计算机电路实验讲义要点

1、计算机电路实验讲义要点计算机电路实验讲义要点计算机电路实验讲义要点电路部分实验讲义电子与信息工程学院2011.07实验一电路元件伏安特色的测绘及电源外特色的丈量一实验目的1掌握线性和非线性电阻元件伏安特色的逐点测试法2掌握电源外特色的测试方法3掌握运用伏安法判断电阻元件种类的方法4学习使用直流电压表、电流表，掌握电压、电流的丈量方法二实验原理1电阻元件二端电阻元件的伏安特色是指元件的端电压与经过该元件电流之间的函数关系。经过一定的丈量电路，用电压表、电流表可测定电阻元件的伏安特色，由测得的伏安特色可认识该元件的性质。经过丈量获得元件伏安特色的方法称为伏安丈量法（简称伏安法）。把电阻元件上的电压

2、取为纵（或横）坐标，电流取为横（或纵）坐标，依据丈量所得数据，画出电压和电流的关系曲线，称为该电阻元件的伏安特色曲线。（1）线性电阻元件线性电阻元件的伏安特色满足欧姆定律。在关系参照方向下，可表示为：U=IR，此中R为常量，称为电阻的阻值，它不随其电压或电流改变而改变，其伏安特色曲线是一条过坐标原点的直线，该直线的斜率等于该线性电阻元件的电阻值。如图（2）非线性电阻元件1-1（a）所示。非线性电阻元件不依据欧姆定律，它的阻值R跟着其电压或电流的改变而改变，即它不是一个常量，其伏安特色是一条过坐标原点的曲线，如图1-1（b）所示。U(v)I(mA)I(mA)U(v)00(a)线性电阻的伏安特色曲

3、线图1-1伏安特色曲线(b)非线性电阻的伏安特色曲线丈量时可在被测电阻元件上施加不同样极性和幅值的电压，丈量出流过该元件中的电流；或在被测电阻元件中通入不同样方向和幅值的电流，丈量该元件两端的电压，便获得被测电阻元件的伏安特色。2直流电压源理想的直流电压源输出固定幅值的电压，而它的输出电流大小取决于它所连接的外电路。所以它的外特色曲线是平行于电流轴的直线，如图1-2（a）中实线所示。实质电压源的外特色曲线如图1-2（a）虚线所示，在线性工作区它可以用一个理想电压源Us和内电阻Rs相串联的电路模型来表示，如图源内阻Rs值越大。实质电压源的电压1-2（b）所示。图1-2（a）中角越大，说明实质电压

4、U和电流I的关系式为：UUSRSI式（1-1）图1-2电压源特色丈量时将电压源与一可调负载电阻串联，改变负载电阻RL的阻值，丈量出相应的电压源电流和端电压，便可以获得被测电压源的外特色。三实验内容1丈量线性电阻元件的伏安特色1）按图1-3接线，取RL=100。（2）调理直流稳压电源，使加在线性电阻元件RL两端的电压U分别为0V、0.5V、1V、2V、3V、4V、5V，并丈量对应的电流值I，数据记入表1-1。表1-1线性电阻元件实验数据U（v）00.51234I（mA）R=U/I（）图1-3线性电阻元件的实验线路图1-4非线性电阻元件的实验线路（3）依据测得的数据，在下边坐标平面上绘制出RL=1

5、00电阻的伏安特色曲线。先取点，再用圆滑曲线连接各点。I(mA)U(V)2丈量非线性白炽灯的伏安特色（1）按图1-4接线，实验中所用的非线性电阻元件为12V/0.1A小灯泡。（2）调理直流稳压电源，使加在灯泡两端的电压U分别为0V、1V、2V、3V、4V、5V、6V、7V、8V、9V、10V、11V、12V，丈量对应的电流值I，将数据记入表1-2中。表1-2非线性白炽灯实验数据U（V）0123456789101112I（mA）R=U/I（）3）依据测得的数据在下边坐标平面上绘制出白炽灯的伏安特色曲线。I(mA)0U(V)3丈量稳压管的伏安特色（1）按图1-5接线，R1为限流电阻器。调理电阻器R

