《电路分析》实验指导书。
浙江师大职业技术教育学院应用电子系。
电路分析》课程组编。
实验要求与须知。
科学实验是科学得以发展的保证，是研究自然科学的一个重要手段。对于电路分析这门课程来说，实验是整个教学过程中必不可少的重要的实践性环节，它是系统学习本学科基础理论知识的基础上，通过实验和实际操作使学生得到实验基本技能的训练，学习常用仪器仪表的使用方法，进一步巩固和加深所学到的理论知识，培养和提高学生运用基本理论去分析、处理实际问题的能力。
一、实验目的和要求：
1. 通过实验，学习常用仪器、仪表的使用方法和测量技术，培养学生的基本实验技能。
2. 进一步巩固加深并扩大所学的理论基础知识，培养运用基本理论知识去分析、解决实际问题的能力。
3. 培养整理实验数据，分析实验结果，编写实验报告和选择实验方法的能力。
4. 培养事实求实、严肃认真、塌实细致的科学作风和良好的实验习惯。
二、实验的进行方式。
实验课一般分课前预习、进行实验和课后写实验报告三个阶段。为使学生做每次实验，达到预期目的，现将各个阶段的要求简述如下：
1. 课前预习。
实验能否顺利进行和收到预期效果，很大程度上取决预习准备是否充分。因此要求每次实验之前仔细阅读实验指导书，明确本次实验的目的、任务，了解实验的基本原理以及实验线路、方法、步骤，清楚本次实验要观察哪些现象，记录哪些实验数据和哪些问题。以及搞清楚实验中所要遇到的仪器、仪表的使用方法。
学生只有认真做好预习后才能到实验室做实验，凡达不到预习要求者，不得进行实验。
2. 进行实验。
一般实验课按下列程序进行：
1） 首先认真听取教师在实验前讲授的实验要求及注意事项。
2） 到指定的桌位上做实验，实验前应做到：
1) 检查仪器、仪表设备是否齐全、完好，并了解仪器、设备的额定容量，使用方法，量程和操作规程。当未搞清楚性能和用法时，不得随意使用该仪器、设备。
2) 做好实验记录的准备工作。
3) 按实验要求接线。
接线前先弄清楚原理图上的各元件和节点与实验电路中元件、节点的对应关系，然后根据要求连接线路。
连接的原则一般是“先串后并”、“先主后辅”，接好线路后要求自检、互检并请教师检查，待老师认可后，方准接通电源。
4) 按实验步骤进行操作，观察实验现象，读取和记录实验数据。操作前要做到：目的明确，心中有数。
操作时要注意：合电源，眼观全局，先看现象，再读数据。读数前要弄清仪表量程及刻度，读数时注意姿势正确，要求“眼、针、影成一线”。
5) 结尾工作。
完成所有的实验项目后，先不忙拆线，应自己检查实验数据是否合理，有无遗漏，再经教师复查，并在原始记录上签字通过后方可拆线（注意拆线前必须先切断电源），并做好仪器、设备、桌面和环境的清洁整理工作。最后经教师同意后才可离开实验室。
三、实验报告的编写。
实验报告的编写过程是实验结果的全面归纳，总结分析和提高阶段。要简明扼要将实验结果完整和真实的表达出来。报告要求：文理通顺，字迹清楚，图表清晰，结论正确，分析合理，讨论深入。
学生在每次实验之后都应独立完成这一工作，实验报告内容包括：
1. 实验名称、实验日期、班级和姓名。
2. 实验目的、任务、原理和线路图。
3. 实验仪器仪表设备的名称、数量及规格。
4. 根据原始数据做成的**、曲线、波形，以及理论计算数据，误差分析等。
波形、曲线要求画在坐标纸上，比例尺要适当，坐标轴上要标明物理量的单位和分度。
做曲线时要曲线板绘制，力求曲线光滑，不必强求通过全部的测定点，测定点的分布可随曲线率不同而不同。曲率大处应多测几点。
实验结果的分析处理（包括实验结论、分析讨论收获体会及意见）。
回答指导书上提出的问题。
学生在做完实验之后，应及时写好报告，不交报告者，实验不合格。
实验操作规则及注意事项。
1、 实验前必须进行预习，阅读实验指导书及教科书中有关内容，了解实验目的任务和步骤，达到心中有数，目的明确。凡预习不合格者，不得进入实验室。
2、 保持实验室的清洁，和环境卫生，不准随地吐痰，严禁吸烟，保持安静，不得大声说话和吵闹。
3、 注意人身安全和设备安全。
要求切实遵守实验室各项操作规程，以确保实验过程中的安全，必须严格遵守以下规定。
1） 不宜自行接通电源，接好线后经教师检查认可后，方可合上电源。
2） 进行实验时不触及裸露的带电部分，防止衣服头发卷人转动的机器。严格遵守“先接线，后通电，先断电后拆线”的操作程序。严禁带电操作。
3） 发现异常现象（声响、发热、焦嗅等）应立即切断电源。保护现场，报告指导老师，不允许自行处理，或隐瞒事故。凡属责任事故，造成仪器、设备损坏者，需会同实验室工作人员进行分析处理、并如实填写事故报告单。
4） 爱护仪器设备，遵守操作规程，不得动用与本次实验无关的设备。
5） 实验结束后摆好仪器设备，并做好实验室的清洁卫生工作。
实验目录。实验一元件伏安特性的测定 6
实验二基尔霍夫定律 12
实验三电源的等效变换 15
实验四叠加定理和戴维南定理 21
实验五简单rc电路的瞬态过程 27
