重庆邮电大学电路分析开放实验指导

开放实验项目

（电工电子实验一，电路分析基础实验）

实验一：基尔霍夫电流、电压定律的验证

实验二：1.线性网络几个定理的验证之一：戴维南定理的验证

2.线性网络几个定理的验证之二：叠加定理、互易定理的验证

实验三：低频交流信号参数的测量 实验四： LC网络正弦特性分析及研究：

1.单个元件正弦频率特性的研究 2.单端口电路频率特性的研究

实验五：电路谐振特性的研究

实验六：常用RC网络的设计与测试之一：

1.高通、低通电路频率特性测试 2选频网络频率特性测试

实验七：RC双T网络带阻特性的研究 实验八：RC电路的阶跃响应研究 实验九：波形变换器的的设计与测试：

1.微分电路的波形变换设计 2. 积分电路的波形变换设计

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实验一 基尔霍夫电流、电压定律的验证

一、实验目的

1． 了解实验室供电系统及供电设备。

2． 学会识别各种元件及掌握连接电路的基本方法。 3． 验证基尔霍夫定理。

二、原理及说明

1．实验室供电系统及供电设备

实验室所用电源采用相电压为220V，50Hz的三相四线制交流市电，在实验大楼配电房再加上一根与大地相连的地线后进入实验室。实验室内采用一个30mA的限流开关控制整个实验室的工作电流。只要出现高于30mA的电流，限流开关立即切断电源，以保证实验安全。

2．直流稳压稳流电源

实验室需要的直流电压源和直流电流源主要由直流稳压稳流电源提供。作为稳压电源时将输入的200V, 50Hz交流，转换成可调直流电压输出，有的稳压电源可同时输出两路或三路可调直流电压。作为稳流源时只能输出一定值的电流.例如HT-1723B型直流稳压电源，输出三路直流电压(0~30V)，可以输出三路固定电流(1A,0.5A,0.5A), 其技术指标及作用说明见附录。

3．万用表

万用表是一种最常用的测量仪表。分为普通万用表与数字式万用表两大类，本实验介绍了普通万用表的使用。普通万能用表（以下简称为万用表）由表头，转换装置和内部测量电路组成，可用于测量直流电压、直流电流、交流电压和电阻。有些万用表还具有测量交流电流、电容、电感和晶体三极管直流电流放大系数β或穿透电流等功能。

万用表的结构包括以下三部分： （1）表头

万用表通常采用磁电式指针模拟指示表头。由永久磁铁、带指针的线圈和螺旋弹簧丝等组成。主要作用是使线圈偏转的角度(即指针读数)与流过线圈的电流成正比例，从而通过指针偏转大小来指示被测量的大小。

（2）测量电路

测量电路的主要作用是将被测电量转变成适合于表头用的电量，例如，将被测的大电流通过分流电阻变成表头所需的微电流,将被测交流电整流为通过表头的直流电。万用表用一只表头能测量多种电量，并可具有多种量程，关键就是通过测量电路来变换，测量电路一般由分压电阻、分流电阻和整流器等部分组成。

（3）转换装置

转换装置的主要作用是将仪表的电路转换为所选定的种类和量程。万用表的转换装置通常由转换开关和接线柱（或插孔）等完成。

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3．电路元件

任何一个电路都是由电路元件组成。要作好电路实验，必须对电路中的实际元件（电阻器、电容器、电感器）的类型、标称值、准确度及实际值（测量值）等有一个全面的认识。

4．实验基本技能简介

(1) 操作基本技能

仪器、设备、元件应摆放适当，做到调节、读数、改接线路方便，操作安全。读数时要合理选择仪表量程，尽量使指针指到读数比较准确的位置。

(2) 接线基本功

接线时应养成头脑清醒、仔细认真、按步接线的好习惯。先联电路的主回路，后接并联支路；或由欲接电源一端开始，根据电流的流向, 参照线路图接线。只有确认电路联接正确后才能接通电源。