6、，使加在稳压管两端的电压U分别为0.10V、0.30V、0.50V、0.55V、0.60V、0.65V、0.70V、0.75V，丈量对应的电流值I，将数据记入表1-3中。表1-3稳压管正向特色实验数据U（V）0.75I（mA）（2）按图1-6接线，调理电阻器R，使流入稳压管的电流I分别为0mA、-1mA、-2mA、-3mA、-4mA、-5mA、-6mA、-8mA、-10mA、-20mA、-30mA、-40mA、-50mA，丈量稳压管两端的电压U，将数据记入表1-4中。表1-4稳压管反向特色实验数据I（mA）0-1-2-3-4-5-6-8-10-20-30-40-50U（V）图1-5线性电阻元件

7、的实验线路图1-6非线性电阻元件的实验线路3）依据测得的数据在下边坐标平面上绘制出稳压管的伏安特色曲线。I(mA)U(V)04丈量直流电压源的伏安特色（1）按图1-7接线，将直流稳压电源Us=+12V视作直流电压源，取R=100。（2）调理电阻器RL，令其阻值由大至小变化，丈量其相对应的电流I和直流电压源端电压U，记于表1-5中。表1-5电压源实验数据I（mA）U（V）3）依据测得的数据在下边坐标平面上绘制出直流电压源的伏安特色曲线。I(mA)0U(V)5丈量实质直流电压源的伏安特色（1）按图1-8接线，将直流稳压电源Us与电阻R0（取100）相串联来模拟实质直流电压源，如图中虚线框内所示，取

8、R=200。（2）调理电阻器RL，令其阻值由大至小变化，丈量其相对应的实质电压源端电压U和电流I，记入表1-6中。图1-7电压源实验线路图1-8实质电压源实验线路表1-6实质电压源实验数据I（mA）U（V）3）依据测得的数据在下边平面坐标上绘制实质电压源的伏安特色曲线。I(mA)0U(v)四注意事项1电流表应串接在被测电流支路中，电压表应并接在被测电压两端，要注意直流仪表“+”、“”端钮的接线，并采纳适合的量限。2使用丈量仪表前，应注意对量程和功能的正确选择。3直流稳压电源的输出端不可以短路。五实验设备1.直流稳压电源1路2.万用表1台3.电阻器2只4.可调电阻器1只5.白炽灯1只6.稳压管1

9、只.剖析和议论比较100电阻、白炽灯和稳压管的伏安特色曲线，得出什么结论？依据不同样的伏安特色曲线的性质分别称它们为何电阻？从伏安特色曲线看欧姆定律，它对哪些元件成立？哪些元件不成立？比较直流电压源和实质直流电压源的伏安特色曲线，从中得出什么结论？稳压电源串联电阻构成的电压源，它的输出电压与输出电流之间有什么关系？能否能写出伏安特色方程式？实验二叠加原理一、实验目的：1.用实验方法考据叠加原理，加深对该定理的理解。2.熟习万用表、稳压电源的主要技术特色，掌握其正确的使用方法。二、实验内容：用电路板、直流电源和连接线接成图21电路，用丈量电压的方法考据叠加原理。1、丈量并记录R1、R2、R3、R

10、4的实质值。R1R2R3R4标称值/k0.510.3（0.2）0.510.3（0.2实测值/k偏差%2、理论计算：分别按：（1）、E1独自作用（2）、E2独自作用（3）、E1、E2共同作用E1/VE2/VU1/VU2/VU3/VU4/V112020631263、按电压值考据叠加原理分别按：（1）、E1独自作用（2）、E2独自作用（3）、E1、E2共同作用用数字万用表直流电压挡丈量并记录按图21所示假定正方向的各电压值。E1/VE2/VU1/VU2/VU3/VU4/V11202063126比较各电压理论值和实测值最大相对偏差为U1；U2；U3；U4三、注意事项1.注意电压表和电流表的极性。2.实

11、质电压、电流的方向与参照方向一致时取正，反之为负。四、实验设备1.电工实验台及相应实验设备1套2.直流稳压电源1台3.数字式万用表1只五、剖析和议论1、按共同作用时E1=12V，E2=6V和电阻R1、R2、R3、R4的标称值，计算E1、E2共同作用时的U1、U2、U3、U4值（三位有效数字）和实质丈量值之间的偏差剖析。实验三戴维宁定理一、实验目的经过实验考据的方法进一步加深对戴维宁定理的理解。学习万用表的正确使用方法。二、实验内容（1）丈量等效内阻Rs和等效电动势图3-1有源二端口网络图3-2等效电路表31Rs（）Eo=Uab公式法丈量值（2）考据戴维宁定理；测定有源二端口网络的外特色A、B端

