1、東莞理工學(xué)院城市學(xué)院自編教材電路分析基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書東莞理工學(xué)院城市學(xué)院計算機與信息科學(xué)系前 言電路分析基礎(chǔ)是電子、通信技術(shù)類專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，而電路分析基礎(chǔ)實驗又是學(xué)好該學(xué)科的一個重要環(huán)節(jié)，通過實驗教學(xué)不僅能進一步鞏固和加深課堂所學(xué)理論知識，而且能提高學(xué)生的動手能力、解決實際問題的能力和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和良好的工作作風(fēng)。電路分析基礎(chǔ)實驗的教學(xué)目標(biāo)是通過實驗要求學(xué)生掌握各種電路（電阻電路、動態(tài)電路、正弦穩(wěn)態(tài)電路）的連接、測試和調(diào)試技術(shù)；熟悉常用電子電工儀表的工作原理及使用方法；熟悉安全用電知識，了解電路故障的檢查和排除方法，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和從事實踐技術(shù)工作奠

2、定扎實基礎(chǔ)。為結(jié)合理論課程教學(xué)的需要，共設(shè)置16學(xué)時的實驗課時。目 錄第一部分 緒論1一、課程所屬類型及服務(wù)專業(yè)1二、實驗教學(xué)目的和要求1三、實驗項目和學(xué)時分配1第二部份 基本實驗指導(dǎo)2實驗一 元件伏安特性的測定2一、實驗?zāi)康?二、原理及說明2三、儀器設(shè)備2四、實驗步驟3五、思考題4實驗二 驗證基爾霍夫定律5一、實驗?zāi)康?二、實驗原理5三、實驗設(shè)備5四、實驗步驟5五、注意事項6六、思考題6實驗三 疊加定理7一、實驗?zāi)康?二、實驗原理7三、實驗設(shè)備和器材7四、實驗電路和實驗步驟7五、實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)處理8六、實驗預(yù)習(xí)要求9七、思考題9實驗四驗證戴維南定理10一、目的10二、設(shè)備、儀表10三、原理電

3、路圖10四、步驟10五、注意事項11六、預(yù)習(xí)要求11七、總結(jié)報告12八、思考題12實驗五 RC電路的響應(yīng)13一、目的13二、設(shè)備和元件13三、實驗電路圖13四、內(nèi)容和步驟14五、預(yù)習(xí)要求16六、注意事項16七、實驗報告16八、思考題16實驗六 單相交流電路17一、目的17二、設(shè)備、儀表17三、實驗電路圖17四、內(nèi)容和步驟18五、注意事項18六、預(yù)習(xí)要求18七、總結(jié)要求19八、思考題19附：日光燈的構(gòu)造及電路原理簡介19第一部分 緒論本指導(dǎo)書是根據(jù)電路分析基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)大綱編寫的，適用于電子信息工程專業(yè)。一、課程所屬類型及服務(wù)專業(yè)電路分析基礎(chǔ)是電子信息工程專業(yè)必修的學(xué)科基礎(chǔ)課程。它的目的和任務(wù)

4、是為學(xué)習(xí)后續(xù)課程提供必要的基礎(chǔ)理論知識，也為進一步理論研究打下基礎(chǔ)。二、實驗教學(xué)目的和要求電路分析基礎(chǔ)系統(tǒng)介紹電路理論，本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握電路的基本概念和基本定律、電阻電路的一般分析方法、電路定理、一階電路的時域分析、正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析、耦合電感和變壓器的分析。 通過學(xué)生動手完成各個實驗，通過各試驗內(nèi)容的數(shù)據(jù)測量與分析處理，使學(xué)生對理論課的教學(xué)內(nèi)容更為深入的理解，并且通過實驗使學(xué)生對電路的結(jié)構(gòu)，電路的元、部件更能直觀.生動認(rèn)識。使學(xué)生注意培養(yǎng)實驗動手能力，更加理論聯(lián)系實際。三、實驗項目和學(xué)時分配本課程實驗共安排16學(xué)時。序號實 驗 項 目學(xué)時數(shù)每組人數(shù)實驗類型（演示/驗證/綜合/設(shè)計）必

