电路分析实验指导书(适用于应用电子技术、计算机控制专业)

1、电路分析实验指导书适用于应用电子技术、计算机控制专业海南软件职业技术学院前言电工实验课是一门实践性很强的专业基础课。通过实验训练，可以近一步巩固所学理论知识，加强和提高独立分析问题和解决问题的能力。为了实现强化动手操作，培养学生实际应用技能这一主要目标，本实验指导书力求体现高职教育的办学特点。要求学生在实验前必须认真预习、在实验过程中仔细观察、实事求是的做好记录。实验结束后要写出完整的高水平的实验报告。本书共编排了13个实验项目，可作为应用电子技术、控制专业的实验用书，可根据具体情况选作其中几项。海南软件职业技术学院理科部吴恒玉二00六年七月目录实验一 常用电工仪器仪表的使用实验二 电阻元件伏

2、安特性的测绘实验三 基尔霍夫定律的验证实验四 叠加定理的验证实验五 戴维南定理的验证实验六 受控源研究实验七 日光灯电路及功率因数的提高实验八 交流电路参数的测定实验九 串联谐振实验十 并联谐振实验十一 三相交流电路实验十二 一阶rc电路的设计实验十三 三相电路功率的测量实验一 常用电工仪器仪表的使用一、实验目的 1了解常用仪表表盘上主要标注的意义。 2掌握常用仪器设备的使用方法。二、原理说明 实训中常用的电工仪器仪表的工作原理分别如下： 1万用表 万用表具有带标尺的刻度盘、转换开关、零欧姆调节旋钮和供测量接线的插孔。万用表应水平放置，测量前首先检查表头指针是否在零点，可调节表头下方的调零旋钮

3、使指针指于零位。将红色表笔插入正极插孔，黑色表笔插入负极插孔，根据测量种类将转换开关拨到所需的档位上，测量时若将测量种类和量限档位放错，会使表头严重损坏。 万用表标度盘内有数条标尺。它们分别在测量不同电量时使用，根据 测量种类在相应的标尺上读取数据。例如标有“dc”或“”的标尺为测量直流各量用的；标有“ac”或“”的标尺为测量交流各量用的；标有“”的标尺是测量直流电阻用的。 （1）直流电压的测量 将万用表转换开关拨至直流电压档上，估计被测电压的大小，选择适当的量限，两表笔应跨接在被测电压的两端，红色表笔插“+”孔，接至被测电压的正极；黑色表笔插“-”孔，接至被测电压的负极。当指针反向偏转时，将

4、两表笔交换后接至电路，再读取读数。被测电压的正负由电压的参考极性 和实际极性是否一致来决定。 （2）直流电流的测量 将万用表转换开关拨至直流电流档，估计被测电流的大小，选择适当的量限，两表笔与被测支路串联，应使电流从红色正表笔流入，从黑色负表笔流出。当指针反向偏转时，应将两表笔交换位置，再读取读数，被测电流的正负由电流的参考方向与实际方向是否一致来决定。 （3）交流电压的测量 万用表转换开关拨至交流电压档，将两表笔跨接在被测电压的两端（不必区分正负端），交流电压挡的标尺刻度为正弦交流电压的有效值。 （4）直流电阻的测量 将万用表转换开关拨至电阻档，估计被测电阻的大小，选择电子档的量限，被测电阻

5、的值应尽量接近这一档的中心电阻值，读数时最为清晰。 测量电阻前，应先将两表笔短接，转动零欧姆调节旋钮，使指针停在标尺的“0”欧姆位置上。若不能调节到“0”欧姆点，说明内部电池的电阻已增大，需要更换电池。每变换一次电阻档，都要重新调节指针的零欧姆点。 万用表的电阻档绝不允许测量带电的电阻，因为测量带电的电阻就相当于被测电阻的端电压接入仪表，无疑会使万用表遭到破坏。电路中若有电容存在，则应先将电容放电后再测量电路中的电阻。测量电阻时，两手不应同时接触电阻的两端，避免人体电阻对测量的影响。 万用表使用完毕，应将转换开关置于交流电压最高档。万用表若长时间不使用，需要将电池取出。 2双路直流稳压电源 直

