电路分析实验A-实验报告

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1、1本科实验报告实验名称：电路分析实验A信息与电子学院tCNOOt Of 川rCHIIULTRM fuN.氈山仲绢心课程名称：电路分析基础A实验时间：任课教师：实验地点：实验教师：张峰、张勇强、方芸实验类型：V原理验证 综合设计 自主创新学生姓名：学号/班级：组号：学院：同组搭档：专业：成绩：实验1基本元件伏安特性的测绘一、实验目的1. 掌握线性、非线性电阻及理想、实际电压源的概念。2. 掌握测试电压、电流的基本方法。3. 掌握电阻元件及理想、实际电压源的伏安特性测试方法，学习利用逐点测试法绘制 伏安特性曲线。4. 掌握直流稳压电源、直流电流表、直流电压表的使用方法。二、实验设备1. 电路分析综

2、合实验箱2. 直流稳压电源3. 万用表4. 变阻箱三、实验内容1.测绘线性电阻的伏安特性曲线十丘Ca5图1.11）测试电路如图1.1所示，图中Us为直流稳压电源，R为被测电阻，阻值R 2002） 调节直流稳压电源Us的输出电压，当伏特表的读数依次为表1.1中所列电压值时, 读毫安表的读数，将相应的电流值记录在表格中。表1.1V(V)0.02.04.06.08.010.0I(mA)3）在图1.3上绘制线性电阻的伏安特性曲线，并将测算电阻阻值标记在图上。2.测绘非线性电阻的伏安特性曲线1）测试电路如图1.2所示，图中D为二极管，型号为1N4004, Rw为可调电位器2）缓慢调节Rw,使伏特表的读数

3、依次为表1.2中所列电压值时，读毫安表的读数，将相应的电流值记录在表格中3.测绘理想电压源的伏安特性曲线电葆(a)(b)1）首先，连接电路如图1.5 源的输出电压，将其设置为10V(a)图1.5所示，不加负载电路，直接用伏特表测试直流稳压电2）然后，测试电路如图1.5（b）所示，其中Rl为变阻箱，R为限流保护电阻。3）调节变阻箱Rl,使毫安表的读数依次为表1.3中所列电流值时，读伏特表的读数, 将相应的电压值记录在表格中。I(mA)0.010.020.030.040.0V(V)10.0表1.34）在图1.7上绘制理想电压源的伏安特性曲线。4.测绘实际电压源的伏安特性曲线1）首先，连接电路如图1

4、.6（a）所示，不加负载电路，直接用伏特表测试实际电压源 的输出电压，将其设置为10V。其中Rs为实际电压源的内阻，阻值 Rs = 51 Q。表1.2V(V)0.10.20.30.40.50.550.60.650.70.720.75l(mA)3）在图1.4上绘制非线性电阻的伏安特性曲线。(b)图1.62）然后，测试电路如图1.6 （b）所示，其中Rl为变阻箱3）调节变阻箱Rl,使毫安表的读数依次为表1.4中所列电流值时，读伏特表的读数, 将相应的电压值记录在表格中。表1.4l(mA)0.010.020.030.040.0v（v）10.04）在图1.7上绘制实际电压源的伏安特性曲线，要求：理想电

5、压源和实际电压源的伏安特性曲线画在同一坐标轴中4四、实验结论及总结实验 1基本元件伏安特性的测绘原始数据5实验2含源线性单口网络等效电路及其参数测定一、实验目的1. 验证戴维南定理和诺顿定理，加深对两个定理的理解。2. 通过对含源线性单口网络外特性及其两种等效电路外特性的测试、比较，加深对等 效电路概念的理解。3. 学习测量等效电路参数的一些基本方法。二、实验设备1. 电路分析综合实验箱2. 直流稳压电源3. 万用表4. 变阻箱三、实验内容1. 含源线性单口网络端口外特性测定一 三 A 1 卜1 |1,510Q1/CQ+Iz B图2.11） 测量电路如图2.1所示，Rl为变阻箱，直流稳压电源的