5、選/可選1元件伏安特性的測定23驗證可選2基爾霍夫定律的驗證33驗證必選3疊加原理的驗證33驗證必選4戴維寧、諾頓定理的驗證33驗證必選5單相交流電路33驗證可選6RC一階電路的響應(yīng)測試33綜合必選第二部份 基本實驗指導(dǎo)實驗一 元件伏安特性的測定一、實驗?zāi)康?、 測定線性電阻和非線性元件及電壓源的伏安特性曲線。2、 學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源及常用電工儀表的使用方法。二、原理及說明元件伏安特性是指被測元件兩端電壓U與通過該元件電流I之間的關(guān)系曲線。線性電阻元件的阻值不隨加在它兩端的電壓或電流的變化而變化，而且與元件電壓或電流的方向無關(guān)（具有雙向特性），其伏安特性是一條對稱坐標(biāo)原點的直線。如圖1-1（a）

6、所示。非線性元件的阻值隨加在它兩端的電壓或通過它的電流的大小變化而變化，其伏安特性通過坐標(biāo)原點的一條彎曲的曲線。如圖1-1（b）圖所示。直流電壓源的伏安特性是一條平行于坐標(biāo)的直線，如圖1-1（c）所示。IU（a）IU（c）UI（b）圖1-1三、儀器設(shè)備雙路直流穩(wěn)壓電源 HT-1712G型 一臺四、實驗步驟1、 測定線性電阻R的伏安特性（1） 按圖1-2接線，定值電阻R1（約51），電阻箱為被測線性電阻元件（約150）。（2） 調(diào)節(jié)電源電壓，約5-20V，測量線性電阻元件兩端的電壓和電流。（3） 改變電阻箱的方向，重復(fù)（2）。正向U(V)I(mA)反向U(V)I(mA)直流穩(wěn)壓電 源電流表電壓表

7、51150圖1-22、 測非線性元件（二極管N4007）伏安特性正向伏安特性的測定，按圖1-3接線，使直流穩(wěn)壓電源輸出可調(diào)，電壓表約為0-1V，測量非線性元件兩端的電壓和電流。正向U(V)I(mA)直流穩(wěn)壓電 源電流表電壓表51圖1-3D3、 測電壓源的伏安特性按圖1-4接線，使直流穩(wěn)壓電源輸出電壓為10V，改變外接電阻，測量電壓源兩端的電壓和電流。正向U(V)I(mA)直流穩(wěn)壓電 源電流表電壓表51圖1-4R五、思考題1分析電阻、二極管及電壓源的伏安特性。實驗二 驗證基爾霍夫定律一、實驗?zāi)康?、 加深理解KCL、KVL定律。2、 掌握基本電子工具的使用（萬用表、電阻箱、直流穩(wěn)壓電源、毫安表）

8、。二、實驗原理1.KCL原理：2.KVL原理：三、實驗設(shè)備1.直流穩(wěn)壓電源 HT-1712G型 030V雙路 一臺2.直流毫安表 C31-mA型 100mA1000mA 一臺3.數(shù)字萬用表 DT9202型 31/2位 一塊4.交流/直流電阻箱 ZX38A/10型 011111.1型 一臺5.通用實驗板 附：電阻150、51、82、91 （1W） 各一個四、實驗步驟1.如圖所示，接線。在每個支路（測量），選擇好，接入電流表（毫安表），再打開電源。讀取電流表的數(shù)值，填入對應(yīng)的表1中（請注意電流的方向）。2.如圖2-1所示，在通電的情況下，用萬用表測量對應(yīng)元器件的電壓，填入對應(yīng)的表1中（請注意電壓的