6、流稳压电源是输出可调稳定直流电压的电源设备。它一般可以输出稳定的直流电压0-30v，输出最大电流3a。使用是时先插上仪器旁侧的电源插头，输入220v的交流电压，再打开面板上的电源开关，指示灯即亮。面板上的输出接线柱有“、 ”之分，电路中如果不需要接地时，“ 、 ”端可空着。输出接线柱千万不能误接到交流电源上，否则会使稳压电源立即损坏。输出电压和输出电流的值，由面板上的电压表和电流表指示出来。 直流稳压电源在使用中，要防止过载和短路，若发现电压表指示突然下至零，表示电流过大，内部的过载保护部分停止输出电压，这时要设法减小输出电流，然后再按一下面板上的复位按钮，即可使输出电压恢复正常。有些直流稳压

7、电源在面板上或仪器内部装有管状保险丝塞孔，是作为短路保护用的。 由于直流稳压电源的内阻极小，约数十毫欧姆，输出电压稳定，故可当作恒定的电压源使用。 3低频信号发生器 信号发生器是产生适合一定技术要求的电信号的电子仪器，工作频率在低频范围内的称为低频信号发生器。在电路实验中的正弦波低频信号发生器，一般有xd1、xd2、xd7、xfd7等多种型号。这里我们以功能较全的xd7型为例，来说明低频信号发生器的一般使用方法。xd7型低频信号发生器是一种晶体管式的电子仪器，它能产生20hz200hz的正弦信号电压，除电压输出外，还有不小于5w的功率输出，配接8、600、5k等三种负载。 使用方法如下： （1

8、）仪器通电前，先将输出调节旋钮逆时针方向旋到最小位置，检查电源电压是否与仪器所需电源电压相符，然后接通电源开关，电源指示灯亮。 （2）频率调节：根据所需频率，先选择频段，再调节“频率调节”旋钮，使指针指在所需频率位置即可。 （3）电压输出：由面板上“电压输出”插座引出，可用“输出调节”旋钮调节输出电压的大小。 （4）功率输出：两种输出方式，一种是对称式输出，一种是不对称式输出。输出电压的大小可以由“输出调节”旋钮连续调节，也可以通过“输出衰减”旋钮步进调节。使用功率输出时，应注意输出阻抗与负载阻抗的匹配，此时负载可获得最大功率。 （5）输出指示：本仪器面板上的电压表所示的电压值为仪器不对称输出

9、时电压的有效值。当仪器接成对称输出时。电压表指示值为实际输出电压值的二分之一。 4晶体管毫伏表和电子管毫伏表 晶体管毫伏表和电子管毫伏表都是测量正弦交流电压有效值的电子仪器。与一般交流电压表相比，它们的量限多，测量电压的频率宽，灵敏度高，使用范围更广；输出阻抗高，输入电容小，对被测电路影响小。 gb9b型电子管毫伏表的使用方法： （1）通电前，检查电源电压是否与仪器所需的电源电压相符。将仪器放平，检查仪表指针是否在零位，否则可调节表头上的机械调零螺丝使指针回到零点。 （2）将仪器的两输入端短路后，打开仪器电源开关，指示灯亮。预热数分钟后观察仪表指针是否仍在零位，若不在零位，可调节面板上的“零点

10、调节”旋钮使指针回到零位。 （3）将量限选择开关（量程）置于所需量限位置，重新调节零点，然后即可进行测量。如果不知被测电压的大小，应先选最大量限，然后逐档下降，并尽可能使指针接近满刻度（一般在三分之二以上）。测量过程中，凡改变量限均需重新调整零点。 （4）仪器的输入端有一端是接地的，它与被测电路的接地端应可靠连接，以减少测量时的外来干扰。 （5）使用中为了防止因感应电压使毫伏表指针过偏而受到损坏，在停止测量时间内，可将量限开关置于10v以上的高量限位置，在使用毫伏级量限时，读数后应将量限开关置于高量限位置后才可断开毫伏表输入端。 （6）本仪表一般不能用于非正弦电压的测量。三、实验仪器设备 1

