电路B实验讲义
调节图 3-2(b)中的负载 RL,使电压表的读数为
U
I
P= U I
UOC 的一半,记录此时负载的电压和电流值。(或用开路
(V)
(mA)
(mW)
电压短路电流法计算出等效电阻 R0,利用电阻箱调出该
阻值的电阻,替换图 3-2(b)中的负载 RL)
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五、实验注意事项 1. 在连接电路时,应将毫安表与负载 RL 串接。 2. 在连接电路时,切勿将恒流源和稳压电源直接短接。 3. 改接线路时,要关掉电源。
七、实验报告 1、 记录测得的波形,标明被测信号的幅度和周期。 2、 记录 uc 和 uR 的波形和它们之间的相位差。 3、 总结用示波器测量信号电压和两同频率信号相位差的步骤和方法。
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实验二 叠加定理的研究
一、实验目的 1. 掌握电路仿真软件的使用方法。 2. 通过实验电路的仿真,验证叠加定理的正确性,加深对该定理的理解。
如果二端网络的内阻很小,若将其输出端口短路则易损坏其内部元件,因此不宜用此法。
(2) 伏安法测 R0 用电压表、电流表测出有源二端网 络的外特性曲线,如图 3-1 所示。 根据 外特性曲线求出斜率 tgφ,则内阻为:
பைடு நூலகம்
U Uo c
A
R0
tgφ
ΔU ΔI
UOC ISC
三、实验设备
ΔU O
φB ΔI
图 3-1
I Is c
序号 1 2 3 4 5
名称 可调直流稳压电源
可调直流恒流源 直流数字电压表 直流数字毫安表
实验箱
型号与规格 0~30V
0~500mA 0~200V 0~200mA
数量 1 1 1 1 1
备注 实验台 实验台 实验台 实验台
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四、实验步骤
被测有源二端网络如图 3-2(a)所示,其戴维宁等效电路如图 3-2(b)所示。
电路实验指导书 (B)
天津科技大学 电子信息与自动化学院
电路 B 实验须知
一、实验目的和要求 实验是电路 B 课程重要的实践性环节,实验的目的不仅要巩固和加强理解所学的知识,更重要
的是要训练实验技能,培养学生动手能力,学会独立进行实验,提高分析问题、解决问题的能力, 同时树立工程实践观点和严谨的科学作风。
二、原理说明 1. 线性多电源电阻电路中,任何一个支路的电压(电流)都可以看成电路中各个独立电源单独
作用于电路时,在该支路上产生电压(电流)的叠加。 2. 在分电路中,不作用的电压源用短路线替换,不作用的电流源支路断开。每个电源只能作用
一次。 三、实验设备
电子计算机(安装仿真软件)。 四、实验内容
1. 在老师的指导下,熟悉电路仿真软件的使用方法,熟练从元器件库中提取所需的电路元器 件,学会元器件的摆放,调整和连线,掌握仿真软件中虚拟仪器的使用方法。
正弦信号 发生器
C 0.1μF - UR +
R 1000Ω
图 1-1
CH1 示波器
CH2
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五、实验注意事项 1. 在大致了解示波器和信号发生器的使用方法和各旋钮、开关的作用之后,再动手操作。使用
这些仪器时,各旋钮和开关不要用力过猛。 2. 用示波器观察信号发生器的波形时,两台仪器的公共地线要接在一起,以免引进干扰信号。 3. 示波器的结构较为复杂,面板上的开关和旋钮较多,信号发生器又是初次接触,因此,为使
P
U
2 OC
4R0
UOC 和 R0 称为有源二端网络的等效参数。 2. 有源二端网络等效参数的测量方法 (1) 开路电压、短路电流法测 R0 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 UOC ,然后再将其输出端 短路,用电流表测其短路电流 ISC,则等效内阻为:
R0
U OC I SC
2. 在掌握仿真软件使用基础上,对自行设计的电路进行仿真调试,记录测量结果并拷屏。 3. 对每个电源单独作用时的分电路进行仿真调试,记录测量结果并拷屏。 五、预习要求 1. 自行设计实验电路,要求至少含有一个电压源和一个电流源。 2. 对原电路和分电路分别进行理论分析计算,计算出关心支路的电压和电流。 六、实验报告 1. 根据实验电路和测量的实验数据,验证叠加定理的正确性。 2. 归纳、总结实验结论。
作是一个有源二端网络(或称为含源一端口网络)。 戴维宁定理指出:任何一个线性有源网络,总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代
替,此电压源的电压 US 等于这个含源二端网络的开路电压 UOC ,其等效内阻 R0 等于该网络中所有 独立源均置零时的等效电阻。
最大功率传递定理指出:如果负载电阻 RL 可调,当且仅当 RL = R0 时,负载获得的功率为最大 值。其值为:
