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本科生实验报告
实验课程电路分析
学院名称信息科学与技术学院
专业名称物联网工程
学生小源
学生学号201513060114
指导教师阴明
实验地点6B602
实验成绩
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二〇一六年三月——二〇一六年六月
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实验一、电路元件伏安特性的测绘
摘要
实验目的
1、学会识别常用电路元件的方法。
2、掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性曲线的测绘。
3、掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。
实验步骤
+-
mA
++
R
UV
1K
-
-
测量线性电阻的伏安特性
按图接线。调节直流稳压电源的输出电压U,从0伏开始缓慢地增加(不得超过
10V),在表中记下相应的电压表和电流表的读数。
R为各个值时所测得数据如下:
R=1KΩ时:
U(v)0**********
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I(mA)
R=900Ω时:
U(v)0**********
I(mA)
R=800Ω时:
U(v)0**********
I(mA)
线性电阻的伏安特性曲线如下:
白炽灯时:
U(v)0**********
I(mA)
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伏安特性曲线如下:
为IN4007时:
正向
U(v)
I(mA)
反向
U(v)0-2-4-6-8-10-12
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I(mA)
为2CW51时:
正向
U(v)
I(mA)
反向
U(v)0-2-4-6-8-10-12
I(mA)
二极管的伏安特性曲线如下:
实验思考:
1、线性与非线性电阻概念是什么?
答:电阻两端的电压与通过它的电流成正比,其伏安特性曲线为直线这类电阻称为线性电阻,
其电阻值为常数;反之,电阻两端的电压与通过它的电流不是线性关系称为非线性电阻,其
电阻值不是常数。一般常温下金属导体的电阻是线性电阻,在其额定功率,其伏安特性曲线
为直线。象热敏电阻、光敏电阻等,在不同的电压、电流情况下,电阻值不同,伏安特性曲
线为非线性。
2、电阻器与二极管的伏安特性有何区别?
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答:电阻器流过的电流,正比于施加在电阻器两端的电压,画出的V-A曲线将是一条直线,
所以称之为线性元件;
二极管流过的电流,会随施加在两端的电压增长,但是增长的倍数是变化的,电压越高,增
长的倍数越大,画出的V-A曲线将是一条曲线(类似于抛物线或者N次方线),所以称之
为非线性元件。
3、稳压二极管与普通二极管有何区别,其用途如何?
答:普通二极管一般都是作为整流、检波使用,耐压值较高。而稳压管一般都是用于稳压,
故耐压值较低,正常使用时,要工作于反向击穿状态。
实验二、基尔霍夫定律的验证(一)
摘要
实验目的:
1、验证基尔霍夫定律的正确性,加深对基尔霍夫定律的理解。
2、学会用电流插头插座测量各支路电流方法。
关键词:支路;回路;网孔;KCL;KVL
利用基尔霍夫电压、电流定律建立方程求解各个电压、电流与实验所测数据相比
较验证,实验电路图如下:
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实验测得与计算结果如下表:
IIIEEUUUUU
1(mA)2(mA)3(mA1(V)1(V)FA(V)AB(V)AD(V)CD(V)DE(V)
)
--
计算量
16
--
%%%%%%%%%%
差
计算过程如下:
-I1+I3-I2=0I1=(mA)
8-2000I1-1000I3-1000I1=0I2=(mA)
12-510I2-1000I3-3000I2=0I3=(mA)
由U=IR可分别求出各部分的电压:
UFA=I1R1=
UAB=-I2R2=-
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UAD=I3R3=
UCD=-I2R5=-
UDE=I1R4=
由以上实验数据可知,在一定的实验误差围,基尔霍夫定律是正确的,
实验三、基尔霍夫定律的验证(二)
摘要
实验目的
1、验证基尔霍夫定律的正确性,加深对基尔霍夫定律的理解。
2、学会用电流插头插座测量各支路电流方法。
关键词:验证、基尔霍夫定律
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计算过程如下:
U1-U4-U3-U1=0I1R1-I1R4-R3I3=0
U2-U5-U3-U2=0U2-I2R5-I3R3-I2R2=0
I3-I1-I2=0I3-I1-I2=0
解得:
I=;I=;I=;UFA=;UAB=-;UAD=;UDE=;U
123
CD=-
实验结果如下:
I1(mA)I2(mA)I3(mA)E1(V)E2(V)UFA(V)UAB(V)UAD(V)UDE(V)UCD(V)
--
--
%%%%%%%%%%
通过对实验数据的分析,可以得知基尔霍夫定律的正确性,利用节点电流和回路
电压进行对多支路电路进行分析并求解。综上所述,在误差允许围,基尔霍夫定
律是成立的。
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实验四、叠加原理验证
摘要
实验目的:
1、验证线型电路叠加原理正确性,加深对线型电路叠加性与齐次性理解。
2、通过实验证明,叠加原理不能通用于非线型电路。
关键词:验证、叠加原理
1、当U1单独作用时,用网孔分析法可得:
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U1=I1R1+I3R3+I1R4
0=I2R5+I2R2+I3R3I3=I1+I2
U=I(R+R+R)+IRI==
111342313
0=IR+I(R+R+R)I2=-
132235
所以计算可得:UAB=-I2R2=,UCD=-I2R5=,UAD=I3R3=,UDE=I1R4=,
UFA=I1R1=
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2、当U2单独作用时,方法与“1”相同,求得:I=-,I=,I=
123
U=-IR=-,U=-IR=-,U=IR=,U=IR=-,
AB22CD25AD33DE14
U=IR=-
FA11
3、当U1、U2共同作用时,方法与“1”相同,求得:I1=,I2=,I3=8.