12、上，挨次按下表中各RL的值取电阻作为负载电阻在图3-1有源二端口网络的RL，丈量相应的端电压U、并计算电流I，记入表3-2中。1测定戴维南等效电源的外特色按图3-2接线，在A、B端接上负载电阻RL，RL分别取表3-2中所列的各值，丈量相应的端电压U、并计算电流I，记入表3-2中。表32有源二端口网络及等效电路外特色实验数据负载电阻RL（）100150200300UL有源二端网络ILUL戴维南等效电路IL3.画出有源二端口网络及等效电路外特色曲线。三、注意事项线性有源二端口网络除源后的等效内阻Rs可以经过万用表的电流档测得其短路电流来求得、但这必然在网络赞成短路的状况下进行。四、实验设备1.电工

13、实验台及相应实验设备1套2.直流稳压电源1台3.数字式万用表1只五、剖析和议论试求出图3-1电路中A、B两点间的开路电压、短路电流及等效内阻。实质丈量的参数和理论计算值比较。实验四电阻、电感电容在正弦交流电路中的伏安特色一、实验目的进一步理解电气元件在正弦交流电路中的阻抗特色。用实验的方法考据正弦交流电路电路中的基尔霍夫定律并加深对该定律的理解。二、实验内容1.分别按图4-1所示的电路接线。调理自耦调压变压器的输出电压，平均采纳5个丈量点，丈量元件两端的电压和流经其电流，记入表1.图4-1（A）(B)(C)基本实验电路表1电阻R电感线圈Lr电容CUR(V)IR(A)URL(V)IRL(A)UC

14、(V)IC(A)130303025050503707070490909051101101102.分别按图4-2所示的电路接线。调理自耦调压变压器的输出电压，采纳一个适合的丈量点，丈量电路中各分电压和电流，并记入表2.表2U(V)I(A)U1(V)U2(V)90分别按图4-3所示的电路接线。调理自耦调压变压器的输出电压，采纳一个适合的测量点，丈量电路中电压和各支路电流，并记入表3。表3U(V)I(A)IR(A)ILR(A)IC(A)90三、注意事项本实验直接用市电220V交流电源供电，实验中要特别注意人身安全，不可以用手直接触摸通电线路的裸露部分，省得触电，进实验室应穿绝缘鞋。2.自耦调压器在接

15、通电源前，应将其手柄置在零位上，调理时，使其输出电压从零开始逐渐高升。每次改接实验线路及实验达成，都必然先将其旋柄慢慢调回零位，再断电源。必然严格恪守这一安全操作规程。四、实验设备1.数字万用表1台2.电量仪1台3.白炽灯1只40W/220V4.电感线圈1只5.电容器1只1F，4.7F/500V五、剖析和议论1、由图4-2所示的串联电路测得的各数据、经计算求得的该实验电路各元件的参数（R、L、C）值与由图4-3并联电路测得的各数据、经计算求得的该实验电路各元件的参数（R、L、C）值有何差异？试剖析此中原由。2、由图4-2所示的串联电路测得的电压各数据，试问为何总电压不等于各分电压之和。试用相量

16、剖析。3、由图4-3并联电路测得的电流各数据，试问为何总电流不等于各分电流之和。试用相量剖析。实验五电感阻抗参数的丈量及功率因数的丈量和提升.实验目的学会用功率表法丈量元件的交流等效参数的方法。学会功率表的接法和使用。学习感性负载电路提升功率因数的方法二.实验内容I*U*W1.电感阻抗参数的丈量，按图5-1接线。分别丈量40W白炽灯(R)，电感线圈(L)220VZ的等效参数。图5-1表5-1丈量值电路等效参数被测阻抗UIPZRL（V）（A）（W）cos（）(mH)（）两个白炽灯R90电感线圈L90L与R串联90电感阻抗两端并联电容，接线如图5-2。逐渐加大电容量，每改变一次电容量，都要丈量端电