11、500型万用表 1台 2双路直流稳压电源 1台 3低频信号发生器 1台 4毫伏表 1块 5示波器 1台 6直流电流表 1块 7交流电流表 1块 8功率表 1块 9交流电压表 1块四、实验内容1观察交、直流电流表和功率表的表盘标注与型号，并将它们记录在表1-1中。 表1-1 仪表名称表面标注与型号标注和型号的意义直流电流表交流电流表功率表2用万用表测量直流电流 （1）按图1-1接线，将万用表转换开关置于直流电流500ma档，万用表的红表笔接至电路的a点，黑表笔接至b点，万用表被串联接入电路，直流电源输出电压us=10v,r=100可变电阻器rp调至最大电阻值。 图 1-1 （2）闭合开关s，可变

12、电阻器分别取1/4rp、1/2rp、3/4rp，测量相应的直流电流值，记入表1-2中。 表1-2直流电流可变电阻器1/4 rp1/2 rp3/4 rprp测量电流值（ma）（3）用毫伏表测量信号发生器的输出电压 调节信号发生器频率为1khz，输出衰减为0db，功率接成不对称输出形式，输出电压为10v然后逐档改变输出衰减，读取相应的毫伏表指示值，记入表1-3中。表1-3输出衰减（db）020406080输出电压（v）五、注意事项1稳压源的输出不允许短路，恒流源的输出不允许开路。2切不可误用万用表的电阻档和电流档去测量电压以免烧坏表头。六、实验报告1测量电压或电流时，若不知具体数值，万用表应如何选

13、择量限？2由实验数据说明在测量电流电压时，万用表（或交流电流表）和电子毫伏表各适用于何种场合？实验二 电阻元件伏安特性的测绘一实验目的1掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法；2学习恒压源、直流电压表、电流表的使用方法。二原理说明任一二端电阻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uf(i)来表示，即用ui平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该电阻元件的伏安特性曲线。根据伏安特性的不同，电阻元件分两大类：线性电阻和非线性电阻。线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图11中（a）所示，该直线的斜率只由电阻元件的电阻值r决定，(d)(b)(c)u

14、uuiii(a)ui0000图11其阻值为常数，与元件两端的电压u和通过该元件的电流i无关；非线性电阻元件的伏安特性是一条经过坐标原点的曲线，其阻值r不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不同的，常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等，它们的伏安特性如图11中（b）、（c）、（d）。在图11中，u 0的部分为正向特性，u 0的部分为反向特性。绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法，即在不同的端电压作用下，测量出相应的电流，然后逐点绘制出伏安特性曲线，根据伏安特性曲线便可计算其电阻值。三实验设备1直流数字电压表、直流数字电流表2恒压源3电工、模拟、数字三合一实验台及组件四实验内容1测

15、定线性电阻的伏安特性按图12接线，图中的电源u选用恒压源的可调稳压输出端，通过直流数字毫安表与1k线性电阻相连，电阻两端的电压用直流数字电压表测量。调节恒压源可调稳压电源的输出电压u，从0伏开始缓慢地增加（不能超过10v），在表11中记下相应的电压表和电流表的读数。表11 线性电阻伏安特性数据 u(v) 0 2 4 6 8 10 i(ma)2测定6.3v白炽灯泡的伏安特性将图1-2中的1k线性电阻换成一只6.3v的灯泡，重复1的步骤，电压不能超过6.3v，在表12中记下相应的电压表和电流表的读数。表12 6.3v白炽灯泡伏安特性数据 u (v) 0 1 2345 i (ma)3测定半导体二极管

16、的伏安特性按图13接线，为限流电阻，取200（十进制可变电阻箱），二极管的型号为1n4007。测二极管的正向特性时，其正向电流不得超过25ma，二极管的正向压降可在00.75v之间取值。特别是在0.50.75v之间更应取几个测量点；测反向特性时，将可调稳压电源的输出端正、负连线互换，调节可调稳压输出电压u，从0伏开始缓慢地增加（不能超过30v）， 将数据分别记入表13和表14中。表13 二极管正向特性实验数据 u (v) 0 0.2 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60 0.65 0.70i (ma)表14 二极管反向特性实验数据 u (v) 0 5 10 15 20 25 i (ma