642mA,UAB=-I2R2=,UCD=-I2R5=-,UAD=I3R3=,UDE=I1R4=,UFA
=.
4、当2U2单独作用时,方法与“1”相同,求得:I=-,I=,I=4.
123
791mA,U=-IR=-,U=-IR=-,U=IR=,U=IR=-,
AB22CD25AD33DE14
UFA=I1R1=-
5、当R换为二极管时,计算较复杂,可以根据二极管的类型假设其正向导通电压U,如1N400
5D
,按照上述方法,如果U大于U,,可以求得各个电流和电压值,
CDDCD
否则I支路截止,I就为0。
22
330电阻时的理论值表
测量项目U1U2I1I2I3UUUUU
ABCDADDEFA
实验容(V)(V)(mA)(mA)(mA)(V)(V)(V)(V)(V)
-
U2单独作用06-----
word资料
--
2U2单独作用012-----:.
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330电阻实验数据
测量项目
U1U2I1I2I3UUUUU
ABCDADDEFA
实验容
((mA)(mA(V)(V)(V)(V)(V)
(V)(mA)
V
)
-
U2单独作用06-----
--
用5
2U2单独作用01----
2
二极管时的理论值表
测量项目U1U2I1I2I3UUUUU
ABCDADDEFA
实验容(V)(V)(mA)(mA)(mA)(V)(V)(V)(V)(V)
-
U2单独作用060000-
-
2U2单独作用0120000-12000
实验思考
,要令Ul、U2分别单独作用,应如何操作?可否直接
将不作用的电源(Ul或U2)短接置零?
答:①要令Ul单独作用,应该把K2往左拨,要U2单独作用应该把K1往右
拨。
②不可以直接将不作用的电源(Ul或U2)短接置零,因为电压源阻很小,如
果直接短接会烧毁电源。
,若有一个电阻器改为二极管,试问叠加原理的迭加性与齐次性
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还成立吗?为什么?
答:①实验电路中,若有一个电阻器改为二极管,叠加原理的迭加性与齐次性不
成立,因为叠加原理的迭加性与齐次性只适用于线性电路,二极管是非线性元件,
使实验电路为非线性电路,所以不成立.
实验五、戴维南定理的验证
摘要
实验目的
1、验证戴维南定理的正确性,加深对该定理的理解
2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法
关键词:戴维南定理、验证、叠加原理的应用、等效戴维南电阻、电压
计算值如下:
UOC(V)ISC(mA)R=UOC/ISC(Ω)
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实际测量值:
UOC(V)ISC(mA)R=UOC/ISC(Ω)
分别对图a和图b进行测量:
图a
RL(Ω)02004006008001000无穷大
U(V)
I(mA)
图b
RL(Ω)02004006008001000无穷大
U(V)
I(mA)
实验总结:
1、通过对实验数据的分析,可以得知戴维南定理的正确性,可以将有源二端网
络电路等效为一个独立源与电阻的串联或是并联,简化电路的过程。
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2、在计算过程中,对于只有独立源的电路,计算戴维南等效电阻时,只需把独
立源置零即可,若有受控源,将端口加以电流源或是电压源再进行计算;通过电
阻电路的分压原理、叠加原理、基尔霍夫定理可以求出戴维南等效电压
实验六、典型电信号的观察与测量
摘要
实验目的
1、熟悉实验装置上低频信号发生器,脉冲信号发生器的布局,各旋钮、开关的
作用及其使用方法。
2、初步掌握用示波器观察电信号波形,定量测出正弦信号和脉冲信号的波形参
数。
3、初步掌握示波器、信号发生器的使用。
关键词:熟悉、装置使用、掌握仪器
调节各个设置开关,得到以下的表格中的数据
项目测定
正弦波信号频率的测定
定
频率计读数50Hz1500Hz20000Hz
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示波器“t/div”
信号周期(s)
计算所得频率(Hz)50149720000
项目测定
正弦信号幅值的测定
交流毫伏表读数
示波器“v/div”位置100mv500mv2v
峰-
峰值330mv1200mv4600mv
方波脉冲信号的观察和测定:
(1)将电缆插头换接在脉冲信号的输出插口上,选择信号源为方波输出。
(2)-P(用示波器测定),分别观测100Hz,3KHz
和30KHz方波信号的波形参数。
(3)使信号频率保持在3KHz,选择不同的幅度及脉宽,观测波形参数的变化。
实验注意事项
。
,动作不要过快、过猛。
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,要注意触发开关和电平调节旋钮的配合使用,以使显示的波
形稳定。
,“t/div”和“V/div”的微调旋钮应旋置“标准”位置。
,信号发生器的接地端与示波器的接地端要相连(称共地)。
,各旋钮、功能的标注不尽相同,实验前请详细阅读所用示波
器的说明书。
。
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通过此次电路实验,我的收获真的是蛮大的,不只是学会了一些一起
的使用,如毫伏表,示波器等等,更重要的是在此次实验过程中,更
好的培养了我们的具体实验的能力。又因为在在实验过程中有许多实
验现象,需要我们仔细的观察,并且分析现象的原因。特别有时当实
验现象与我们预计的结果不相符时,就更加的需要我们仔细的思考和
分析了,并且进行适当的调节。因此电路实验可以培养我们的观察能
学生
力、动手操做能力和独立思考能力。所以对于此次电路实验我觉得很
实验
成功,因为我在这次实验中真的收获到了很多从课堂上学不到的东西,
心得
真的让我感触颇深,受益匪浅!
学生(签名):小源
2016年6月20日
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指导
教师
评语
成绩评定:
指导教师(签名):
年月日
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