线性与非线性元件

线性与非线性元件第一页，共六十三页，2022年，8月28日1.实验原理:线性电阻与半导体二极管的伏安特性

第二页，共六十三页，2022年，8月28日2.实验内容和步骤:1.测定线性电阻的伏安特性.

第三页，共六十三页，2022年，8月28日2.测量半导体二极管的伏安特性1).正向特性第四页，共六十三页，2022年，8月28日2)反向特性:第五页，共六十三页，2022年，8月28日3.测量小灯泡灯丝伏安特性第六页，共六十三页，2022年，8月28日实验2基尔霍夫定律的验证

第七页，共六十三页，2022年，8月28日1.实验原理:基尔霍夫节点电流定律:∑I=0基乐霍夫回路电压定律:∑U=0第八页，共六十三页，2022年，8月28日2.实验步骤:1)验证基尔霍夫电流定律(KCL)2)验证基尔霍夫回路电压定律(KVL)

第九页，共六十三页，2022年，8月28日实验3.戴维南定理和诺顿定理1.实验原理2.实验内容和步骤3.接线图第十页，共六十三页，2022年，8月28日1．

实验原理

对任何一个线性含源一端口网络（如图3-1（a）），根据戴维南定理，可以用图3-1（b）所示电路代替；根据诺顿定理，可以用图3-1（c）所示电路代替。其等效条件是：UOC是含源一端口网络C、D两端的开路电压；ISC是含源一端口网络C、D两端短路后的短路电流；电阻Ri是把含源一端口网络化成无源网络后的入端电阻。

（a）含源一端口网络

（b）用戴维南定理等效替代 （c）用诺顿定理等效替代

图3-1等效电源定理第十一页，共六十三页，2022年，8月28日2．

实验内容和步骤

第十二页，共六十三页，2022年，8月28日3.接线图第十三页，共六十三页，2022年，8月28日实验4.电压源与电流源的等效变换

1.实验原理2.实验内容和步骤3.接线图第十四页，共六十三页，2022年，8月28日1．

实验原理电流源是除电压源以外的另一种形式的电源，它可以给外电路提供电流。电流源可分为理想电流源和实际电流源（实际电流源通常简称电流源），理想电流源可以向外电路提供一个恒值电流，不论外电路电阻的大小如何。理想电流源具有两个基本性质：第一，它的电流是恒值的，而与其端电压的大小无关；第二，理想电流源的端电压并不能由它本身决定，而是由与之相联接的外电路确定的。理想电流源的伏安特性曲线如图4-1所示。

图4-1理想电流源及其伏安特性

第十五页，共六十三页，2022年，8月28日2．

实验内容和步骤

第十六页，共六十三页，2022年，8月28日3.接线图第十七页，共六十三页，2022年，8月28日实验5一阶电路实验第十八页，共六十三页，2022年，8月28日研究内容实验电路正阶跃响应负阶跃响应电路参数对阶跃响应的影响如何测量一阶电路的时间常数第十九页，共六十三页，2022年，8月28日输入正阶跃信号输出波形？输入负阶跃信号输出波形？第二十页，共六十三页，2022年，8月28日以第一个一阶电路为例，解充电过程的微分方程，得到第二十一页，共六十三页，2022年，8月28日解放电过程的微分方程第二十二页，共六十三页，2022年，8月28日观测方法：用函数信号发生器输入连续的方波（包括正负阶跃），通过示波器观测波形，测量时间常数实验内容：四个电路，每个电路两组参数，在坐标纸上绘制8张输出波形图；用示波器测量第一个电路第一组参数的时间常数（从充电曲线和放电曲线中任选一条曲线测量）第二十三页，共六十三页，2022年，8月28日第二十四页，共六十三页，2022年，8月28日第二十五页，共六十三页，2022年，8月28日第二十六页，共六十三页，2022年，8月28日第二十七页，共六十三页，2022年，8月28日第二十八页，共六十三页，2022年，8月28日实验6二阶电路过渡过程实验第二十九页，共六十三页，2022年，8月28日实验电路由电阻、电容和电感串联组成的电路该电路可以用二阶微分方程描述，改变电路参数，电路响应会出现过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种情况实验内容观测并绘制过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种情况下的6条曲线：电容两端电压随时间变化的曲线、电流随时间变化的曲线，按讲义上的要求计算参数第三十页，共六十三页，2022年，8月28日测量电容两端电压随时间变化的曲线（P.22图6-4取消，电路中的电阻用电阻箱）第三十一页，共六十三页，2022年，8月28日用示波器只能测电压，不能测电流。用示波器测量电流曲线的方法：从电阻上测电压，再换算成电流。第三十二页，共六十三页，2022年，8月28日实验7.研究LC元件在直流电路和交流电路中的特性

