电路原理实验指导书 浙江大学远程教育学院

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1、浙江大学远程教育学院电路原理实验第 1 页 1电路原理电路原理实验指导书实验指导书一、课程的目的、任务本课程是电子科学、测控技术专业学生在学习电路原理课程间的一门实践性技术基础课程，其目的在于通过实验使学生能更好地理解和掌握电路基本理论，培养学生理论联系实际的学风和科学态度，提高学生的电工实验技能和分析处理实际问题的能力。为后续课程的学习打下基础。二、课程的教学内容与要求序号实验项目实 验 内 容1电阻、电容、电压和电流的测量了解电源、测量仪表以及数字万用表的使用方法； 掌握测量电阻、电容、电压和电流的方法。2叠加定理、替代定理的验证通过实验来验证线性电路中的叠加原理及其适用范 围；验证替代定

2、理；学习直流仪器仪表的测试方法。3非线性元件特性曲线的测定及曲线绘制学习非线性电阻元件伏安特性曲线的测试方法； 掌握绘制曲线的方法。三各实验具体要求见P2四、实验报告请各指导老师登陆该实验系统了解具体实验方法，并指导学生完成实验。 学生结束实验后应完成相应的实验报告并交给指导老师。其中实验报告的主要 内容包括：实验目的，实验内容，实验记录数据，数据分析与处理等。实验一实验一 电阻、电容、电压和电流的测量电阻、电容、电压和电流的测量浙江大学远程教育学院电路原理实验第 2 页 2一、实验目的一、实验目的 1、 了解电源、测量仪表以及数字万用表的使用方法。 2、 掌握测量电阻、电容、电压和电流的方法

3、。 3、 了解电表量程、分辨率、准确度对测量结果的影响。 二、实验任务二、实验任务 1、用万用表电阻档测精密可调电阻，测量电阻 R1-R4。实验数据填入下表： 表表 1-1电阻R1R2R3R4测量值（欧姆）2、用万用表和数字表分别测量直流电流与电压（1）按图 1-1 接好电路，为稳压电源（上限电压 5V） ，测量510、sU1R1K 时的、，自己确定 Us 的值，需要测量 3 组数据。2R1RU2RU图图 1-1图图 1-2 表表 1-2（V）sU（V）1RU（V）2RU（2）按图 1-2 接好电路为稳流电源（上限电流 0.025A） ，用毫安表和微安表sI测量1k 时的、和，填入下表。1R2

4、R1I2IsI表表 1-31-3(mA)sI(mA)1I(mA)2I实验二实验二 叠加定理、替代定理的验证叠加定理、替代定理的验证浙江大学远程教育学院电路原理实验第 3 页 3一、实验目的一、实验目的 1、通过实验来验证线性电路中的叠加原理及其适用范围。 2、通过实验来验证替代定理。 3、学习直流仪器仪表的测试方法。 二、内容说明二、内容说明 几个电动势在某线性网络中共同作用时， （也可以是几个电流源共同作用，或电动势 和电流源混合共同作用） ，它们在电路中任一支路产生的电流或在任意两点间所产生的电压 降，等于这些电动势或者电流源分别单独作用时，在该部分所产生的电流或者电压降的代 数和。这一结

5、论称为线性电路的叠加原理。 如果网络是非线性的，那么叠加定理不适用。图 2-1 的电路含有一个非线性元件（稳 压管） ，所以叠加定理不适用。如果将稳压管换成线性电阻，如图 2-2，那么可以运用叠加 定理。其中，R1=510,R2=1K,R3=510，R4=510。 三、实验任务三、实验任务图图 2-1 实验内容实验内容 1： 1、按图 2-1 接线，在 ab 端接入电压源 E 后，K 断开，在只有电压源作用下，测量各点电压和电流，记录数据、。ACUDCUBDUADUADI2、将 ab 端短路，并使 K 接通，使得只有电流源作用。再测量各点电压和电流，记录数据。3、将电压源 E（ab 端）和电流