6、输出电压为10V。2）调节变阻箱Rl,使其阻值依次为表2.1中所列电阻值时，读伏特表的读数，将相应的电压值记录在表格中，并计算通过负载Rl的电流值填写在表格中。表2.1Rl(K Q)1.02.03.04.05.0Vab(V)Iab (mA)3）在图2.7上绘制含源线性单口网络的外特性曲线。2. 等效电路参数测定1）测量含源线性单口网络开路电压U oc屁 Ai |1 ifr*（）10卩 尽 30012B图2.2（1）测量电路如图2.2所示，直流稳压电源的输出电压为 10V。（2） 用伏特表测量含源线性单口网络两个端口A、B间的电压，即为开路电压 UocUoc = 2）测量含源线性单口网络短路电流

7、lsc厂& A8图2.3（1）测量电路如图2.3所示，直流稳压电源电压为10V。（2） 用毫安表测量通过含源线性单口网络两个端口A、B间的电流，即为短路电流lscI sc = 3）测量含源线性单口网络等效内阻 Ro（1）半压法图2.4a. 测量电路如图2.4所示，直流稳压电源的输出电压为 10Vb. 调节变阻箱Rl,当Uab = 0.5Uoc时，记录变阻箱的阻值。Ro = （2）开路电压、短路电流法sc3. 验证戴维南等效电路图2.51）测量电路如图2.5所示，Rl为变阻箱，注意：Uoc和Ro分别为前面测得的开路电压 和等效内阻。2）调节变阻箱Rl，使其阻值依次为表2.2中所列电阻值时，读伏特

8、表的读数，将相应的电压值记录在表格中，并计算通过负载 Rl的电流值填写在表格中 表22Rl(K Q)1.02.03.04.05.0Vab(V)Iab (mA)3）在图2.7上绘制戴维南等效电路的外特性曲线。4. 验证诺顿等效电路严 一一一 一一电* A卩 *fIII心八:e 血:w IT IJ一/ B图2.61） 测量电路如图2.6所示，Rl为变阻箱，注意：Isc和Ro分别为前面测得的短路电流 和等效内阻。2）调节变阻箱Rl,使其阻值依次为表2.3中所列电阻值时，读伏特表的读数，将相应的电压值记录在表格中，并计算通过负载Rl的电流值填写在表格中。表2.3Rl(K Q)1.02.03.04.05

9、.0Vab(V)Iab (mA)3）在图2.7上绘制诺顿等效电路的外特性曲线。 要求：将本实验1、3、4部分要求的 含源线性单口网络、戴维南等效、诺顿等效三条外特性曲线画在同一坐标轴中。四、实验结论及总结实验 2 含源线性单口网络等效电路及其参数测定原始数据23实验3 一阶电路响应的研究、实验目的1. 掌握RC 一阶电路零状态响应、零输入响应的概念和基本规律。2. 掌握RC 一阶电路时间常数的测量方法。3. 熟悉示波器的基本操作，初步掌握利用示波器监测电信号参数的方法。 、实验设备1. 电路分析综合实验箱2. 双踪示波器 、实验内容1. RC 一阶电路的零状态响应图3.21）测试电路如图3.1

10、所示，电阻R = 2kQ,电容C = 0.01 pFo2） 零状态响应的输入信号如图3.2所示，幅度为5V，周期为1ms,脉宽为0.5ms。3） 将观测到的输入、输出波形（求T值放大图）存储到U盘，课后打印并贴在图3.3 上相应方框处。要求：在图上标记相关测量数据。4）测量响应波形的稳态值uc（ g）和时间常数tUc（旳=输入波形输出波形（T值放大图）图3.32. RC 一阶电路的零输入响应1）测试电路如图3.4所示，电阻R = 2kQ,电容C = 0.01 pFo2） 零输入响应的输入信号如图3.5所示，幅度为5V，周期为1ms,脉宽为3 ps。3） 将观测到的输入、输出波形（求T值放大图）

11、存储到U盘，课后打印并贴在图3.6 上相应方框处。要求：在图上标记相关测量数据。4）测量响应波形的初始值uc（0）和时间常数tUc（0） = T= 输入波形输出波形（T值放大图）图3.6四、实验结论及总结实验 3 一阶电路响应的研究原始数据实验4二阶电路响应的研究一、实验目的1. 观测二阶电路在过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种状态下的响应波形，加深对二阶电 路响应的认识和理解。2. 掌握振荡角频率和衰减系数的概念。3. 进一步熟悉示波器的操作。二、实验设备1. 电路分析综合实验箱2. 双踪示波器3. 变阻箱三、实验内容1. RLC二阶电路的零状态响应图4.21）测试电路如图4.1所示，R为变阻箱，