三、实验设备

万用表 1只 直流稳压稳流电源 1台 交流调压器 1台 橡胶接线板 1个 电阻、电容及电感元件（按实验要求提供）

四、内容及步骤

1． 用验电笔判别实验桌上电源

盒插座中的火线、零线、地线，并绘图说明判别结果。

2． 识别给定电路元件（电阻、电

容、电感器）并记录其结果。 3． 使用万用表欧姆档测量实验

电路板（图1-2）上各电阻值，

B 并记录于表1-1中

图1-2

表1-1 电阻 标称值（Ω） 测量值（Ω） 相对误差

注：用标称值作为真值，相对误差=[（测量值-标称值）/测量值 ]3100%。 注意：万用表测量值作为真值。 4．直流电压、电流的测量

R1 510 R2 1000 R3 300 R4 100 R5 200 3

按图1-2电路在实验板上插接好线路。电路中直流电源4V、5V分别由三路直流稳压电源任意两路提供。并用万用表的直流电压档监测。 （1）直流电压的测量

用万用表的直流电压档,选择合适量程。将万用表并联接入电路图1-2中，分别测量各电阻上的电压降，记录于表1-3中。并用测量值验证KVL定理.

表1-3 直流电压V） 测量值(V) 理论值(V) 直流电流 测量值(mA) 理论值(mA) UR1 I1 UR2 I2 UR3 I3 UR4 UR5 ∑IA 0 ∑UI 0 ∑UⅡ 0

(2) 直流电流的测量

用直流电流表 (或用万用表的直流电流档),选择适当量程,，串联接入电路,测出各支路的电流值，并记录于表1-3中。并用测量值验证KCL定理.

五、注意事项

1．测量时，量程转换开关应旋到合适的量程，如果预先无法估计被测量的大小，应先拨到最大量程挡上，再逐渐减小到合适的位置，以减小被测量电量的测量误差。每次测量时，必须检查测量量程位置是否拨对。

2．在测量直流电流时应将万用表串接入被测量电路中，在测量直流电压时应将万用表并接在被测点两端，注意万用表接入电路的正负极性和万用表内阻对被测电路的影响;测量交流高电压时,要注意量程的选择,保证人身安全和仪器安全；电路的电流和电压测量值要注意给定的参考方向。

3．测量电阻时，应先校正零位，每次更换电阻档时应重新校正零位，不要在带电的情况下测量电阻。测量电阻值时，双手不能接触表笔的金属部分。

六、复习思考题

1．交流调压器、验电笔的原理是什么？怎样使用？ 2．怎样识别电阻元件的种类、阻值大小，准确度？ 3．使用万用表应注意什么问题？如何防止烧坏万用表？

4．计算图1-2电路中各支路电流I1、I2、I3及各电阻元件上电压UR1、UR2、UR3、UR4、

UR5，填入表1-2中。

七、实验报告要求

1．计算表1-1及表1-2测量结果的相对误差，并分析误差产生的原因。 2．据表1-3测量结果，验证基尔霍夫定律。 3．回答思考题

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（1）要减小测量电阻时的测量误差,应注意什么？ （2）怎样连接电路才能既快又准确无误？

（3）图1-2电路中电压和电流参考方向的设置对测量值有何影响？ 4．写出实验心得。

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也就是说，输出电压u2?t?近似与输入电压u1(t)的积分成正比，这也是积分电路名称的由来。

同样，用RC串联分压电路实现积分电路，也需满足一定条件，通常要求电路时间常数大于脉冲宽度的五倍以上，即

??RC?5T0 (9—4)

三 仪器设备

双综示波器 1台 函数信号发生器 1台 电阻箱 1只 电容箱 1只 导线 若干

四 实验内容及步骤

１．设计一个RC微分电路，将输入频率为5kHz ，电压（峰峰值）为2V的方波信号变换为尖脉冲电压。给定R?6K?，试计算出电容C的取值范围？选三个不同大小的C值（其中一个在取值范围之外），观察输入、输出波形并作记录；

２．设计一个RC积分电路，将输入频率为5KHZ，电压Upp（峰峰值）为2V的方波信号变换为三角波电压。给定C=0.11μF试计算R的取值范围？选三个不同大小的R值（其中一个在取值范围之外），观察输入、输出波形并作记录； ３．仍是第2步中的积分电路，输入一频率为5KHZ，电压Upp为2V，占空比形脉冲，观察输出波形与第2步的输出有何不同？

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