6、源同时接通，再重复以上测量，记录数据。sI表表 2-1 4、根据表 2-1 中记录的实验数据，验证图 2-1 所示电路是否满足叠加定理。测量电压 测量状态ACUDCUBDUADUADI电压源作用电流源作用共同作用浙江大学远程教育学院电路原理实验第 4 页 4实验内容实验内容 2：验证替代定理：验证替代定理 将图 2-1 中的 AD 支路的稳压管去掉，换成线性电阻 R。R 的阻值需要通过表 2-1 中E 和 I 共同作用时测得数据自行计算：R/。采用计算得到的 R，重复测量各点电ADUADI压和电流，记录数据。并且与替代前的数值进行比较、分析。图图 2-2实验内容实验内容 3：验证叠加原理：验证

7、叠加原理仍然采用图 2-2 种的线性电路。自己设定 R 的阻值，测量 E、I 分别单独作用时及它们 共同作用时电路各点的电压和电流，记录数据。验证是否符合叠加原理。四、实验报告要求四、实验报告要求 1、根据实验要求，完成相应的数据表格。 2、根据所得数据分析是否满足替代定理、叠加定理。 3、给出有关叠加定理、替代定理的有关结论。测量电压 测量状态ACUDCUBDUADUADI电压源作用电流源作用共同作用测量电压 测量状态ACUDCUBDUADUADI电压源作用电流源作用共同作用浙江大学远程教育学院电路原理实验第 5 页 5实验三实验三 非线性元件特性曲线的测定及曲线绘制非线性元件特性曲线的测定

8、及曲线绘制一、试验目的一、试验目的 1、学习非线性电阻元件伏-安特性曲线的测试方法。 2、掌握绘制曲线的方法。 二、原理说明二、原理说明 1、伏安特性 在电路中，电路元件的特性一般用该元件上的电压 U 与通过该元件的电流 I 之间的函 数关系 U=f(I)来表示。这种函数关系称为该元件的伏安特性，有时也称为外部特性。通常 以电压为横坐标，电流为纵坐标作出元件的电压电流关系曲线，叫做该元件的伏安特性 曲线。 如果元件的伏安特性曲线是一条直线，说明通过元件的电流与元件两端的电压成正比， 则称该元件为线性元件（例如碳膜电阻） ；如果元件的伏安特性曲线不是直线，则称其为非 线性元件（例如晶体二极管、三

9、极管） 。本实验通过测量二极管的伏安特性曲线，了解二极 管的单向导电性的实质。 2、非线性元件的伏安特性 线性电阻元件的伏-安特性符合欧姆定律，在 u-i 平面 上是一条通过原点的直线。该特性曲线各点斜率与元件电 压、电流的大小和方向无关，所以线性电阻元件是双向性 元件。 如图 3-1 所示。 而非线性元件的伏安特性曲线不服从欧姆定律，在 u-i 平面上是一条曲线。 三、实验任务三、实验任务说明说明：此实验中，特性曲线的测试 2 个实验选作一个即可，即做晶体二极管或者稳压管的 特性曲线测试。 1、晶体二极管 当对晶体二极管加上正向偏置电压，则有正向电流流过二极管，且随正向偏置电压的 增大而增大

10、。开始电流随电压变化较慢，而当正向偏压增到接近二极管的导通电压（锗二 极管为 0.2 左右，硅二极管为 0.7 左右时） ，电流明显变化。在导通后，电压变化少许，电 流就会急剧变化。特性曲线如图 3-2 所示。曲线对坐标原点不对称，是非双向性元件，有 单向导电作用。图图 3-2 晶体二极管特性曲线晶体二极管特性曲线 图图 3-3 稳压二极管特性曲线稳压二极管特性曲线图图 3-1 线性电阻的伏安曲线线性电阻的伏安曲线浙江大学远程教育学院电路原理实验第 6 页 6i.首先用万用表欧姆档判定二极管极性并记下等效正向电阻和等效反向电阻。参数名称正向电阻（欧姆）反向电阻（欧姆）测量值表表 3-1 ii.