17、)4测定稳压管的伏安特性将图13中的二极管1n4007换成稳压管2cw51，重复实验内容3的测量，其正、反向电流不得超过20ma，将数据分别记入表1和表1中。表1 稳压管正向特性实验数据u (v) 0 0.2 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60 0.65 0.70i (ma)表1 稳压管反向特性实验数据 u (v)011.52.2.52.833.23.5 i (ma)五实验注意事项1测量时，可调稳压电源的输出电压由0缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表和电流表，不能超过规定值。2稳压电源输出端切勿碰线短路。3测量中，随时注意电流表读数，及时更换电流表量程，勿使仪表超量程。六预习与思考题1线

18、性电阻与非线性电阻的伏安特性有何区别？它们的电阻值与通过的电流有无关系？2如何计算线性电阻与非线性电阻的电阻值？3请举例说明哪些元件是线性电阻，哪些元件是非线性电阻，它们的伏安特性曲线是什么形状？4设某电阻元件的伏安特性函数式为if（u），如何用逐点测试法绘制出伏安特性曲线。 七实验报告要求1根据实验数据，分别在方格纸上绘制出各个电阻的伏安特性曲线。2根据伏安特性曲线，计算线性电阻的电阻值，并与实际电阻值比较。实验三 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理论中最基本也是最重

19、要的定律之一。它概括了电路中电流和电压分别应遵循的基本规律。基尔霍夫定律内容有二：一是基尔霍夫电流定律，即kcl。一是基尔霍夫电压定律，即kvl。（1）基尔霍夫电流定律：电路中，任意时刻，对任一节点，所有支路电流的代数和恒等于零，亦即：=0 。该式表明基尔霍夫电流定律规定了节点上各支路电流间的约束关系，这种关系与支路上元件的性质无关。不论元件是线性的还是非线性的，含源的或无源的，时变的或时不变的等等都是适用的。（2）基尔霍夫电压定律：电路中任意时刻，沿电路中任一闭合回路绕行一周，各段电压的代数和恒等于零，即u=0。该式表明任一闭合回路中各段电压的约束关系，它与电路中元件的性质无关。不论这些元件

20、是线性的或是非线性的，含源的或无源的，时变的或时不变的等等都是适用的。 运用上述定律时必须注意电流的正方向，此方向可预先任意设定。三、实验仪器设备500型万用表 1台数字万用表 1台电工、模拟、数字三合一实验台及组件四、实验内容 1实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图2-1中的i1、i2、i3所示，并熟悉线路结构，掌握各开关的操作使用方法。2取稳压电源us1=6v,us2=12v.3熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至毫安表的“、”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用万用表分别测量电路电源及电阻元件上的电压值，记录之。实验线路如图2-1所示。

21、图 2-1 表 2-1被测量i1(ma)i2(ma)i3(ma)us1(v)us2(v)ufa(v)uab(v)uad(v)ucd(v)ude(v)计算值测量值相对误差验证kcl 节点a= 验证kvl回路adefau= 五、注意事项1所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘指示值为准。2不允许电源两端短路。3若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表的“、”极性。倘若不换接极性，则电表指针可能反偏（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针正偏，但读得的电流值必须冠以负号。六、.实验报告1如何确定电流、电压的正负值？2误差原因分析。实验四 叠加定理

22、的验证一、实验目的3 验证叠加定理的正确性。4 加深对线性电路叠加性的认识和理解。二、原理说明 叠加定理指出：在有几个独立源共同作用的线性电路中，任一支路电流（或电压）都是电路中各个电源单独作用时在该支路中产生的电流（或电压）的代数和。三、实验仪器设备500型万用表 1台数字万用表 1台电工、模拟、数字三合一实验台及组件四、实验内容 1实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图3-1中的i1、i2、i3所示，并熟悉线路结构，掌握各开关的操作使用方法。2取稳压电源us1=6v,us2=12v两电源共同作用下，测量各支路的电流及各电阻元件两端的电压。3us1单独作用时，测量各支路的电流及各电阻元