1.实验原理2.实验内容和步骤3.接线图第三十三页，共六十三页，2022年，8月28日1．

实验原理图4-1理想电流源及其伏安特性

线性电感元件上的电压、电流关系为线性电容元件上的电压和电流关系为第三十四页，共六十三页，2022年，8月28日2．

实验内容和步骤

第三十五页，共六十三页，2022年，8月28日3.接线图第三十六页，共六十三页，2022年，8月28日实验8.正弦交流电路中RLC的特性实验

1.实验原理2.实验内容和步骤3.接线图第三十七页，共六十三页，2022年，8月28日1．

实验原理RLC并联电路

电阻元件R

电容元件C电感元件L

第三十八页，共六十三页，2022年，8月28日2．

实验内容和步骤

第三十九页，共六十三页，2022年，8月28日3.接线图第四十页，共六十三页，2022年，8月28日实验9串联谐振电路实验第四十一页，共六十三页，2022年，8月28日1.实验原理:第四十二页，共六十三页，2022年，8月28日公式:第四十三页，共六十三页，2022年，8月28日2.实验步骤:1)．先找谐振频率，调节U1为3V，记录三个电压值2).在谐振频率两侧各取4个频率，调节U1为3V，记录电压值。要求选取的频率能反映谐振曲线的变化趋势3).电阻改为1.3kΩ，重复上述步骤4).将测量值与理论值比较（公式中用的是ω，实验用的是f）第四十四页，共六十三页，2022年，8月28日实验10改善功率因数实验第四十五页，共六十三页，2022年，8月28日1.实验原理:1)日光灯电路及工作原理2)功率因数的提高

第四十六页，共六十三页，2022年，8月28日2.实验内容和步骤:第四十七页，共六十三页，2022年，8月28日1.在实验台上选择镇流器板,开关板,熔断器板,电容板等实验模块,连接电路.2.接通电源,观察日光灯的启动过程.3.测日光灯电路的端电压U,灯管两端电压UR,镇流器两端电压URL,电压电流I以及总功率P,灯管功率PR,镇流器功率PRL.记录数据.4.日光灯电路两端并联电容.逐渐加大电容量,每改变一次电容量,都要测量端电压U,总电流I,日光灯电流IRL,电容电流IC以及总功率P之值.5.逐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.第四十八页，共六十三页，2022年，8月28日第四十九页，共六十三页，2022年，8月28日实验11三相交流电路

第五十页，共六十三页，2022年，8月28日1.实验原理:线电压：端线之间的电压（UAB、UBC、UCA）。标称值为380V，实际值与负载有关。相电压：每一相的电压（UA0、UB0、UC0）。标称值为220V，实际值与负载有关。线电流：端线中的电流（IA、IB、IC）相电流：各相电压源中的电流（IAB、IBC、ICA）电压与电流之间的位相差：φ功率因数：cosφ有功功率又称平均功率：P=UIcosφ，单位：w无功功率：Q=UIsinφ，单位：var视在功率：S=额定电压×额定电流，单位：V·A瞬时功率：用普通仪器不易测量三相电路中负载的接法：星形、三角形第五十一页，共六十三页，2022年，8月28日

星形电路:第五十二页，共六十三页，2022年，8月28日

三角形电路:第五十三页，共六十三页，2022年，8月28日2.实验步骤:1)线电压、相电压测量，用MC1098直接测量，测量结果填表.2)星形电路：按图连接电路，测量对称负载有中线、对称负载无中线、不对称负载有中线、不对称负载无中线电路的参数。用二瓦计法测量三相功率的测量电路.3)三角形电路：测量对称负载、不对称负载电路的参数，按连接电路.4)相序测量第五十四页，共六十三页，2022年，8月28日MC1098:第五十五页，共六十三页，2022年，8月28日实验12.三相异步电动机的使用和起动1.实验原理2.实验内容和步骤3.接线图第五十六页，共六十三页，2022年，8月28日1．

实验原理异步电动机转子的旋转方向与旋转磁场的旋转方向相同，而旋转磁场的旋转方向取决于绕组与电源接线的相序。因此，改变三相绕组与电源联接的相序就可达到改变三相异步电动机转向的目的。

第五十七页，共六十三页，2022年，8月28日2．

实验内容和步骤

第五十八页，共六十三页，2022年，8月28日3.接线图第五十九