四、实验规则 1. 进入实验室后,检查所用仪器设备是否齐全、完好。 2. 严禁带电接线、拆线或改接线路,人体严禁接触线路中带电的金属部位。 3. 接线完毕,要认真检查,确信无误后经指导教师检查方可接通电源进行实验。 4. 实验过程中如有异常,应立即切断主电源,保持现场,报告指导教师。 5. 实验内容完成后,实验结果经指导教师认可方能拆除实验线路,并将实验器材整理好。 6. 室内仪器设备不准擅自搬动调换,没有弄懂仪器、仪表及设备的使用方法,不得贸然使用。
对学生实验技能训练的具体要求是: 1. 能正确使用常用的电工仪表、设备及常用的电子仪器。 2. 能按电路图正确接线、查线、排除故障。 3. 能准确读取实验数据,观察实验现象,测绘波形曲线。 4. 能整理分析实验数据,独立写出内容完整的、条理清楚的、有归纳性的实验报告。
二、实验课前学生应做的准备工作 1. 认真阅读实验指导书,明确实验目的,理解有关原理,熟悉实验电路、实验步骤及实验中的
注意事项。 2. 完成实验指导书中有关预习要求的内容。 3. 做好数据记录表格等准备工作。
三、实验报告的要求 一律用学校规定的实验报告纸认真书写,实验报告的具体内容为: 1. 实验目的。 2. 实验原理电路及主要仪器设备的规格与型号。 3. 课前完成的预习内容,包括指导书所要求的理论计算、记录表格等。 4. 整理原始记录的实验数据,并按实验指导书要求加以处理。 5. 完成指导书要求的总结、问题讨论及心得体会,需要时画出实验曲线。 6. 记录实验中出现的问题、现象及故障的处理分析。
测量值
1KΩ
+ 12V
-
8mA 1KΩ
mA
+
I
U V 10KΩ RL
-
R0
+ UOC -
mA
+
I
UV -
10KΩ RL
(a) 含源二端网络
(b) 戴维宁等效电路
2. 负载实验
图 3-2
改变 RL 值,测量有源二端网络的外特性曲线。记录于下表。
U(V) 9
8
7
6
5
4
3
2
1
I(mA) 理论值 I(mA) 测量值
实验顺利进行,仔细听取教师针对具体仪器进行的讲解和演示,然后再动手操作。
六、预习思考题 1. 用一台工作正常的示波器测量正弦信号时,观察到下列现象(图 1-2),试指出应该首先旋动
那些旋钮,才有可能得到清晰和稳定的图形。
a、无任何图形
b、一条水平线
c、一条垂直线 线
图 1-2
d、垂直竖线
2. 在实验内容 2 中,如果 [垂直灵敏度]开关指在 0.5 伏的位置,荧光屏上正弦波的波峰和波谷 相距四个方格,探头为×1,问信号幅值是多少?如果在水平线上每个周期的波形占四个方格,[水 平灵敏度]开关指在 0.5ms 的位置上,问信号的频率是多少?
2. 信号发生器是产生各种时变信号源的设备总称,常用的有正弦信号发生器、方波信号发生 器、脉冲信号发生器等。输出信号的频率(周期)和输出幅值一般可以通过键盘或旋钮加以调节。
三、实验设备
序号 1 2 3
名称 示波器 信号发生器 电阻、电容
型号与规格 1000Ω、0.1μF
数量 1 1 1
备注
四、实验内容 1. 熟悉示波器和信号发生器的各主要旋钮的作用。 (1) 接 通 电 源 并 经 预 热 以 后 , 利 用 示 波 器 自 校 准 信 号 测 试 示 波 器 是 否 正 常 工 作 。 分 别 旋 动
1. 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的 UOC 、R0
按图 3-2(a)接入稳压电源 US =12V(用电压表测量)和 恒流源 IS =8 mA(用毫安表测量)。将负载 RL 开路,测量 UOC,将负载 RL 短路测量 ISC,并计算出 R0。
UOC (V)
理论值
ISC (mA)
R0= UOC / ISC (KΩ)
正确性。 2. 根据实验测量的数据,计算负载 RL 在各测量点所消耗的功率值,并与实验获得的最大功率
(步骤 4 测量结果)进行比较,验证最大功率传输定理的正确性。 3. 说明产生误差的原因。 4. 归纳、总结实验结论。
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实验四 RC 一阶电路的响应测试
一、实验目的 1. 测定 RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。 2. 学习电路时间常数的测量方法。 3. 掌握有关微分电路和积分电路的概念。 4. 进一步学会用示波器观测波形。
2. 图 4-1(a)所示的 RC 一阶电路的零输入响应(b)和零状态响应(c)分别按指数规律进行 衰减和增长,其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。
3. 时间常数τ的测定方法 用示波器测量时间常数τ的电路如图 4-1(a)所示。 根据一阶微分方程的求解得知: uC U met / RC U met / τ 。当 t=τ时, uC ( ) 0.368U m 。此时所
3. 验证戴维宁定理
将两个 1KΩ电阻并联得到等效电阻 R0,然后令其与直流稳压电源(调整到步骤“1”时所测得 的开路电压 UOC 值)相串联,如图 3-2(b)所示,按照步骤“2”测其外特性,对戴维宁定理进行验 证。将测量数据记录于下表中。