23、件两端的电压。4us2单独作用时，测量各支路的电流及各电阻元件两端的电压。 将以上结果记入表3-1。实验线路如图3-1所示。 图 3-1 表3-1电源i1(ma)i2(ma)i3(ma)u1(v)u3(v)u4(v)us1 us2共同作用us1单独作用us2单独作用五、注意事项1 注意仪表的极性。2 要根据电流和电压的参考方向，确定被测数值的正负号。六、实验报告1利用表3-1的数据进行分析、比较、归纳总结出实验的结论验证叠加定理2根据实验数据验证电阻r3上的功率是否符合叠加定理？为什么？实验五 戴维南定理的验证一、实验目的1 验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。2 掌握测量有源二端网络

24、等效参数的一般方法，并了解各种测量方法的特点。二、原理说明1 戴维南定理指出，任何一个线性含源一端口电阻网络，对外电路来说，可以用一条含源支路等效替代。该含源支路的电压源电压等于含源一端口网络的开路电压，其电阻等于含源一端口网络化成无源网络的入端电阻。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 ，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流 ，则电阻为这种方法简便，但对于不允许直接短路的二端网络是不能使用的。(2) 伏安法用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图4-1所示。根据特性曲线求出斜率 ，则内阻用伏安法，

25、主要是测量开路电压及电流为额定值时的输出端电压值 ，则内阻为 若二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。 图4-1 图4-2 (3) 半偏法 如图4-2所示，调节使负载电压为被测网络开路电压的一半，此时负载电阻（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，在实际测量中被广泛采用。(4) 测定有源二端网络等效电阻的其他方法：将被测有源网络中内部的独立电压源处短接，独立电流处开路，被测网络成为无独立源的二端网络，然后用外加电源法或直接用万用表的欧姆档去测定负载开路后a、b两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻 。(5) 补偿法 当有源二端网络的入端等效电阻较大时，用电压表直接测量开路

26、电压的误差较大，这时采用补偿法测量开路电压较为准确。图4-3中虚线框内为补偿电路，为另一个直流电压源，可变电阻器接成分压器使用，g为检流计。当需要测量网络a、b两端的开路电压时，将补偿电路的a、b端分别与、两端相接，调节分压器的输出电压，使检流计的指示为零，被测网络即相当于开路，此时电压表所测得的电压就是该网络的开路电压。由于这时被测网络不输出电流，网络内部无电压降，测得的开路电压数值较准确。图4-3 补偿法测量开路电压三、实验仪器设备500型万用表 1台数字万用表 1台电工、模拟、数字三合一实验台及组件四、实验内容被测有源二端网络如图4-4（a）所示1用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路

27、和 。按图4-4（a）线路接入稳压电源和恒流源及可变电阻箱 ，测定和 ，结果计入表4-1中。表4-1（v）（ma）=/（）(a) 有源二端网络实验线路 （b）戴维南等效电源电路 图4-42负载实验按图4-4（a）改变阻值，测量有源二端网络的外特性，结果记入表4-2中。表4-2（）050100150200250300u（v）i（ma）3按图4-4（b）接线，图中和为有源二端网络的开路电压和等效电阻，从直流稳压电源取得，从电阻箱取得。在a、b端钮接上另一电阻箱作为负载电阻 。改变的值，测量相应的端电压u和电流i，记入表4-3中。表4-3（）050100150200250300u（v）i（ma）五、

28、注意事项 1注意用万用表直接测时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表。 2接线路时，要关掉电源。六、实验报告根据实训数据，绘出有源二端网络及其戴维南等效电源的外特性u=（i）。说出两种测量等效电阻的方法与步骤。实验六 受控源研究一实验目的1加深对受控源的理解；2熟悉由运算放大器组成受控源电路的分析方法，了解运算放大器的应用；3掌握受控源特性的测量方法。二原理说明1受控源受控源向外电路提供的电压或电流是受其它支路的电压或电流控制，因而受控源是双口元件：一个为控制端口，或称输入端口，输入控制量（电压或电流），另一个为受控端口或称输出端口，向外电路提供电压或电流。受控端口的电压或电流，受控制端