9、方向）。3.如圖2-2所示，接線，重復(fù)1、2操作，將測試數(shù)據(jù)填入表2中。4.將實測值和理論值相比較。R1R2R3R4US1US2IU表1R1R2R3R4R5US1US2IU表28212VUS16VUS2R1R351R291R4150圖2-18212VUS16VUS2R1R351R291R4150R5100圖2-2五、注意事項1.不能帶電操作，所有同學(xué)，接線完畢后，經(jīng)老師檢查后，方可通電。2.電壓源不能短路。六、思考題1電路中兩個電動勢均增大一倍，各支路的電流、電壓如何變化？如果電路中只有一個電動勢增大一倍，而另一個不變，各支路的電流、電壓如何又如何變化？實驗三 疊加定理一、實驗?zāi)康?.通過實驗

10、，加深對疊加定理的理解；2.進一步熟悉穩(wěn)壓電源、直流電流表和數(shù)字萬用表的使用方法。二、實驗原理本實驗是驗證疊加定理。疊加定理是線性電路的一個基本定理。它表述如下：在線性電路中，當(dāng)有兩個或兩個以上的獨立電源（電壓源或電流源）作用時，則任意支路的電壓或電流，都可以認(rèn)為是電路中各個電源單獨作用而其它電源不起作用，在該支路中產(chǎn)生的各電流分量或電壓分量的代數(shù)和。三、實驗設(shè)備和器材1.直流穩(wěn)壓電源 HT-1712G型 030V雙路 一臺2.直流毫安表 C31-mA型 100mA1000mA 一臺3.數(shù)字萬用表 DT9202型 31/2位 一塊4.通用實驗板 附：電阻150、51、82 各一個四、實驗電路和

11、實驗步驟1.實驗電路實驗電路如圖3-1所示，要求測量R2支路中的電流和R2上的電壓。51圖3-1 實驗電路原理圖10VUS16VUS2R1R382R2150I 2.實驗步驟（1）測量US1和US2同時作用時的電壓和電流I. 按圖1.1連接好電路，將US1調(diào)整到10V，US2調(diào)整到6V（注：電壓源要先調(diào)整好，斷電后再接入電路）；II. 經(jīng)教師檢查后，接通電源；如果電路正常，可接入電流表和電壓表（注：接入電表時，注意極性?。?，測量R2支路中的電流I和R2的電壓U。記錄所測數(shù)據(jù)。（2）測量US1單獨作用時的電壓和電流I. 將US1調(diào)整到10V，US2斷開后，再用導(dǎo)線短路（注：電壓源要先調(diào)整好，斷電后

12、再接入電路）；II. 經(jīng)教師檢查后，接通電源；如果電路正常，可接入電流表和電壓表（注：接入電表時，注意極性?。瑴y量R2支路中的電流I和R2的電壓U。記錄所測數(shù)據(jù)。（3）測量US2單獨作用時的電壓和電流I. 將US1調(diào)整到10V，US2斷開后，再用導(dǎo)線短路（注：電壓源要先調(diào)整好，斷電后再接入電路）；II. 經(jīng)教師檢查后，接通電源；如果電路正常，可接入電流表和電壓表（注：接入電表時，注意極性?。?，測量R2支路中的電流I和R2的電壓U。記錄所測數(shù)據(jù)。五、實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)處理1. 將每次測量結(jié)果，用表格列出：表1 US1和US2同時作用時R2的電壓和電流測量次數(shù)12345平均值UUII表2 US1單獨

13、作用時R2的電壓和電流測量次數(shù)12345平均值UUII表3 US2單獨作用時R2的電壓和電流測量次數(shù)12345平均值UUII六、實驗預(yù)習(xí)要求1. 實驗前認(rèn)真閱讀本實驗指導(dǎo)；2. 復(fù)習(xí)疊加定理的有關(guān)資料，用疊加定理計算R2支路中的電流I和R2上的電壓U。七、思考題1.將（2）、（3）的實驗結(jié)果與（1）的實驗結(jié)果進行比較，可得出什么結(jié)論？與理論計算結(jié)果比較。實驗四驗證戴維南定理一、目的1. 驗證戴維南定理2. 學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源和萬用表的使用二、設(shè)備、儀表1.直流穩(wěn)壓電源 HT-1712G型 030V雙路 一 臺 2.直流毫安表 C31-mA型 100mA1000mA 一臺3.數(shù)字萬用表 DT920