实验六一阶、二阶电路的正弦响应 29
实验七功率因数的改善 32
实验八三相交流电路 35
实验九电源等效变换设计 40
实验十一阶rc电路的设计 43
附录：示波器和函数信号发生器的使用 44
附录2 电子示波器、万用表和信号发生器的使用 48
一、实验目的。
1、学习直读式仪表及晶体管稳压电源等设备的使用方法。
2、加深对线性电阻元件，非线性电阻元件——半导体二极管以及电源伏安特性的理解，并学习掌握测试元件特性的伏安测量法。
二、原理与说明。
电路元件的特性一般用该元件的端电压v与通过元件的电流i之间的伏安函数关系来表示，一个元件的电压与电流之间关系的图形称为此元件的伏安特性曲线。
独立电源和电阻元件的伏安特性，可以用电压表，电流表测定这种方法称为伏安测量法（即伏安表法）。伏安表法原理简单，测定方便，同时适合非线性元件伏安特性的测定。但由于仪表的内阻会影响到测量的结果因而必须注意仪表的合理接法。
1、电阻元件。
1）、线性电阻元件。
电阻元件的特性可以用元件两端的电压v与流过元件的电流i的关系来表征。在v—i坐标平面上线性电阻元件的特性为一条通过原点的直线，该直线的斜率的倒数，即为电阻值，它是一个常数。如图1—1所示。
电阻的伏安特性是符合欧姆定律的。电阻值不随电压或电流变化而变化。
在v和i关联参考方向条件下：
v=i r若v，i参考方向相反则欧姆定律的形式为：
v=-i r
2）、非线性电阻。
非线性电阻的电阻值随电流电压的变化而变化，对于非线性电阻元件，可以分为下。
三种类型。1）、若元件的端电压是流过该电压的单值函数，则称为电流型电阻元件，示例的特性曲线见图1—2（a）。
2）、若流过元件的电流是该元件端电压的单值函数，则为电压型电阻元件，示例的特性曲线见图1—2（b）。
3）、若元件的伏安特性曲线是单调增加或减少的，则该元件即是电流型又是电压型的电阻元件。如图1—2（c）。
半导体二极管就是一种非线性电阻元件，其伏安特性曲线如图1—2（c）所示。二极管的电阻值随电压电流的大小甚至方向而改变。
对比图1—1和图1—2可以发现，线性电阻的伏安特性对称于坐标原点。这种性质称为双向性，为所有线性电阻元件所具备。而半导体二极管的伏安特性不但是非线性的而且对于坐标原点不对称，又称单向性，这种性质为大多数非线性电阻所具备。
半导体二极管的电阻随端电压的大小和极性不同而不同。当外加电压的极性和二极管的极性相同时，其电阻值很小，反之电阻值很大。半导体二极管的这一性能称为单相导电性，利用单相导电性可以把交流电变换成直流电。
1、 电压源。
理想电压源的端电压vs（t）是确定的时间函数，而与流过的电源的电流大小无关。流过理想电压源的电流不由电压源本身决定，而是由于之相联结的外电路所确定的，如vs（t）不随时间变化（即为常数）则该电压源称为直流理想电压源vs。其伏安曲线如图1-3（a）所示。
理想电压源实际上是不存在的，实际电压源总是有一定大小的内阻。（因此实际电压源可以用一个理想电压源和一个电阻相串联的电路模型来表示。如图1-3（b）所示。
）显然，实际电压源的内阻rs 越小图1-3（b）中的θ越小，其正切的绝对值代实际电压源的内阻rs。内阻rs越小，其特性越接近理想电压源。
本次实验所采用的晶体管直流稳压电源，其伏安特性非常接近于理想电压源，当通它的电流在规定范围内变化时，可以认为是理想电压源。
图1-3三、实验内容及步骤。
本实验在直流电路实验板上进行，其板面如图1-4所示。
1、 测定线性电阻的伏安特性。
取实验板上r=470ω的电阻为被测元件，并按图1-5接好线路（将d1用短路线联结经检查无误后，打开直流稳压电源开关，改变与直流电源并联的r的滑动点使电阻r两端的电压为表1-1中所列数值，并将相对应的电流值记录在表1-1中。）
表1-12、 测定非线性电阻——半导体二极管的伏安特性。
将二极管短路线去除，选取1n4007二极管为被测元件。
按图1-6接好电路，测定正向特性曲线。
图中r为可变电阻器用以调节电压，r取板上51ω的电阻作为限流电阻，用以保护二极管。在测量二极管的反向特性时，由于二极管的反向电阻很大，流过它的电流很小，故电流表选用直流微安表（或万用表的直流μa档）。本实验不做要求。
按图1-6接好线路，经检查无误后，开启稳压电源，输出电压调至3v左右，调节可变电阻r，使电压表读数分别为表1-2中。为了方便做图，在曲线弯曲部分可适当多取几个测量点。
表1—2
2019级电路实验讲义
电路实验及课程设计 讲。义。物理学与电子工程学院。2012年9月。目录。前言1 实验1 电阻器与理想直流电源模型的伏安特性测试 4 实验2 直流电阻电路故障的检查6 实验3 基尔霍夫定律与迭加原理的验证9 实验4 有源二端网络的等效变换12 实验5 减小仪表测量误差的方法14 实验6 功率因数的改善...
数字电路实验讲义
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