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1、学 海 无 涯,电路分析基础实验指导书,1,电路分析基础,机电工程系,实验课程名称 院系部 指导老师姓名,张裴裴,2015 2016 学年,第 2 学期,实验一直流电路的认识实验 一、实验目的 了解实验室规则、实验操作规程、安全用电常识。 熟悉实验室供电情况和实验电源、实验设备情况。 学习电阻、电压、电流的测量方法，初步掌握数字万用表、交直流毫安表 的使用方法。 学习电阻串并联电路的连接方法，掌握分压、分流关系。 二、实验仪器 1. 电 工 实 验 台 一 套 2. 数 字 万 用 表 一 块 3. 直 流 稳 压 源 一 台 4. 直 流 电 压 表 一 只 5. 直 流 电 流 表 一 只
2、 6.电路原理箱 （或其它实验设备） 7. 电 阻 若 干 只 8.导线若干 三、实验步骤,学 海 无 涯 1、认识和熟悉电路实验台设备及本次实验的相关设备 电路原理箱及其上面的实验电路版块； 数字万用表的正确使用方法及其量程的选择； 直流电压表、直流电流表的正确使用方法及其量程的选择。 2.电阻的测量 （1）用数字万用表的欧姆档测电阻，万用表的红表棒插在电表下方的 “V”插孔中，黑表棒插在电表下方的“COM”插孔中。选择实验原理箱上的 电阻或实验室其它电阻作为待测电阻，欧姆档的量程应根据待测电阻的数值合理 选取。将数据记录在表 1，把测量所得数值与电阻的标称值进行对照比较，得出 误差结论。
3、表 1-1 电阻测量,R3,2.直流电流、电压的测量 +,_ US1,B 图 1-1 将图 1-1 所示连成电路，并将图中各点间电阻的测量和计算数据记录在表 2 中，注意带上单位。 开启实训台电源总开关，开启直流电源单元开关，调节电压旋钮，对取得的 直流电源进行测量，测量后将数据填入表 1-2 中。 表 1-2 直流电压、直流电流测量记录,+ US2 _,2,学 海 无 涯 3. 电阻的串联 （1）按实验线路图 1-2 连接电路（图中 A、B 两点处表示电流表接入点）。,直流稳 压电源,B,I,+ 6V,+,-,I1 SA,R2=100,U,+,-,U,1,+,-,U2,I,2,R1=200
4、,图 1-2 电阻串联 检查电路连接无误后，将电源调到 6V，接入电路中。 记录电流表的数值 I、I1、I2，并用万用表或直流电压表测量 U1、U2， 填入表 1-3 中。 由欧姆定律计算等效电阻 R。 表 1-3 电阻的串联,4. 电阻并联 （1）按实验线路图 1-3 连接电路。,直流稳 压电源,C,S,+ 6V,+,-,I A,R2=200,U,+,U1,+,-,U2,I2,I1,B,R1=300,图 1-3 电阻并联 检查电路连接无误后，将电源调到 6V，接入电路中。 记录电流表的数值 I、I1、I2，并用万用表或直流电压表测量 U1、U2， 填入表 1-4 中。 计算等效电阻 R。 表
5、 1-4 电阻的并联 R1 300 R2 200,3,4,学 海 无 涯 四、实验思考题 用万用表测电阻时，应如何正确选择倍率档？ 用直流电压表、电流表测电压和电流时，应注意什么？ 串联电路的电压电流关系如何？ 并联电路的电压电流关系如何？ 实验误差分析？ 六、注意事项 直流稳压电源的输出不能短路。 电流表应串接在被测电路支路中，对直线电路接线时，必须使电流从电 流表“+”端流入，“-”端流出，不得反接。 电压表应并接在被测电压两端。电压表的接线一般使用表笔，接线时， 把红表笔接至电压表的“+”端，黑表笔接至电压表的“-”端，测量时将红表笔 接至被测电压的正极，黑表笔接至被测电压对的负极。 测
6、量电压、电流时，注意正确选择量程，测量中尽量使指针偏转在 2/3 量程以上，以使量程更为精确。 更换电压表、电流表量限时，应切断仪表的电源。 七、实验报告 总结直流稳压电源及万用表的使用要点 填写测试数据。,实验二 基尔霍夫定律的验证 一、实验目的 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。 学会用万用表测量各支路电流。 二、实验原理 基尔霍夫定律是电路的基本定律，包含基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍,学 海 无 涯 夫电压定律（KVL）。KCL 是指：任一瞬间，流入电路任一节点的各个支路电流 的代数和恒等于零。即I 0 。KVL 是指：任一瞬间，沿电路中任一闭合回路 绕行一周，各