14、2型 31/2位 一塊4.交流/直流電阻箱 ZX38A/10型 011111.1型 一臺5.通用實驗板 附：電阻150、51、82 各一個三、原理電路圖ER0aIbRLUE1150R1E2R351R282aILbRL91Uab圖4-1（b）（a）四、步驟1.連接電路、測量電壓和電流。（1）用萬用表測定實驗板上各電阻大小。（2）將電源電壓E1調(diào)至10V，E2調(diào)至5V切斷電源（即關(guān)閉直流穩(wěn)壓電源）。（3）按原理電路圖4-1(a)連接電路，在支路a、b端串入毫安表。（4）經(jīng)教師檢查無誤后，將電源開關(guān)接通。（5）測量電壓Uab和電流IL的大小。2.測定開路電壓U0斷開RL支路，測量斷開處的電壓，它就是

15、U0的大小。3.測定等效電阻R0切斷電源，即E1=0，E2=0：再將連接電源處短路，經(jīng)教師檢查無誤后，用萬用表測量a、b兩端的等效電阻，它就是R0的大小。注：也可在切斷電源，并將E1、E2處短路后，于a、b間加以外部電壓（設(shè)它是U=8V），測定這時流經(jīng)電路的電流，二者相除即為R0（U/I）。4.拆除所連電路。5.連接由U0（E）和R0組成的等效電路，如圖2.1（b）所示，E由直流穩(wěn)壓電源任一路供給。R0由電阻箱調(diào)節(jié)獲得，再將RL連接到它的兩端。6.經(jīng)教師檢查后，測量此時電路中的電流I和電壓U。7.比較步驟“1”和“6”所測數(shù)據(jù)，正確時便切斷電壓拆線路。五、注意事項1.萬用表切不可在帶電情況下測

16、量電阻，本次實驗在測定R1、R2、R3及RL后，隨即調(diào)至直流電壓的位置。2.直流穩(wěn)壓電源的使用，一般應(yīng)先調(diào)好電壓數(shù)值，隨后切斷電源接入電路，再到電路供電時閉合電源。3.每次接換電路都要經(jīng)教師檢查方可通電。六、預(yù)習(xí)要求1.復(fù)習(xí)教材中的戴維南定理。2.由電路圖4-1所給數(shù)據(jù)，計算出U0和R0。3.列出待測數(shù)據(jù)的表格，將計算值列進表格中。4.回答所提問題，連同“2”和“3”均寫入預(yù)習(xí)報告。注：預(yù)習(xí)報告是實驗報告的組成部分，內(nèi)容包含進行實驗時需要明確的各個問題，達(dá)到心中有數(shù)，但它不是照抄原說明書，應(yīng)當(dāng)用自己的思路和語言簡練寫出。七、總結(jié)報告1. 將所測數(shù)據(jù)填入所列表格。2. 分析數(shù)據(jù)得出它們所包含的結(jié)

17、論。注：實驗報告是在預(yù)習(xí)報告基礎(chǔ)上的補充和完善一個實驗的全面總結(jié)。八、思考題1測定等效電阻R0時，RL是否保留？2改變外電路電阻RL的大小，對E和R0有何影響？實驗五 RC電路的響應(yīng)一、目的1. 深化對RC電路響應(yīng)的理解。2. 了解R，C數(shù)值不同對電容器上電壓變化的影響。3. 學(xué)習(xí)和初步了解通用示波器的使用方法。4. 初步了解低頻信號發(fā)生器的使用方法。二、設(shè)備和元件1.通用示波器 COS5020CH型 20MHZ 一臺2.直流穩(wěn)壓電源 HT-1712G型 030V雙路 一臺3.交流/直流電阻箱 ZX38A/10型 011111.1型 一臺 4.低頻信號發(fā)生器 XD22型 1HZ1MHZ 一臺5