11、按图 3-1 中的接法测试其正向伏安特性，测量不同的电压情况下的电流值 并记录。 iii.注意要在测量电压（二极管电压）在 0-0.7V 范围内采集较多的数据点， 否则测量得不到正确的特性曲线。图图 3-4U（V）I（mA）表表 3-2 晶体二极管的伏安特性测试晶体二极管的伏安特性测试2、 稳压二极管 稳压二极管的特性曲线如图 3-3 所示。按照图 3-5 连接电路，测试其伏安特性。注意 该二极管处于截止状态，但不是完全没有电流，而是有很小的反向电流。该反向电流随反 向偏置电压增加得很慢，但当反向偏置电压增至一定程度时，电流会剧增。 该实验的电压测量范围大致在 0-6V 之间。图图 3-5 U

12、（V）I（mA）表表 3-3 稳压二极管的伏安特性测试稳压二极管的伏安特性测试3.根据所得到的实验数据分别绘制晶体二极管或者稳压二极管的伏安特性曲线。浙江大学远程教育学院电路原理实验第 7 页 7实验步骤实验步骤1.1.登陆登陆 点击客户端软件“电工电子网络实验室”logo，出现如下图示：输入用户名，密码，点击“确定” ，出现如下界面。这里需要稍微等待（10s） 。浙江大学远程教育学院电路原理实验第 8 页 8在左边任务栏中选取“电路实验” ，在上方工具菜单中选取“登记实验”：会跳出对话框询问用户是否开始实验如右图所示。点击确定即可开始实验。2.2.排队排队如果用户进入看到左边的实验列表中某些

13、实验有红色标识，如下页左图所 示（红色实圈） ，则表示该实验目前有人已经在做，并且提示用户前面有多少个 用户。 这种情况下选择“登记实验”就可以进入排队队列（下页右图，红色虚圈） ， 等待自己的实验时间。针对电路原理实验，每个用户设定的时间约一小时。实 验结束后请正常退出实验系统，节约资源，也方便其他用户进行实验。浙江大学远程教育学院电路原理实验第 9 页 93.3.进入实验进入实验 以实验 1 为例。进入实验，登记实验，可以看到电路原理实验 1 界面：4 4电阻测量电阻测量 （1）点击万用表上“电阻”按钮档浙江大学远程教育学院电路原理实验第 10 页 10会看到对话框点击弹出对话框上“确定”

14、按钮。即可开始电阻测量的实验。（2）点击需要测量的电阻，如 R1。可以看到下图，同时，万用表的窗口会显示相应的读 数。5 5电压测量电压测量 （1）点击万用表上电压“DC”图标，会弹出对话框：（2）点击“确定”后，点击所要测量电压的支路，电路会自动加载电压表，如下：浙江大学远程教育学院电路原理实验第 11 页 11（3）同样重复（1） （2）可以测得其他支路的电压值。 6 6电流测量：电流测量： （1）点击完用表上电流“DC”图标，会弹出对话框：（2）点击“确定”后，点击所要测量电流的支路，电路会自动加载电流表，如下：浙江大学远程教育学院电路原理实验第 12 页 12（3）同样重复（1） （2

15、）可以测得其他支路的电流值。 7 7结束当前实验结束当前实验 当前实验完成时选择上方工具栏中菜单中的“同步实验-结束实验”选项，如下图所示：弹出对话框点击确定。即可停止当前实验。 8.退出实验登记 如果已经完成了各个实验，则在工具栏中选择“同步实验-撤销登记” ，即可退出实验：9.退出实验系统 点击 文件退出，即选择退出该系统浙江大学远程教育学院电路原理实验第 13 页 13会跳出对话框：点击“确定”即退出实验系统。10.注意事项 1）进行实验之前请仔细阅读该实验指导书，以便对于实验系统应用有一定的了解。该实验 系统为用户提供了尽可能多的便捷，操作简单，实验过程需要的时间也比较短。但是您必 须对于实验系统的应用有所了解。 2）进入实验，请实验者仔细阅读进入时看到的界面，以及系统提供的实验帮助()，因为这 里给出了非常详细的实验说明和指导，包括一些细节方面，帮助您更加顺利的完成实验。