29、口的电压或电流的控制。根据控制变量与受控变量的不同组合，受控源可分为四类：（1）电压控制电压源（vcvs），如图21（a）所示，其特性为：其中：称为转移电压比（即电压放大倍数）。（2）电压控制电流源（vccs），如图21（b）所示，其特性为： 其中：称为转移电导。（3）电流控制电压源（ccvs），如图21（c）所示，其特性为：其中：称为转移电阻。（4）电流控制电流源（cccs），如图21（d）所示，其特性为：其中：称为转移电流比（即电流放大倍数）。2用运算放大器组成的受控源运算放大器的电路符号如图22所示，具有两个输入端：同相输入端和反相输入端，一个输出端，放大倍数为a，则a（）。对于理想运算

30、放大器，放大倍数a为，输入电阻为，输出电阻为0，由此可得出两个特性：特性1：；特性2：。电压控制电压源（vcvs）电压控制电压源电路如图23所示。由运算放大器的特性1可知：则 由运算放大器的特性2可知：代入、 得：可见，运算放大器的输出电压u2受输入电压u1控制，其电路模型如图22（a）所示，转移电压比：。电压控制电流源（vccs）电压控制电流源电路如图24所示。由运算放大器的特性1可知：则 由运算放大器的特性2可知： 即i2只受输入电压u1控制，与负载rl无关（实际上要求rl为有限值）。其电路模型如图21（b）所示。转移电导为：（3）电流控制电压源（ccvs）电流控制电压源电路如图25所示。

31、由运算放大器的特性1可知： u2=r ir由运算放大器的特性2可知：代入上式，得： 即输出电压u2受输入电流i1的控制。其电路模型如图21（c）所示。转移电阻为： （4）电流控制电流源（cccs）电流控制电流源电路如图26所示。由运算放大器的特性1可知： 由运算放大器的特性2可知： 代入上式，即输出电流i2只受输入电流i1的控制。与负载rl无关。它的电路模型如图21（d）所示。转移电流比 三实验设备500型万用表 1台数字万用表 1台电工、模拟、数字三合一实验台及组件四实验任务1测试电压控制电压源（vcvs）特性 实验电路如图27所示，图中，u1用恒压源的可调电压输出端，r1r210，rl2（

32、用电阻箱）。 （1）测试vcvs的转移特性u2 =f（u1） 调节恒压源输出电压u1（以电压表读数为准），用电压表测量对应的输出电压u2，将数据记入表21中。 表21 vcvs的转移特性数据u1/v0 1234u2/v（2）测试vcvs的负载特性u2=f（rl）保持u12v，负载电阻rl用电阻箱，并调节其大小，用电压表测量对应的输出电压u2，将数据记入表22中。表22 vcvs的负载特性数据rl/1k2k3k4k5k6k7k8k9ku2/v2测试电压控制电流源（vccs）特性 实验电路如图28所示，图中，u1用恒压源的可调电压输出端，r110，rl2（用电阻箱）。（1）测试vccs的转移特性i

33、2=f（u1）调节恒压源输出电压u1（以电压表读数为准），用电流表测量对应的输出电流i2，将数据记入表23中。 表23 vccs的转移特性数据u1/v00.i2/ma（）测试vccs的负载特性i2=f（rl）保持u12v，负载电阻rl用电阻箱，并调节其大小，用电流表测量对应的输出电流i2，将数据记入表24中。表24 vcvs的负载特性数据rl/1k2k3k4k5k6k7k8k9ki2/3测试电流控制电压源（cs）特性实验电路如图2所示，图中，1用恒流源，r110，rl2（用电阻箱）。（1）测试ccvs的转移特性u2=f（u1）调节恒流源输出电流i1（以电流表读数为准），用电压表测量对应的输出电

34、压u2，将数据记入表25中表25 ccvs的转移特性数据i1/ ma0.u2/v（）测试 的负载特性=f（rl）保持12，负载电阻rl用电阻箱，并调节其大小，用电压表测量对应的输出电压u2，将数据记入表26中。表26 的负载特性数据rl/1k2k3k4k5k6k7k8k9ku2/测试电流控制电流源（ccs）特性实验电路如图2所示。图中，1用恒流源，r1r210，rl2（用电阻箱）。（1）测试ccs的转移特性i2=f（i1）调节恒流源输出电流i1（以电流表读数为准），用电流表测量对应的输出电流i2，i1、i2分别用eel31组件中的电流插座56和1718测量，将数据记入表27中。 表27 ccc