18、.通用實驗板 附：電解電容2200F、50V 一個 電解電容1000F、25V 一個 電解電容22F、450V 一個 單刀雙擲微動開關(guān) 一個三、實驗電路圖k示 波 器1kuR21uc+U10vC2200uF圖5-132k示 波 器1kuRuc+C2200uF圖5-2U10v13低頻信號發(fā)生器2k500uRucC22uF圖5-313示 波 器四、內(nèi)容和步驟1. 按圖5-1連接電路、電源電壓U調(diào)至10V。2. 由R、C的數(shù)值或時間常數(shù)的大小等，初步選定示波器VOLTS/DIV及TIME/DIV兩個旋鈕的位置，大約為2V、0.5sec（為什么？）3. 用示波器測量電源電壓U的大小（應(yīng)調(diào)至10V）4.

19、 觀測零狀態(tài)響應(yīng)觀測電容電壓uC和電阻電壓uR的變化曲線。（1） 先將開關(guān)K放置“3”的位置。（2） 在示波器屏幕上調(diào)好時間基線的位置。（以便于觀測曲線）。（3） 光點出現(xiàn)后，隨即“按動”開關(guān)K，使其合向位置“1”，也即接通電源電壓U。同時密切觀察亮點的移動軌跡，它就是電容電壓uC的變化規(guī)律。注：可操作觀察數(shù)次，使光點軌跡清晰明確，每次變換都應(yīng)當(dāng)在換路前電路的工作狀態(tài)穩(wěn)定后進行。（4） 測定uC由0上升到電源電壓U（10V）的63.2%時，所需的時間t（應(yīng)當(dāng)？）。（5） 將電阻R分別調(diào)至500和2K，電容C不變的情況下，再分別進行以上步驟（3）、（4）的觀測。（6） 再將R、C調(diào)換到500、1

20、000F，重復(fù)以上觀測。（7） 按圖5-2連接電路，按照以上步驟（1）（6）觀察電阻R上電壓uR的變化。5. 觀測零輸入響應(yīng)。觀測電壓uC和uR的變化曲線。（1） 按圖5-1連接電路。（2） 將開關(guān)置于“1”的位置。（3） 屏幕上亮點出現(xiàn)后，隨即“按動”開關(guān)K，使其合向位置“3”，即電容器C只與電阻R構(gòu)成閉合回路，同時密切觀察亮點移動的軌跡，它就是電壓uC的變化規(guī)律。注：觀察前，時間基線的位置應(yīng)調(diào)到什么部位教宜？可操作觀察數(shù)次，使亮點軌跡清晰明確。（4） 測定電感容電壓uC由初始值U0下降到它的36.5%時所需要的時間t（應(yīng)當(dāng)？為什么？）（5） 參照步驟（4）中的（5）和（6）改變電路參數(shù)，觀

21、察這時對uC變化的影響。（6） 按圖3.2連接電路，觀察電阻R上的電壓uR。6. 按圖5-3連接電路。（1） 將方波發(fā)生器的輸出電壓頻率調(diào)至（大約）30HZ。（為什么？）（2） 示波器用通道CH2輸入方波電壓。用通道CH1輸入電容器電壓uC。選VOLIS/DIV 1-2V，TIME/DIV 5-10ms。（3） 按下CHOP按鍵觀測： 方波電壓的峰值和周期。 電壓uC的峰值和周期。 兩個電壓間有何關(guān)系。注：示波器與線路連接時與方波源之間一定要共地。五、預(yù)習(xí)要求1. 復(fù)習(xí)電工學(xué)中有關(guān)RC電路響應(yīng)的理論。了解電容電壓和電阻電壓變化的規(guī)律。2. RC參數(shù)大小對電容電壓的變化有何影響（為什么？）。3.

