1、 电路分析实验指导书 1目 录实验一 电工仪表的使用与测量误差的计算1实验二 电路元件伏安特性的测量4实验三 直流电路中电位、电压的关系研究10实验四 基尔霍夫定律12实验五 叠加定理的验证15实验六 戴维南定理和诺顿定理的验证18实验七 电压源与电流源的等效变换23实验八 受控源特性测试26实验九 RC 一阶电路的动态过程研究实验31实验十 二阶动态电路响应的研究34实验十一 RLC 元件在正弦电路中的特性实验36实验十二 RLC 串联谐振电路的研究39实验十三 双口网络测试42实验十四 RC 选频网络特性测试45实验十五 负阻抗变换器48实验十六 回转器52电路分析实验指导书 2附 1 典
2、型电信号的观察与测量56电路分析实验指导书 1实验一 常用电工仪表的使用与测量误差的计算一、实验目的1、熟悉各类测量仪表、各类电源的布局及使用方法2、掌握电压表、电流表内电阻的测量方法3、熟悉电工仪表测量误差的计算方法二、实验说明1、为了准确地测量电路中实际的电压和电流，必须保证仪表接入电路不会改变被测电路的工作状态，这就要求电压表的内阻为无穷大；电流表的内阻为零。而实际使用的电工仪表都不能满足上述要求。因此，当测量仪表一旦接入电路，就会改变电路原有的工作状态，这就导致仪表的读数值与电路原有的实际值之间出现误差，这种测量误差值的大小与仪表本身内阻值的大小密切相关。2、本实验测量电流表的内阻采用
3、“分流法” ，如图 1-1 所示。图 1-1 可调电流源A 为被测电阻（RA）的直流电流表，测量时先断开开关 S，调节电流源的输出电流 I 使 A 表指针满偏转，然后合上开关 S，并保持 I 值不变，调节电阻箱RB 的阻值，使电流表的指针指在 1/2 满偏转位置，此时有 IA=IS=1/2， RA=RB/R1，R1 为固定电阻器之值，RB 由电阻箱的刻度盘上读得。3、测量电压表的内阻采用分压法，如图 1-2 所示。图 1-2 可调稳压源 图 1-3 电路分析实验指导书 2V 为被测内阻（RV）的电压表，测量时先将开关 S 闭合，调节直流稳压源的输出电压，使电压表 V 的指针为满偏转。然后断开开
4、关 S，调节 RB 使电压表 V 的指示值减半。此时有 RV=RB+R1电阻箱刻度盘读出值 RB 加上固定电阻 R1，即为被测电压表的内阻值。电压表灵敏度为S=RV/U（/V）4、仪表内阻引入的测量误差（通常称之为方法误差，而仪表本身构造上引起的误差称这仪表基本误差）的计算。以图 1-3 所示电路为例，R1 上的电压为，若 ，则UR2121UR1现有一内阻为 RV 的电压表来测量 值，当 RV 与 R1 并联后，以此来替代上式中的 R1，则得1VABRV21为 U 21211RV化简后得 21212RUV若 R1=R2=RV，则得6U相对误差 3.%102/610%1 UR三、实验设备序号 名
5、 称 型号与规格 数量 备注1 可调直流稳压源 11 可调恒流源 13 万用表 MF500B 或其它 14 电位器 10K 15 电阻器 8.2K，10 K四、实验内容电路分析实验指导书 31、根据“分流法”原理测定 MF500B 型（或其他型号）万用表直流毫安1mA 和 10mA 档量限的内阻，线路如图 1-1 所示。被测电流表量限S 断开时的IA（mA）S 闭合时的IA (mA)RB()R1()计算内阻RA()1 mA10 mA2、根据“分压法”原理按图 1-2 接线，测定万用表直流电压 10V 和 50V 档量限的内阻。被测电压表量限S 闭合时的读数（V）S 断开时表读数（V）RB(K)
6、R1(K)计算内阻RV(K)S（/V）10V50V3、用万用表直流电压 50V 档量程测量 1-3 电路中 R1 上的电压 之值，并计1RU算测量的绝对误差与相对误差。U R2 R1 R50V(K)计算值UR1R1（V）实测值 R1（V）绝对误差 U相对误差20V 10K 20K五、实验注意事项：1、实验台上提供所有实验的电源，直流稳压电源和恒流源均可调节其输出量，并由数字电压表和数字毫安表显示其输出量的大小，启动电源之前，应使其输出旋钮置于零位，实验时再缓缓地增、减输出。2、稳压源的输出不允许短路，恒流源的输出不允许开路。3、电压表应与电路并联使用，电流表与电路串联使用，并且都要注意极性与量
7、程的合理选择。六、思考题1、根据实验内容 1 和 2，若已求出 1 mA 档和 10V 档的内阻，可否直接计算得出 10 mA 档和 50V 档的内阻？2、用量程为 10A 的电流表测实际值为 8A 的电流时，实际读数为 8.1A，求测量的绝对误差和相对误差。3、如图 1-4（a） 、(b)为伏安法测量电阻的两种电路，被测电阻的实际值为 RX，电压表的内阻为 RV，电流表的内阻为 RA，求两种电路测电阻 RX 的相对误差。电路分析实验指导书 4(a) 图 1-4 (b)七、实验报告1、列表记录实验数据，并计算各被测仪表的内阻值。2、计算实验内容 3 的绝对误差与相对误差。3、对思考题的计算。实