35、s的转移特性数据i1/ma0.i2/ma（）测试cccs的负载特性i=f（rl）保持1.2，负载电阻rl用电阻箱，并调节其大小，用电流表测量对应的输出电流i2，将数据记入表28中。表28 cccv的负载特性数据rl/1k2k3k4k5k6k7k8k9ki2/ma五实验注意事项1用恒流源供电的实验中，不允许恒流源开路；2运算放大器输出端不能与地短路，输入端电压不宜过高（小于5v）。六预习与思考题1什么是受控源？了解四种受控源的缩写、电路模型、控制量与被控量的关系；2四种受控源中的转移参量、g、r和的意义是什么？如何测得？3若受控源控制量的极性反向，试问其输出极性是否发生变化？4如何由两个基本的c

36、cvc和vccs获得其它两个cccs和vcvs，它们的输入输出如何连接？5了解运算放大器的特性，分析四种受控源实验电路的输入、输出关系。七实验报告要求1根据实验数据，在方格纸上分别绘出四种受控源的转移特性和负载特性曲线，并求出相应的转移参量、g、r和；2参考表21数据，说明转移参量、g、r和受电路中哪些参数的影响？如何改变它们的大？3回答预习与思考题中的3、4题；4对实验的结果作出合理地分析和结论，总结对四种受控源的认识和理解。实验七 日光灯电路及功率因数的提高一、实验目的1 了解日光灯的结构及工作原理。2 掌握对感性负载提高功率因数的方法。3 通过测量日光灯电路所消耗的功率，学会使用功率表。

37、二、原理说明1日光灯电路主要由日光灯管、镇流器、启辉器等元件组成，如图5-1所示。灯管两端有灯丝，其管内充以惰性气体（氩气或氪气）及少量水银，其管内壁涂有一层荧光粉，当管内产生弧光放电时，水银蒸气受激发辐射大量紫外线，管壁上的荧光粉在紫外线的激发下辐射出白色荧光，这就是日光灯发光原理。要日光灯管产生弧光放电必须具备两个条件：一个是将灯管预热使其发射电子；另一个是需要有一个较高的电压使管内气体击穿放电。下面我们分析图5-1所示电路的工作原理。 接通电源时，电源电压同时加到灯管和启辉器的两个电极上，对灯管来说，此电压太低，不足以使它放电；但对启辉器来说，此电压可以使它产生辉光放电。启辉器中双金属片

38、因放电受热膨胀，从而与静触片接触，于是有电流流过镇流器、灯丝和启辉器，灯丝得到预热。经13秒后，启辉器两触片分开（因启辉器内辉光放电停止，双金属片冷却），使电路中电流突然中断，于是镇流器（一个带铁芯的电感线圈）中产生一个瞬间的高电压，此电压与电源电压叠加后加在灯管两端，将管内气体击穿而产生弧光放电。灯管点燃后，由于镇流器的存在，灯管两端的电压比电源电压低的多（具体数值与灯管功率有关，一般在50100v的范围内），不足以使启辉器放电，其触点不再闭合。由此可见，启辉器相当于一个自动开关的作用，而镇流器在启动时起产生高电压的作用，在启动前灯丝预热瞬间及启动后灯管工作时则起限流作用。图5-1 日光灯电

39、路2功率因数 由于镇流器的感抗较大，日光灯电路的功率因数是比较低的，通常在0.5左右。过低的功率因数对供电和用户来说都是不利的，一般可以并联合适的电容器来提高电路的功率因数。3功率表用于测量电路的有功功率，应注意正确选用功率表的电压、电流和功率量限，正确接线和读数。本次实验中，由于电路功率因数较低，宜选用低功率因数功率表来测量功率。三、实验仪器设备500型万用表 1台数字万用表 1台电工、模拟、数字三合一实验台及组件四、实验内容 图5-2日光灯改善功率因数实验电路图 表5-1 项目s状态 测量数值 计算值uuluriilicistpprplcoss断开s闭合c=2c-5c=71按图5-2连接线