17、压U，总电流I，电感阻抗电流IRL，电容电流IC以及总功率P之值，记录于表5-2。图5-2表5-2电容丈量数据uFU(V)I(A)IRL(A)IC(A)P(W)cos29049069089010901190129012.59013903渐加大电容容量过程中，注意观察并联谐振现象，并找到谐振点。.注意事项本实验直接用市电220V交流电源供电，实验中要特别注意人身安全，不可以用手直接触摸通电线路的裸露部分，省得触电，进实验室应穿绝缘鞋。2.自耦调压器在接通电源前，应将其手柄置在零位上，调理时，使其输出电压从零开始逐渐高升。每次改接实验线路及实验达成，都必然先将其旋柄慢慢调回零位，再断电源。必然严格

18、恪守这一安全操作规程。四.实验设备1.数字万用表1台2.电量仪1台3.白炽灯1只40W/220V4.电感线圈1只5.电容器2只1F，4.7F/500V五.剖析和议论1依据表5-2实验数据，分别议论所测参数的变化状况。2议论改良电路功率因数的意义和方法。实验六常用电子仪器的使用一、实验目的1.交接常用电子仪器的用途及主要性能指标。2.初步掌握常用电子仪器的正确使用方法及注意事项。二、实验内容1、示波器校准信号的丈量：被测参数幅值Up-p（V）周期T（ms）频率f（Hz）标准值实测值2、正弦信号电压的丈量：1KHz函数信号发生器输出电压（V）30.5示波器丈量电压的峰峰值Up-p（V）示波器丈量电

19、压的有效值U（V）交流毫伏表丈量电压U（V）3、正弦信号频率的丈量：（Up-p=5V）函数信号发生器输出频率（Hz）50交流毫伏表丈量电压U（V）数字万用表丈量电压U（V）示波器丈量电压Up-p（V）示波器丈量周期T（ms）4、用函数信号发生器输出频率1KHZ，幅度为0-1V的矩形波。并记录波形。5、示波器丈量相位差：用函数信号发生器输出频率1KHZ，幅度为Upp=5V的正弦波=X/X*360o（X为周期X为X轴方向的差距）。并记录波形。TTXSC1XFG2BC110nFR110k三、注意事项1.连接电路时，各实验仪器的“地”线（电缆线的障蔽线夹）必然接在一起，以保证丈量系统的“地”电位同样。

20、2.在实验过程中不要频频开、关实验仪器。四、实验设备1.示波器一台2.函数信号发生器一台3.直流稳压电源一台4.数字万用表一只5.电工实验台和相应的实验设备一套五、剖析和议论1.示波器中扫描和同步的作用是什么？2.用毫伏表丈量信号时，信号频率的高低对读数有无影响，为何？3.能用万用表交流电压档丈量信号源输出的信号吗？为何？实验七RC电路的过渡过程一、实验目的1.观察RC电路在矩形脉冲电压激励下的响应波形。2.用实验的方法研究RC电路的时间常数与过渡过程的关系。二、实验内容1.一阶过渡过程如图7-1：将函数信号发生器输出的矩形波电压幅值调至Um=5V、频率f=1kHZ，作为一阶RC电路的输入。电

21、容C=0.1F，使得RC=分别为0.1T，0.5T，1T时（T为输入信号的周期），用示波器观察电容C两端的电压U（t）（图7-1）、电C阻R两端的电压UR（t）（图7-2）的波形，并记录于坐标纸上。二阶过渡过程如图7-3：将函数信号发生器输出的矩形电压幅值调至Um=5V、频率f=1KhZ，作为二阶RCL电路的输入。改变电阻R，观察电阻R的阻值对电经过程的影响。并记录R=0时电容两端电压UC（t）的波形及你以为最能典型地表示电路处于衰减震荡和临界阻尼状态时，电容C两端的电压u(t)的波形及电阻参数值。L1+XSC1A_XFG1R110mH10k50%Key=AC1100nF+B_gTx_+E图7

