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1、电路与模拟电子技术实验指导书王凤歌 （修改于2011.12.30）实验一 直流网络定理一、实验目的1、加深对基尔霍夫和迭加原理的内容和适用范围的理解。2、用实验方法验证戴维南定理的正确性。3、学习线性含源一端口网络等效电路参数的测量方法。4、验证功率输出最大条件。二、实验属性（验证性）三、实验仪器设备及器材1、 电工实验装置（DG011T、DY031T、DG053T）2、 电阻箱四、实验要求1. 所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘指示值为准。2. 防止电源两端碰线短路。3. 若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表时的“ +、”极性。倘若不换接极性，则电表
2、指针可能反偏（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针可正偏，但读得的电流值必须冠以负号。4.用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性，及数据表格中“ +、”号的记录。五、实验原理1、基尔霍夫定律是集总电路的基本定律。它包括电流定律和电压定律。 基尔霍夫电流定律：在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有支路电流的代数和恒等于零。即 I = 0 基尔霍夫电压定律：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路内所有支路或元件电压的代数和恒等于零。即 U = 02、迭加原理是线性电路的一个重要定理。 独立电源称为激励，由它引起的支路电压、电流称为响应，则迭加原理可简述为：在任意线性网络中
3、，多个激励同时作用时，总的响应等于每个激励单独作用时引起的响应之和。3、 戴维南定理指出，任何一个线性含源一端口网络，对外部电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻相串联的有源支路来代替，如图1-1所示，其理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压UOC，其电阻等于原网络中所有独立电源为零值时的入端等效电阻R0。 图1-14、对于已知的线性含源一端口网络，其入端等效电阻R0可以从原网络计算得出，也可以通过实验手段测出。下面介绍几种测量方法。（1） 由戴维南定理和诺顿定理可知 因此，只要测出含源一端口网络的开路电压UOC，和短路电流ISC，R0就可得出，这种方法最简便。但是，对于不允许将外部电路直接
4、短路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏网络内部的器件时），不能采用此法。 （2）测出含源一端口网络的开路电压UOC以后，在端口处接一负载电阻RL，然后再测出负载电阻的端电压URL，因则入端等效电阻为 （3）令有源一端口网络的所有独立电源置零，然后在端口处加一给定电压U，测得入口的电流I（如图1-2a所示），则也可以在端口处接入给定电流源I，测得端口电压U（如图1-2b所示），则 图1-2a 图1-2b 5、一个含有内阻r0的电源给R L供电，其功率为 为求得从电源中获得最大功率的最佳值，我们可以将功率P对R L求导，并令其导数等于零，解得： 于是解得R L = R0则得最大功率： 由此可知
5、：负载电阻RL从电源中获得最大功率条件是负载电阻RL等于电源内阻R0。六、实验步骤1、验证基尔霍夫定律按图1-3接线，其中I1、I2、I3是电流插口，K、Z是双刀双掷开关。 图1-3 先将K、Z合向短路一边，调节稳压电源，使US1=10V，US2=6V，再把K、Z合向电源一边。测得各支路电流、电压，将数据记录于表2-1中。 表1-1I1（mA）I2（mA）I3（mA）验证I=UabUbcUbdUd aUcd回路abcda回路abda 2、 验证迭加原理实验电路如图1-4。首先把Z掷向短路线一边，K掷向电源一边，测得各电流、电压记录于表1-2中。图1-4实验电路如图1-5.再把K掷向短路线一边，
