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电路实验内容

图2-7测量线性电阻伏安特性的电路
(1)按图2-7联接电路,Ra是一个三端变阻器,通过改变滑动端位置就能改变负载电阻R上的电压大小。测定R=100Ω时的伏安特性并将测量结果填入表2-4。
表2-4用逐点法测量线性电阻R=100Ω伏安特性表
名称
单位
数据
V
V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
3.实验仪器设备
电路实验箱、数字万用表。
4.实验内容与步骤
1)测定所用电压控制电压源的转移特性
按图2-13接线,调节U1,测量U2,将测量结果填入表2-11。
图2-13电压控制电压源的转移特性测试电路
表2-11电压控制电压源的测试数据
U1(V)
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
U2(V)
图2-8测量二极管伏安特性的电路
表2-6用逐点法测量二极管伏安特性表
名称
单位
数据
V
V
0.30
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
I
mA
V/I
Ω
4.总结报告要求
(1)在坐标纸上画出R=R1=100Ω、R=R2=1000Ω时及二极管D的伏安特性曲线。
(2)如果已知一个线性电阻的阻值R,能否画出它的伏安特性曲线?
(3)设计图2-11中ab端口的等效电路,接入负载电阻与RH相同。改变负载电阻,由0调至10KΩ,测量不同数值的负载电阻所对应的Ua’b’、I’H,将测量结果记入表2-10②。
表2-10戴维南定理实验数据
实验
RH(Ω)
0
150
100
250
300
320
350
400
500
1k
2k
5k
10k