22、-1XSC1+C1A_XFG1B+100nFR110k25%Key=A_giTx_+E图7-2XSC1L1+AR110mH_XFG1+10k50%B_Key=AC1100nFgirtx_+E图7-3三、注意事项1.为了保证明验数据的精确性，应把各实验仪器及实验板的“地”接在一起，实现共地。2.在做充电实验前应开初把电容器的储电充分开释；在做放电实验前应把电容充分电能。四、实验设备1.示波器一台2.函数信号发生器一台3.直流稳压电源一台4.数字万用表一只5.电工实验台和相应的实验设备一套五、剖析和议论在用示波器丈量各电路中电容电压uic(t)时，试分别剖析，当示波器的垂直输入信c(t)和号耦合方

23、式变换开关分别置于“AC”和“DC”时，示波器所显示的波形有何不同样？实验八三相电路电压、电流的丈量.实验目的掌握三相负载和电源的正确联接方法。进一步认识三相电路中线、相电压及线、相电流之间的关系。充分理解三相四线制供电系统中中线的作用。.实验内容三相负载作星形联接（三相四线制供电）：(1)将灯泡负载作星形联接（图8-1）并讨教师检查线路。图8-1当对称负载时，丈量有中线和无中线时的各电量。当不对称负载时，丈量有中线和无中线时的各电量。（此中C相负载的灯泡增添一组）注意：在断开中线时，因为各相电压不均衡，丈量达成应马上断开电源。表8-1线电流（A）线电压（V）相电压（V）中线中点实验内容电流电

24、压（负载状况）IAIBICUABUBCUCAUA0UB0UC0I0U0N(A)(V)有中线对称负载无中线有中线不对称负载无中线三相负载作三角形联接：按图8-2联接线路并讨教师检查。图8-2丈量对称负载时的各电量。丈量不对称负载时的各电量。（将此中某一相灯泡增添一组）表8-2丈量数据线电压=相电压（V）线电流（A）相电流（A）实验内容UUIIBICIIUABBCCAAIABBCCA（负载状况）对称负载不对称负载.注意事项本实验采纳三相交流市电。实验时要注意人身安全，不可以涉及导电零件，防范不测事故发生。每次接线达成，同组同学应自查一遍，此后由指导教师检查后，方可接通电源，必然严格恪守先断电、再接

25、线、后通电；先断电、后拆线的实验操作原则。四.实验设备1.灯泡负载板2块MC10932.单相电量仪1台MC10983.数字万用表1台.剖析和议论三相负载依据什么条件作星形或三角形连接？负载作星形联接或作三角形联接，取用同一电源时，负载的相，线电量有何不同样？3.对称负载作星形联接，无中线的状况下断开一相，其余两相发生何变化?若为三角形联接时又如何？负载为星形联接，中线的作用如何？在什么状况下必然有中线，在什么状况可不要中线？5.不对称三角形联接的负载，能否正常工作？实验能否能证明这一点？6.依据不对称负载三角形联接时的相电流值作相量图，并求出线电流值，此后与实验测得的线电流作比较，剖析之。实验

26、九三相电路功率的丈量一实验目的1掌握用三瓦特表法、二瓦特表法丈量三相电路有功功率与无功功率的方法2进一步娴熟掌握功率表的接线和使用方法二实验内容*P1U*W三*P2相V*W负W载图9-1图9-2图9-3如图9-1用三瓦特表法测定三相对称Y0接以及不对称Y0接负载的总功率P。对于三相四线制供电的三相星形联接的负载（即Yo接法），可用一只功率表丈量各相的有功功率PA、PB、PC，则三相功率之和（PPAPBPC）即为三相负载的总有功功率值。实验按图9-4线路接线。图9-4经指导教师检查后，接通三相电源，按表9-1的要求进行丈量及计算。表9-1丈量数据计算值负载状况PB（W）PPA（W）PC（W）（W）Y0接对称负载Y0接不对称负载如图9-2用二瓦特表法测定三相负载的总功率(1)按图9-5接线，将三相灯组负载接成Y形接法和形接法。图9-5经指导教师检查后，接通三相电源，按表9-2的内容进行丈量。表9-2丈量数据计算值负载状况PPP（W）（W）（W）Y接对称负载Y接不对称负载接对称负载接不对称负载3.如图9-3用三瓦特表法测定三相对称星形负载的无功功率，按图9-6所示的电路接线。图9-6接通三相电源，读取三表的读数，并计算无功功率Q，记入表9-4。分别按V、UUW和W、UV接法，重复(1)丈