22、 初步（在草稿紙上）畫出在不同電路參數(shù)下，電容電壓uC的變化曲線。4. 回答在實驗步驟中所提出的各種問題。六、注意事項1. 連接好電路都要經(jīng)教師檢查后方可通電。2. 連接圖5-3電路時，示波器、方波發(fā)生器和電路板三者要共地。3. 變換電路時應(yīng)關(guān)閉電源后進行。4. 示波器屏幕上的波型不可過亮。5. 操作示波器的旋鈕，按鍵和電路板上的開關(guān)都應(yīng)動作輕、慢。七、實驗報告1. 畫出全部觀測的曲線，標(biāo)注出幅（峰）值的大小和周期。2. 回答“四4”的問題八、思考題1. 什么樣的電信號可以作為RC一階電路零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的激勵源？2. 已知RC一階電路R=1K，C=5F，試計算時間常數(shù)，并根據(jù)

23、時間常數(shù)的物理意義，擬定測量時間常數(shù)的方案。3. 什么是微分電路和積分電路，它們必須具備什么條件？在方波序列脈沖的激勵下，其輸出波形的變化規(guī)律如何？這兩種電路有什么功能？實驗六 單相交流電路（日光燈電路）一、目的1. 加深對單相交流電路概念的理解。2. 了解感性負(fù)載電路并聯(lián)電容器提高功率因素的作用。3. 了解日光燈電路和它的工作原理。4. 學(xué)會使用功率表。二、設(shè)備、儀表1.交流電流表 D26-A型 0.5A/1A 一臺2.直流穩(wěn)壓電源 D26-V型 150/300/600 一臺3.瓦特表 D26-W型 0.5A/1A150/300/600型 一臺4.接觸調(diào)壓器 TDGC1-0.5 0.5KVA

24、型 一臺5.日光燈管、管座 20W、50V 一套6.通用實驗板 附：整流器、開關(guān) 電容器3F、400V 測電流插孔板、單相開關(guān)板 各一個三、實驗電路圖220vVALAcAAaxx接觸調(diào)壓器（單相）220vK1*WK2C鎮(zhèn)流器日光燈管圖 6-1起輝器四、內(nèi)容和步驟1. 6-1連接電路。注：儀表都不直接插入電路中，在電流表AL、AC和A的位置，接入電流插座，各表接好電流插頭和表筆。2. 經(jīng)教師檢查后方可通電實驗。3. 先閉合開關(guān)K1，待日光燈點燃后，以分別測量電源電壓，鎮(zhèn)流器及燈管兩端電壓，分析三個電壓的關(guān)系，電源電壓是指電相調(diào)壓器輸出電壓，應(yīng)調(diào)節(jié)器至日關(guān)燈額定電壓22V。（三個電壓的數(shù)值，應(yīng)當(dāng)是

25、什么關(guān)系，為什么？）4. 測量日光燈電流i、功率W、燈管功率WR及鎮(zhèn)流器的功率WL（三個功率的數(shù)值應(yīng)當(dāng)有什么關(guān)系？）5. 接通開關(guān)K2，再分別測量電流i、iL和iC以及上述三個功率。（三個電流的數(shù)值間應(yīng)當(dāng)有什么關(guān)系？）6. 分析這兩次所測數(shù)據(jù)，哪些量不變，哪些量改變，哪些量微變？（為什么？）再請老師檢查后方可拆電路。注：在實驗的全過程，應(yīng)始終保持電源電壓220V不變。（為什么？）五、注意事項1. 電路電壓較高，請注意安全切不可觸摸帶電部分。拆除電路時，應(yīng)首先切斷電源。2. 實驗中先測量電壓，再測電流，最后測功率（為什么？）3. 設(shè)備、儀器較多，相互間位置安排，長、短導(dǎo)線使用合理，以避免混亂，影響測量和操作，甚至造成事故。4. 功率表的電流插頭和電壓表筆，切不可接措。六、預(yù)習(xí)要求1. 復(fù)習(xí)單相交流電路的有關(guān)理論。2. 列好測量數(shù)據(jù)表格，否則不得進行實驗。3. 學(xué)習(xí)本實驗說明書中有關(guān)日光燈的原理。七、總結(jié)要求1. 將所測數(shù)據(jù)填入表格，簡要回答“步驟”中所提出的每個問題。2. 由所測數(shù)據(jù)計算日