)各支路電流，在什么狀況下可能出現(xiàn)指針?lè)雌?，?yīng)如何處理？在記錄數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)注意什么？若用直流數(shù)字毫安表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，則會(huì)有什么顯示呢？七、試驗(yàn)報(bào)告

1.根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，選定節(jié)點(diǎn)A，驗(yàn)證KCL的正確性。

2.根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，選定試驗(yàn)電路中的任一個(gè)閉合回路，驗(yàn)證KVL的正確性。3.將支路和閉合回路的電流方向重新設(shè)定，重復(fù)1、2兩項(xiàng)驗(yàn)證。4.誤差原因分析。5.心得體會(huì)及其他。

試驗(yàn)二疊加原理的驗(yàn)證

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

驗(yàn)證線性電路疊加原理的正確性，加深對(duì)線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識(shí)和理解。二、原理說(shuō)明

疊加原理指出：在有多個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中，通過(guò)每一個(gè)元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。

線性電路的齊次性是指當(dāng)鼓舞信號(hào)（某獨(dú)立源的值）增加或減小K倍時(shí)，電路的響應(yīng)（即在電路中各電阻元件上所建立的電流和電壓值）也將增加或減小K倍。三、試驗(yàn)設(shè)備序號(hào)12345名稱(chēng)直流穩(wěn)壓電源萬(wàn)用表直流數(shù)字電壓表直流數(shù)字毫安表迭加原理試驗(yàn)電路板型號(hào)與規(guī)格0~30V可調(diào)0~200V0~200mV數(shù)量二路1111備注DG04自備D31D31DG05四、試驗(yàn)內(nèi)容

試驗(yàn)線路如圖7-1所示，用DG05掛箱的“基爾夫定律/疊加原理〞線路。圖7-1

2

1.將兩路穩(wěn)壓源的輸出分別調(diào)理為12V和6V，接入U(xiǎn)1和U2處。

2.令U1電源單獨(dú)作用（將開(kāi)關(guān)K1投向U1側(cè)，開(kāi)關(guān)K2投向短路側(cè)）。用直流數(shù)字電壓表和毫安表（接電流插頭）測(cè)量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表7-1。

表7-1測(cè)量項(xiàng)目試驗(yàn)內(nèi)容U1單獨(dú)作用U2單獨(dú)作用U1、U2共同作用U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)F122U2單獨(dú)作用3.令U2電源單獨(dú)作用（將開(kāi)關(guān)K1投向短路側(cè)，開(kāi)關(guān)K2投向U2側(cè)），重復(fù)試驗(yàn)步驟2的測(cè)量和記錄，數(shù)據(jù)記入表7-1。

4.令U1和U2共同作用（開(kāi)關(guān)K1和K2分別投向U1和U2側(cè)），重復(fù)上述的測(cè)量和記錄，數(shù)據(jù)記入表7-1。

5.將U2的數(shù)值調(diào)至＋12V，重復(fù)上述第3項(xiàng)的測(cè)量并記錄，數(shù)據(jù)記入表7-1。6.將R5（330Ω）換成二極管1N4007（即將開(kāi)關(guān)K3投向二極管IN4007側(cè)），重復(fù)1～5的測(cè)量過(guò)程，數(shù)據(jù)記入表7-2。

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7.任意按下某個(gè)故障設(shè)置按鍵，重復(fù)試驗(yàn)內(nèi)容4的測(cè)量和記錄，再根據(jù)測(cè)量結(jié)果判斷出故障的性質(zhì)。表7-2測(cè)量項(xiàng)目試驗(yàn)內(nèi)容U1單獨(dú)作用U2單獨(dú)作用U1、U2共同作用2U2單獨(dú)作用五、試驗(yàn)本卷須知U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)1.用電流插頭測(cè)量各支路電流時(shí)，或者用電壓表測(cè)量電壓降時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性，正確判斷測(cè)得值的＋、－號(hào)后，記入數(shù)據(jù)表格。2.注意儀表量程的及時(shí)更換。六、預(yù)習(xí)思考題

1.在疊加原理試驗(yàn)中，要令U1、U2分別單獨(dú)作用，應(yīng)如何操作？可否直接將不作用的電源（U1或U2）短接置零？

2.試驗(yàn)電路中，若有一個(gè)電阻器改為二極管，試問(wèn)疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎？為什么？七、試驗(yàn)報(bào)告

1.根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，進(jìn)行分析、比較，歸納、總厚試驗(yàn)結(jié)論，即驗(yàn)證線性電路的疊加性與齊次性。

2.各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出？試用上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算并作結(jié)論。

3.通過(guò)試驗(yàn)步驟6及分析表格7-2的數(shù)據(jù)，你能得出什么樣的結(jié)論？

4.心得體會(huì)及其他。

試驗(yàn)三戴維南定理和諾頓定理的驗(yàn)證──有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測(cè)定

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.驗(yàn)證戴維南定理和諾頓定理的正確性，加深對(duì)該定理的理解。2.把握測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。二、原理說(shuō)明

1.任何一個(gè)線性含源網(wǎng)絡(luò)，假使僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看作是一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)（或稱(chēng)為含源一端口網(wǎng)絡(luò)）。

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戴維南定理指出：任何一個(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個(gè)電壓源與一個(gè)電阻的串聯(lián)來(lái)等效代替，此電壓源的電動(dòng)勢(shì)Us等于這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓Uoc，其等效內(nèi)阻R0等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源均置零（理想電壓源視為短接，理想電流源視為開(kāi)路）時(shí)的等效電阻。

諾頓定理指出：任何一個(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個(gè)電流源與一個(gè)電阻的并聯(lián)組合來(lái)等效代替，此電流源的電流Is等于這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流ISC，其等效內(nèi)阻R0定義同戴維南定理。

Uoc（Us）和R0或者ISC（IS）和R0稱(chēng)為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。2.有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測(cè)量方法(1)開(kāi)路電壓、短路電流法測(cè)R0

在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開(kāi)路時(shí)，用電壓表直接測(cè)其輸出端的開(kāi)路電壓Uoc，然后再將其輸出端短路，用電流表測(cè)其短路電流Isc，則等效內(nèi)阻為UocR0＝──

Isc圖9-1則易損壞其內(nèi)部元件，因此不宜用此法。(2)伏安法測(cè)R0

用電壓表、電流表測(cè)出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線，如圖9-1所示。根據(jù)外特性曲線求出斜率tgφ，則內(nèi)阻△UUoc

R0＝tgφ＝──＝──?！鱅Isc

再測(cè)量電流為額定值IN時(shí)的輸出

Uoc－UN

端電壓值UN，則內(nèi)阻為R0＝────。IN

(3)半電壓法測(cè)R0

如圖9-2所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路電壓的一半時(shí)，負(fù)載電阻（由電阻箱的讀數(shù)

ΔUφUocUABΔIOIIsc假使二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很小，若將其輸出端口短路

被測(cè)有R0源網(wǎng)US絡(luò)RLUoc/2V也可以先測(cè)量開(kāi)路電壓Uoc，圖9-2

被測(cè)有R0源網(wǎng)US絡(luò)VU穩(wěn)壓電源確定）即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。

(4)零示法測(cè)UOC圖9-3

在測(cè)量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓時(shí)，用電壓表直接測(cè)量會(huì)造成較大的誤差。為了消除