8、验二 电路元件伏安特性的测量一、实验目的1、学会识别常用电路和元件的方法。2、掌握线性电阻、非线性电阻元件及电压源和电流源的伏安特性的测试方法。3、学会常用直流电工仪表和设备的使用方法。二、实验原理任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压 U 与通过该元件的电流 I之间的函数关系 I=f(U)表示，即 I-U 平面上的一条曲线来表征，即元件的伏安特性曲线。1、线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图 2-1 中 a曲线所示，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。2、一般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温度的升高而增大。通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大。一
9、般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值相差几倍至几十倍，所以它的伏安特性曲线如图2-1 中 b 曲线所示。3、一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其伏安特性曲线如图 2-1中 c 曲线所示。正向压降很小（一般的锗管约为 0.20.3V, 硅管约为0.50.7V）,正向电流随正向压降的升高而急剧上升，而反向电压从零一直增电路分析实验指导书 5加到几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。4、稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特别，如图 2-1 中 d 曲线所示
10、。在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将维持恒定，不再随外加的反向电压升高而增大。注意：流过稳压二极管的电流不能超过管子的极限值，否则管子会被烧坏。图 2-1 各种电路元件的伏安特性曲线三、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 030V 或 012V 12 万用表 MF500B 或其他 13 直流数字毫安表 14 直流数字电压表 15 可调电位器或滑线变阻器 16 二极管 2CP15（或IN4004）17 稳压管 2CW51 18 白炽灯 12V 19 线性电阻
11、1K/1W 1四、实验内容1、测定线性电阻器的伏安特性按图 2-2 接线，调节稳压电源的输出电压 U，从 0 伏开始缓慢地增加，一直到 10V，记下相应的电压表和电流表的读数 UR、I。电路分析实验指导书 6图 2-2UR(V) 0 3 4 5 7 8 10I(mA)2、测定非线性白炽灯泡的伏安特性将图 2-2 中的 RL 换成一只 12V 的汽车灯泡，重复 1 的步骤。UR(V) 0 3 4 5 7 8 10I(mA)3、测定半导体二极管的伏安特性按图 2-3 接线，R 为限流电阻器。测二极管的正向特性时，其正向电流不得超过 35mA，二极管 D 的正向施压 UD+可在 00.75V 之间取
12、值，特别是在0.50.75V 之间更应多取几个测量点。做反向特性实验时，只需将图 2-3 中的二极管 D 反接，且其反向施压 UD可加到 30V。图 2-3正向特性实验数据 UD+(V) 0.10 0.30 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75I (mA)反向特性实验数据 UD (V) -3 5 10 20 30 35 40I (mA)4、测定稳压二极管的伏安特性电路分析实验指导书 7只要将图 2-3 中的二极管换成稳压二极管，重复实验内容 3 的测量。测量点自定。正向特性实验数据 UD+(V)I (mA)反向特性实验数据 UD (V)I (mA)5、测定电压源伏安特性图
13、 2-4按图 2-4 连接电路图，调节 U 为 5V，改变 RL的值，测量 U 和 I 的值。记入下表中：RL（） 100 200 300 500 600 700 800I(mA)U(V)6、测定电流源伏安特性图 2-5按图 2-5 接好电路图，调节 RL的值，测出各种不同 RL 值时的 I 和 U，记入表中： 电路分析实验指导书 8RL（） 100 200 300 500 600 700 800I(mA)U(V)六、实验注意事项1、测二极管正向特性时，稳压电源输出应由小至大逐渐增加，应时刻注意电流表读数不得超过 35mA。2、进行不同实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程，切勿使仪表超量程，仪表的极性亦不可接错。七、思考题1、线性电阻与非线性电阻的概念是什么？电阻器与二极管的伏安特性有何区别？2、设某器件伏安特性曲线的函数式为 I = f(U)，试问在逐点绘制曲线时，其坐标变量应如何放置？3、在图 2-3 中，设 U=3V，U D+ = 0.7V，则毫安表（mA）表读数为多少？4、稳压二极管与普通二极管有何区别，其用途如何？八、实验报告1、根据各实验数据，分别在方格纸上绘制出光滑的伏安特性曲线。 （其中二极管和稳压管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取为不同的比例尺） 。2、根据实验结果，总结、归纳各被测元件的特性。3、必要的误差分析。
