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1、电路分析 机电与控制工程学院 实验指导书电路分析实验指导书 深圳大学机电与控制工程学院2006年12月修订目录一. 基本电工仪表的使用与测量误差的计算 3二. 基尔霍夫定律的验证 7三. 戴维南定理的验证 9四. 受控源实验13五. RC一阶电路的响应测试 18六. R、L、C元件阻抗特性的测定21七. R、L、C串联谐振电路的研究23八. 三相交流电路电压、电流的测量27九. 含受控源电路的实验分析30附录 验证性实验报告的封面 设计性实验报告的封面实验一 基本电工仪表的使用与典型电信号的观察一、实验目的1、熟悉实验台上各类电源、测量仪表的布局及使用方法2、掌握电压表、电流表内电阻的测量方法
2、3、熟悉常用电工仪表及设备的使用方法，包括万用表、电源、信号发生器、示波器、电压与电流表等等。二、实验说明1、为了准确地测量电路中实际的电压和电流，必须保证仪表接入电路后不会改变被测电路的实际工作状态，这就要求电压表的内阻为无穷大；电流表的内阻为零。而实际使用的电工仪表都不能满足上述要求。因此，当测量仪表一旦接入电路，就会改变电路原有的工作状态，这就导致仪表的读数值与电路原有的实际值之间出现误差，这种测量误差值的大小与仪表本身内阻值的的大小密切相关。2、本实验测量电流的内阻采用“分流法”，如图11所示。图11 可调电流源 A为被测内阻RA的直流电流表，测量时先断开开关S，调节电流源的输出电流I
3、使A表指针满偏转，然后合上开关S，并保持I值不变，调节电阻箱RB的阻值，使电流表指在1/2满偏转位置，此时有 所以 RA=RB/R1R1为固定电阻之值，RB由电阻箱的刻度盘上读得。3、测量电压表的内阻采用分压法，如图12所示。 图 12 可调稳压源V为被测内阻RV的电压表，测量时先将开关S闭合，调节直流稳压源的输出电压，使电压表V的指针为满偏转。然后断开开关S，调节RB使电压表V的指示值减半。此时有 RV RB R1电阻箱刻度盘读出值RB加上固定电阻R1，即为被测电压表的内阻值。电压表的灵敏度为 S = RV/U (/v)4、仪表内阻引入的测量误差（通常称之为方法误差，而仪表本身构造上引起的误
4、差称为仪表基本误差）的计算。 以图13所示电路为例 图 13R1上的电压为UR1=U，若R1=R2，则UR1=1/2U现用一内阻为RV的电压表来测量UR1的值，当RV与R1并联后，RAB=，以此来代替上式中的R1，则得UR1=绝对误差为 U=UR1UR1=U（）化简后得 U=，若R1=R2=RV ，则得 U=相对误差U%=三、实验设备序号名 称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源1DG042可调恒流源1DG043万用表FM30 或其他14可调电阻箱09999.91DG045电阻器8.2 ， 10KDG046信号发生器、示波器1四、实验内容1、根据“分流法”原理测定万用表直流毫安表的内阻，线路如
5、图11所示。被测电流表量程S断开时的IA（mA）S闭合时的I，A（mA）RB()R1()计算内阻RA()2、根据“分压法”原理按图12接线，测定万用表直流电压表的内阻。被测电压表量程S闭合时表读数（V）S断开时表读数（V）RB(K)R1(K)计算内阻RV(K)S(/V)3、使用示波器观察信号发生器的各种输出波形，并测量信号幅值、周期或频率。五、实验注意事项1、本实验重点是熟悉常用电工仪表及设备的使用方法，特别是示波器的操作。2、实验台上提供所有实验的电源，直流稳压源和恒流源均可通过粗调（分段调）旋钮和细调（连续调）旋钮调节其输出量，并由数字电压表和数字毫安表显示其输出量的大小，启动实验台电源之
6、前，应使其输出旋钮置于零位，实验时再缓慢地、减输出。3、稳压源的输出不允许短路，恒流源的输出不允许开路。4、电压表应与电路并联使用，电流表与电路串联使用，并且都要注意极性与量程的合理选择。六、思考题1、根据实验内容1和2，若已求出1mA和10V档的内阻，可否直接计算得出10mA档和25V档的内阻?2、用量程为10A的电流表测实际值为8A的电流时，实际读数为8.1A，求测量的绝对误差和相对误差。3、如图14（a）、（b）为伏安法测量电阻的两种电路，被测电阻的实际值为Rx，电压表的内阻为RV,电流表的内阻为RA，求两种电路测电阻Rx的相对误差。 图 14七、实验报告1、列表记录实验数据，并计算各被
7、测仪表的内阻值。2、记录示波器观察到的波形，并说明测量幅值和频率的方法。3、对思考题的计算与回答。4、其他（包括实验的心得、体会及意见）。实验二 基尔霍夫定律的验证一、 实验目的1、验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。2、学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。二、原理说明基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。即对电路中的任一个节点而言，应有I0；对任何一个闭合回路而言，应有U0。运用上述定律时必须注意电流的正方向，此方向可预先任意设定。三、实验设备序号名 称型号与规格数量备注1直流稳压电源+6V，+
8、12V切换1DG042直流可调稳压电源030V1DG043万用表14直流数字电压表1D315直流数字毫安表1D316电位、电压测定实验电路板1DG05四、实验内容实验线路如图21所示1、实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图中的I1、I2、I3所示，并熟悉线路的结构，掌握各开关的操作使用方法。2、分别将两路直流稳压源（一路如E1为+6,+12V切换电源，另一路，如E2接030V可调直流稳压源）接入电路，令E16V, E2=12V。3、熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“、”两端。4、将电流插头分别插入三支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。5、用直流数字电压表分别测量
9、两路电源及电阻元件上的电压值，记录之。被测量I1(mA)I2(mA)I3(mA)E1（V）E2（V）UFA（V）UAB（V）UAD（V）UCD（V）UDE（V）计算值测量值相对误差五、实验注意事项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的“、”极性。倘若不换接极性，则电表指针可能反偏（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针正偏，但读得的电流值必须冠以负号。六、预习思考题1、根据图21的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表中，以
10、便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。2、实验中，若用万用表直流毫安档测各支路电流，什么情况下可能出现毫安表指针反偏，应如何处理，在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示呢？七、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，选定实验电路中任一个闭合回路，验证KVL的正确性。3、误差原因分析。4、心得体会及其他。实验三 戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一、 实验目的1、验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。二、原理说明1、任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一
11、条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，此电压源的电动势E0等于这个有源二端网络的开路电压U，其等效内阻E0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的等效电阻。R，E0和R0称为有源二端网络的等效参数。2、有源二端网络等效参数的测量方法（1）开路电压、短路电流法在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压U，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流I，则内阻为(2)伏安法用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图31所示。根据外
12、特性曲线求出斜率tg，则内阻 用伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值IN时的输出端电压值UN，则内阻为 若二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。 图31 图32（3）半压法如图32所示，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的的小内阻值。（4）零示法在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示法，如图33所示。 图 33零示法测量原理是用一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较，当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为“0”，然后将电路断开，测量此时稳压电源的输出电压，即将被测有源二端网络的开路电压。三、实验设备