40、路，在没有接入电容器时，即c=0的情况下，用电压表、交流电流表、功率表测量日光灯在额定电压下的等效参数，把测量结果记入表5-1。2接入电容，按表5-1中所给数值，将电容从小到大逐渐增加，并测量相应的电压、电流、功率，记入表5-1中五、注意事项 1实验中认真检查实验电路，镇流器规格应与日光灯管规格相符。特别注意接线时别把镇流器短接，以免烧坏日光灯管。功率表的电压、电流线圈接线应符合要求，量限选择应正确。 2日光灯起动时的电流较正常工作时的电流大，在做起动实验时应注意电流表的量限，观察指针偏转情况，勿使过载。六、实验报告 1日光灯电路并联电容器的电容值大小，对电路的功率因数有何影响？ 2 提高电感

41、性电路的功率因数有何意义。实验八 交流电路参数的测定一、实验目的1 学习交流电流表、交流电压表和功率表测定交流电路元件等值参数的方法。2 加深对阻抗、阻抗角等概念的理解。3 掌握功率表的使用方法。二、原理说明 1交流电路元件的等值参数r、l、c可以用交流电桥直接测量，也可以用交流电流表、交流电压表及功率表所测得的u、i、p的数值来计算，这种测定方法叫“三表法”。如果被测元件是一个电感线圈，则由 计算出等值参数 同理，如果被测元件是一个电容器，则等值参数为 2如果被测对象是一个元件，而是一个无源一端口网络，则测量u、i、p也可求出z、r、x，然后判断是容性还是容感性，在求出等效电容c或等效电感l

42、。三、实验仪器设备500型万用表 1台数字万用表 1台电工、模拟、数字三合一实验台及组件功率因数表 1块四、实验内容 图6-1三表法测参数电路图1 选镇流器作为待测电感元件，选电容箱中的4f电容为待测电容元件。按图6-1接线，分别测量电感线圈，电容器的参数，数据记录于表6-1。 表6-1 数据被测元件测量值计算值u（v）i（a）p（w）rxlc电感线圈电 容 器2把电感线圈、电容器和一个电阻（滑线变阻器）串联按图6-1接好线路，测量u、i、p将结果记入表6-2中。表6-2测量值计算值u（v）ur（v）ul（v）uc（v）i（a）p（w）rxlccos五、注意事项 1单相调压器使用之前，先将电压

43、调节手轮调在零位。接通电源后再从零位开始逐渐升压，实验结束后，仍将调压器调回零位，然后断开电源。 2注意单相功率表的正确接线，电流接线柱及电压接线柱的星号端的联结，不要接错，否则功率表指针反偏损坏。 3在实验中，必须严格遵守安全操作规程，身体不要触及带电部位，以保证安全。六、实验报告1 图6-1中，哪个表的读数有方法误差。2根据表6-2的计算数据作阻抗三角形。实验九 串联谐振一、实验目的1 观察谐振现象，加深对串联谐振电路特点的理解。2 测定串联谐振电路的谐振曲线。3 利用示波器观测串联谐振电路中电压和电流的相互关系。二、原理说明 1rlc串联谐振电路在图7-1所示的rlc串联电路上，外施一正

44、弦电压，则电路中的电流的有效值为 图7-1 rlc串联电路当外施电源频率与电路所固有的频率相等时（f=f0），感抗与容抗相等，电路中的电抗为零。此时，电路发生串联谐振。f0 称为谐振频率，谐振频率的大小由电路中参数l，c决定，即 2串联谐振电路的特点（1）谐振时阻抗最小，且呈纯电阻性，即（2）电路中电流最大，且与外施电源电压同相。（3）电容电压与电感电压大小相等，相位相反，是电源电压的q倍。3谐振曲线图7-2电流谐振曲线 图7-3通用谐振曲线rlc串联，当端电压一定时，电流的有效值随电源频率变化的曲线称为电流谐振曲线，如图7-2。为了便于使电流谐振曲线具有普遍、直观的特点，常以作为纵坐标作为横坐标，即可画出串联谐振电路的通用谐振曲线，如图7-3q为电路的品质因数，它