12、电容C = 0.01折，电感L = 2.7mH。2） 零状态响应的输入信号如图4.2所示，幅度为5V，周期为1ms,脉宽为0.5ms。3） 调节变阻箱R，观察RLC二阶电路零状态响应的三种状态波形 （欠阻尼、临界阻尼 和过阻尼），将波形存储到U盘，课后打印并贴在图4.3上相应方框处。要求：在临近阻尼 状态波形图上标记该状态下的临界阻值。欠阻尼临界阻尼过阻尼图4.32. RLC二阶电路的零输入响应U1mU2m欠阻尼1）测试电路如图4.4所示，R为变阻箱，电容C = 0.01折，电感L = 2.7mH。2） 零输入响应的输入信号如图4.5所示，幅度为5V，周期为1ms,脉宽为33）调节变阻箱R，观

13、察RLC二阶电路零输入响应的三种状态波形 （欠阻尼、临界阻尼 和过阻尼），将波形存储到U盘，课后打印并贴在图4.6上相应方框处。要求：在临近阻尼 状态波形图上标记该状态下的临界阻值。4） 取R 100 ，观测波形相邻两个波峰或波谷的电压值Ulm、U2m和振荡周期Td,计 算振荡角频率？?和衰减系数？21 InTd临界阻尼过阻尼图4.6四、实验结论及总结实验 4 二阶电路响应的研究原始数据实验5 R、L、C单个元件阻抗频率特性测试一、实验目的1. 掌握交流电路中R、L、C单个元件阻抗与频率间的关系，测绘 R-f、XL-f、Xc-f特性 曲线。2. 掌握交流电路中R、L、C元件各自的端电压和电流间

14、的相位关系。3. 观察在正弦激励下，R、L、C三元件各自的伏安关系。二、实验设备1. 电路分析综合实验箱2低频信号发生器3. 双踪示波器三、实验内容图5.1测试电路如图5.1所示，R、L、C三个元件分别作为被测元件与10Q采样电阻相串联， 其中电阻R =2kQ，电感L =2.7mH,电容C = 0.1尸，信号源输出电压的有效值为 2V。1.测绘R、L、C单个元件阻抗频率特性曲线1） 按照图5.1接好线路。注意：信号源输出电压的幅度须始终保持 2V有效值，即每 改变一次输出电压的频率，均须监测其幅度是否为2V有效值。2） 改变信号源的输出频率f如表5.1所示，利用示波器的自动测量功能监测 2通道

15、信 号的电压有效值，并将测量数据填入表中相应位置。3） 计算通过被测元件的电流值Iab以及阻抗的模|Z，并填入表5.1中相应位置。1 AB1 BCBC10Us 21 AB 1 AB4）在图5.2上绘制R、L、C单个元件阻抗频率特性曲线，要求：将三条曲线画在同一 坐标轴中。表5.1f(KHz)1020304050Us(V)2UBc(mV)RLClAB(mA)RLC|Z|(K Q)RLC2. R、L、C单个元件的相位测量1） 测试电路不变，信号源的输出电压有效值为2V，输出频率为10kHz。2） 在示波器上观察R、L、C三个元件各自端电压和电流的相位关系，将波形存储到U 盘，课后打印并贴在图5.3上相应方框处。3）计算R、L、C三个元件各自的相位差？?，并用文字描述R、L、C三个元件各自电 压、电流的相位关系。电感L电阻R电容C图5.33. R、L、C单个元件的伏安关系轨迹线1） 测试电路不变，信号源的输出电压有效值为2V，输出频率为10kHz。2） 将示波器置于X-Y工作方式下，直接观察R、L、C单个元件的伏安关系轨迹线, 将波形存储到U盘，课后打印并贴在图5.5上相应方框处。电感L电阻R电容C图5.5四、实验结论及总结24实验 5 R、L、C 单个元件阻抗频率特性测试原始数据25