7、段电压的代数和恒等于零，即U 0 三、实验设备,6. 验证基尔霍夫定律的实验线路板,1,四、实验内容及步骤 实验线路如图 2-1 所示，用基尔霍夫定律的实验线路板连接实验线路。,C,F,E,D,A,S,1,+,-,E1 E,1,2,R1 510,R,4,510,R3,510,R5 330 ,2,1,1,S,2,B +,-,E E,2,R2 1k,1,I3,I I,2,2VD,5,S,3,图 2-1 实验线路 实验步骤： 实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图中所示的 I1、I2、 I3。 电源 E1、E2 分别并直流电压表，并调整电压分别为 6V、12V。 分别将两路直流电压源接入电路。
8、将切换开关 S1、S2、S3 都切到位 置 1。 熟悉电流插头的结构，将电流的插头接至毫安表的“+”、“-”两端。 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流 值，填入 2-1 表中。 表 2-1 验证基尔霍夫电流定律（单位 mA）,6,学 海 无 涯,（6） 用直流数字电压表分别测量回路中的电源及电阻元件上的电压值。 表 2-2 验证基尔霍夫电压定律（单位 V）,（7） 对电路中的节点 A，验证基尔霍夫电流定律（KCL），并计算产生的 误差。分别对表 2-2 中的三个电压回路验证基尔霍夫电压定律（KVL），并计算 产生的误差，填入表中。 五、预习思考题 根据图 2-2 实验线
9、路参数，计算出待测的 I1、I2、I3 和各个电阻上的电压 值，记入表中，以便实验测量时，可正确选择万用表的量程、并计算相对误差。 利用基尔霍夫定律解题时，电压出现负值的含义是什么？ 答：利用基尔霍夫定律解题时，必须先选定电压、电流的参考方向，才能列 出方程。如果电压的实际方向与参考方向相同，求得结果即为正值；如果相反， 求得结果即为负值。 在验证基尔霍夫定律时，如何确定电压的正负？ 答：在验证基尔霍夫定律的实验中，仍然要先选定电压的参考方向。在利用 数字电压表测电压时，应将电压表的正极接参考极性的正极，电压表的负极接参 考极性的负极。如果此时电压表的读数为正即记为正值，读数为负即记为负值。
10、六、实验报告 根据实验数据，选定实验电路中的一个节点 A，验证 KCL 的正确性。 根据实验数据，选定实验电路中的任一闭合回路，验证 KVL 的正确性。 误差原因分析。,7,学 海 无 涯 4. 根据实验数据表格，进行分析，比较，归纳，总结。,实验三 叠加原理的验证 一、 实验目的 通过实验加深对叠加原理的理解。 验证叠加原理的正确性。 二、 实验原理 叠加原理的内容：对任一线性电路而言，任一支路的电流或电压，都可以看 作是电路中各个电源单独作用下，在该支路产生的电流或电压的代数和。 叠加原理是分析线性电路的非常有用的网络定理，叠加定理反映了线性电路 的一个重要规律：叠加性。深入理解叠加原理的
11、涵意，适用范围，灵活掌握叠加 原理分析复杂线性电路的方法，通过实验可进一步加深对它的理解。 三、 实验设备 电工实验台 实验器件（电阻等元件） 万用表 导线若干 四、 实验内容与步骤 实验线路如 4-1 所示。,学 海 无 涯,C,F,E,D,A,S,1,+,-,E1 E,1,2,R1 510,R,4,510,R3,510,R5 330 ,2,1,1,S,2,B +,-,E E,2,R2 1k,I,1,I3,I,2,2VD,8,S,3,图 4-1 实验线路图 利用电工实验台上的双路直流稳压电源，在电源 E1、E2 两端分别并联直 流数字电压表，并调整电压为 6V、12V，然后，将两路直流电压源
12、接入电路。 令 E1 电源单独作用：将切换开关 S1、S3 切到 1 位置，切换开关 S2 切到 2 位置，用万用表分别测量各支路电流及各电源、电阻元件两端的电压，数据记 入表 4-1 中。 令 E2 电源单独作用：将切换开关 S2、S3 切到 1 位置，切换开关 S1 切到 2 位置，重复（2）中的测量并记录数据于 4-1 令 E1 和 E2 电源共同作用：切换开关 S1、S2、S3 都切到 1 位置，重复 上述的测量并记录。 分析实验产生的误差。 表 4-1 叠加定理的验证,五、 思考题,9,学 海 无 涯 根据图 4-1 中实验电路参数，计算出各种情况下电流 I1、I2、I3 的理论值 和各电阻上的电压的理论值，记入表中，以便做实验测量时可正确地选定万用表 电压电流量程。 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 作用的电源调整为零或用导线短接？ 六、 实验报告 误差原因分析 根据实验数据表格进行分析、比较和归纳。总结实验结论，即验证线性 电路的叠加性。 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？ 写出心得体会。,