Uab(V)
0.9
1.0

100k
10k
1k
实验箱中的电阻组合成三端变阻器R0时,参考表2-8方案。
表2-8三端变阻器R0组接方式
R1/R0
组接方式
分压器引出线
0
1k+2k+2k+(10k//10k)
取全部电阻
0.1
1k+2k+2k+(10k//10k)
活动端从1k与2k接点处引出
0.2
2k+1k+2k+(10k//10k)
按图2-6联接电路,E=5V,负载电阻R=R1=100Ω和R=R2=1000Ω时,试估算电路中电流I的大小,选择合适的电流表和电压表的量程,并将测量结果填入表2-3。
表2-3欧姆定律验证数据表
名称
单位
数据
负载电阻R
Ω
R=R1=100Ω
R=R2=1000Ω
电压表读数V
V
电流表读数I
mA
计算值V/I
Ω
2)伏安特性的测定
3)分压器的技术要求
(1)要求调压特性比较均匀。调压特性即Ufz-R1的曲线,若这条曲线接近直线就是调压特性均匀。因此,不希望变阻器在某些位置上移动一点儿,负载电压变化的太多或太少。
(2)变阻器要经济耐用。不要使通过变阻器的电流超过其允许的最大电流,以免烧坏。
(3)对电源所取电流比ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ小。使不经过负载的电流越小越好。
2.预习要求及实验说明
1)受控源:即非独立电源,其电压源的电压,电流源的电流不是独立的,是受另一电压或电流的控制。
(a) (b)
(c) (d)
图2-12四种受控源
(a)电压控制电压源;(b)电压控制电流源;(c)电流控制电压源;(d)电流控制电流源
2)受控源分类
(1)电压控制电压源(VCVS),如图2-12(a)所示,其特性为: ,其中: 称为转移电压比(即电压放大倍数)。
(3)对比线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线,它们有什么特点?
(4)非线性电阻是否可以用一个电阻值来表示它的伏安特性?为什么说对非线性电阻欧姆定律不适用?
实验二
1.实验目的
(1)研究变阻器的调压特性、学习分析和处理实验数据的方法。
(2)掌握计算变阻器分压时的容量。
2.预习要求及实验说明
三端变阻器的应用:作为调整负载上电压之用,通常有两种联结方法。
3.实验内容与步骤
1)测量电容、电感、电阻分别在交、直流电路中的电流
(1)按图2-16接线,将R=10kΩ、L=200mH、C=4µF分别接入直流电路中,U=10V,测量电路中的电流,将结果填入表2-13中。
图2-16电阻、电感和电容在直流电路中的实验电路
(2)按图2-17接线,将R=10kΩ、L=200mH、C=4µF分别接入交流电路中,U=17V,测量电路中的电流,将测量的结果填入表2-13中。
活动端从1k与2k接点处引出
0.7
(10k//10k)+2k+1k+2k
活动端从2k与1k接点处引出
0.8
(10k//10k)+2k+1k+2k
活动端从1k与2k接点处引出
0.9
(10k//10k)+2k+2k+1k
活动端从2k与1k接点处引出
1.0
(10k//10k)+2k+2k+1k
活动端接电源负端
图2-17电阻、电感和电容在交流电路中的实验电路
表2-13电阻、电感和电容在电路中的测试数据
项目
直流U=10V
交流U=16.5V
IR(mA)
IL(mA)
IC(mA)
2)研究R、L、C在交流电路中元件上的电流和电压有效值之间的关系
(1)按图2-18接线,调节信号发生器f=50Hz,电压U分别为1V、2V、3V、4V,测量电路中的电流,记入表2-14。
2.预习要求及实验说明
1)微分电路
图2-27微分电路
微分电路图如图2-27所示。
(2-8)
当电路的时间常数τ=RC很小, >> 时,输入电压usr近似等于电容电压uc,
(2-9)
将(2-9)带入(2-8)则
(2-10)
所以当τ很小时,输出电压USC近似与输入电压USr对时间的导数成正比,所以称图2-27为“微分电路”。微分电路在脉冲技术中有广泛的应用。
实验三
1.实验目的
(1)验证戴维南定理,并用实验方法测定等效电势和等效电阻。
(2)了解最大功率传输条件。
2.预习要求及实验说明
(1)熟练掌握戴维南定理的内容。
(2)计算图2-11中R1=R3=100Ω、R2=270Ω时,含源—端口网络的等效电势、内阻和短路电流。将计算结果填入表2-9。
(3)计算图2-11中负载RH为多大时,RH上才能从网络得到最大功率?
图2-18电阻、电感和电容在交流电路中的特性实验电路
表2-14电阻、电感和电容在交流电路中电流和电压关系的测试数据
3.实验仪器设备
电路实验箱、万用表。
4.实验任务
研究R0=10kΩ、Rfz分别为∞、1kΩ、10kΩ、100kΩ时分压器的调压特性。学生自行设计实验线路及实验步骤。实验数据计入表2-7。
表2-7测量三端变阻器调压特性表
R1/R0
Ufz(v)
Rfz(Ω)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
(2)电压控制电流源(VCCS),如图2-12(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2-12(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2-12(d)所示,其特性为: ,其中: 称为转移电流比(即电流放大倍数)。
μ
△μ
注:△μ= ,若△μ>2%,即超出线性范围。
2)研究含有受控源的线性电路分析方法
(1)将受控源接入电路,如图2-14所示。
图2-14含有受控源的线性电路图2-15等效电路
(2)用表2-12中列出的三种方法计算出表中各值。并用实验方法验证。
表2-12含有受控源的线性电路实验数据
应用方法
计算及测量项目
5.总结报告
(1)画出R0=10kΩ,在不同负载情况下的三端变阻器的调压特性曲线。
(2)根据所得曲线说明通常选用分压变阻器的R0数值为什么约在1/10Rfz与Rfz数值之间?若R0太小有什么坏处?
(3)已知:电源电压U0=1V,R0=10kΩ。Rfz分别为1000Ω/1W;500Ω/(1/8)W;10kΩ/1W。Rfz用哪一个?为什么?
6.注意事项
作调压特性曲线时应遵循:
(1)坐标选择。建议Ufz/U0、R1/R0为X与Y坐标,这样所得曲线不受U0、R0具体数值的限制,且两个变量都在0至1之间变化。
(2)选择适当的比例尺,本实验作图建议用16开坐标纸。
(3)曲线应标明坐标轴代表的量、数值、单位、曲线的名称、实验中的常量、实验组别、姓名、日期等。
图2-11戴维南定理实验电路
表2-9含源—端口网络的等效等效电路数据
名称
计算值
实测值
Uabk(V)
Ihd(mA)
R(Ω)
3.实验仪器设备
直流电流表、数字万用表、电路实验箱。
4.实验内容和步骤
(1)用实验方法测量Uabk、Ihd、R0学生自行设计实验线路及实验步骤。实验数据计入表2-9。
(2)按图2-11接线,改变负载电阻RH由0调至10kΩ,测量RH为不同数值时所对应的Uab、IH,记入表2-10①。
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