6、Z掷向电源一边，测得各电流、电压记录于表1-2中。 图1-5两电源共同作用时的数据在实验内容1中取。 表1-2 I1（mA）I2（mA）I3（mA）Uab（V）Ubc（V）Ubd（V）US1单独作用时US2单独作用时US1、US2共同作用时验证迭加原理 3、 测定线性含源一端口网络的外特性（既伏安特性）U=f（I）。 按图1-6接线，改变电阻RL值，测量对应的电流和电压值，数据填在表1-3内。根据测量结果，求出对应于戴维南等效参数UOC、ISC。其中R1=200、R2=300、R3=510、US=10V 表1-3RL（）0100200300500700800I（mA）U（V） 图1-6 4、利
7、用实验原理介绍的方法求R0=，数据在实验内容3中取。 5、 将Uoc和R0构成戴维南等效电路测量其外特性U=f（I）。数据填入表1-4中。 图1-7 表1-4RL（）0100200300500700800I（mA）U（V）6、 最大功率输出条件的验证i. 根据1-4中数据计算并绘制功率随变化的曲线，既P = f（RL）。ii. 观察P = f（RL）曲线，验证功率输出最大条件是否正确。七、思考题1、叠加原理中E1、E2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（E1或E2）置零（短接）？ 2、实验电路中，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还成立吗?为什么？八、
8、实验报告1. 根据实验数据，选定实验电路中的任一个节点，验证KCL的正确性。2. 根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。3. 根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳。总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。4. 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据，进行计算并作结论。5、根据实验内容3和5的测量结果，在同一坐标纸上做它们的外特性曲线。6、心得体会及其他。 EWB仿真实验（1）、验证基尔霍夫定律（2）、验证迭加原理 （3）、 测定线性含源一端口网络的外特性（既伏安特性）U=f（I）。 （4）、利用（五、实验原理介绍的方法）求R0，1）由戴
9、维南定律和诺顿定律可知：R0 = 2）、测出含源一端口网络的开路电压UOC以后，在端口处接一负载电阻RL，然后再测出负载电阻的端电压URL，因URL = R L则入端等效电阻为=（7.183/4.621-1）800=443.5W3）、令有源一端口网络的所有独立电源置零，然后在端口处加一给定电压U，测得入口的电流I，则R0 = =6/13.52=443.7W 4）、上述内容测得的等效参数选电阻R0构成戴维南等效电路,测量其外特性U=f（I）。实验二 日光灯交流电路的研究一、实验目的1、学习功率表的使用。2、学习通过U、I、P的测量计算交流电路的参数。3、学习如何提高功率因数。二、实验属性(验证性
10、)三、实验仪器设备及器材电工实验装置：（DG032T，DY02T，DG053T）四、实验要求1、本实验用交流市电220V，务必注意用电和人身安全。2、线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。1、 各支路电流都要接入电流插座。五、实验原理1、日光灯结构如图2-1所示，K闭合时，日光灯管不导电，全部电压加在启动器两触片之间，使启动器中氖气击穿，产生气体放电，此放电的一定热量使金属片受热膨胀与固定片接通，于是有电流通过日光灯管两端的灯丝和镇流器。短时间后双金属片冷却收缩与固定片断开，电路中电流突然减小；根据电磁感应定律，这时镇流器两端产生一定的感应电动势，使日光灯管两端电压产生
11、400V至500V高压，灯管气体电离，产生放电，日光灯 图2-1 日光灯结构图图2-2 日光灯电路模型图点燃发亮。日光灯点燃后，灯管两端电压降为100V左右，这时由于镇流器的限流作用，灯管中电流不会过大。同时并联在灯管两端的启动器，也因电压降低而不能放电，其触片保持断开状态。日光灯点燃后，灯管相当于一个电阻R，镇流器可等效为一个小电阻RL和电感的串联，启动器断开，所以整个电路可等效为一R、L串联电路，其电路模型如图2-2所示。六、实验步骤1、测量交流参数如图2-3 接线（先不接电容C）。注意：功率表为智能型表，接线时可不考虑同名端。图2-3 日光灯电路 表2-1U（V）测 量 值P（W）I1（A）U1（V）U2（V）cosj220（以测量数据为准）2、提高功率因数并联电容C分别为1f、3.2f、13.2f，令U=220V不变，将测试结果填入表2-2中。 表2-2C测 量 值
