电路综合实验指导书实验4版g

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1、1. 初步认识并学会使用变压器图 1 变压器同名端判断目的要求掌握变压器的基本参数及使用方法。 掌握变压器变比的测量方法 了解是那些因素影响着变压器的容量（输出功率的大小）实验器材：220V/2*6V/5W的单相变压器、交流电压表（或万用表）、 一段电线、E2mm/3cm热缩管2段、电源线1段、插头1个。1.1. 用电池、发光二极管判断同名端（10分） 预习：什么是同名端，同名端有那些特性。如图1,先给变压器各端起好名字，将一只发光二极管联接到变压器原边。副边的b端接电池的负极，当电池正极与a端接通（用线头碰上即可）的瞬间，发光二极管LED亮一下，则A与a是同名端。如果电池正极与a端接通时LE

2、D不亮，断开时LED亮一下，则哪两端是同名端？为什图 2 测量变压器的变比么？1.2.测量变压器原边的直流电阻R1（5分） 万用表欧姆档进行测量。 用伏安法进行测量：变压器原边外加10V的直流电压，测量电 流得出直流电阻。U（v）I(mA)R(Q)表 1.21.3. 测量变比（ 5 分）接上实验变压器原边的电源线，如图2,接上交流电压源，测量并记录输入电压UAX与输出电 压UU、U肿ab ao ob问：变压器的变比有几种，分别是多少？表 1.3uAX（v）U,(V)U (V)U,(V)变比abaoobk1=UAX/Uabk2=U/2axao1.4. * 测量变压器原边的电感量（10分）根据实验

3、1.3已知的电阻值及测量电路图2（注意用交流电流表），测出原边的电抗值，计算其电感 量。表3U(V)I(mA)阻抗乙（kQ）X,(kQ)L(H)将上述测量与计算结果填于表1.4中。表 1.4项目变比k原边电阻R,原边阻抗Z1原边电抗XX与（）数据是同名端2. 学习将交流电变成直流电的方法闭合导体如同闭合的管子，导体中有许多电子，同闭合管子中充满了可以流动的滚珠（无间隙）。当电路中有交流电流时，其中的电子如同所有滚珠做周期性地左右滚动，而当电路中有直流电流时，电路中的电子如同所有滚珠朝一个方向滚动。整流就是使交流电路中局部电路的电子朝单方向流动，变成电路综合实验指导书 只学不练，枉费时间。学习做

4、到：心到、眼到、口到、用到。直流电。这如同使左右滚动的滚珠变成朝一个方向流滚动相似。整流二极管是实现交流电变成直流电的 主要器件，它能使电子只朝单方向流动，如同单向止回阀门。D3 D4F11AF21AR31kR4 lkDl D2/a FllALl RlLl Rl阳t ND D2：F2/、D3 D4/R3lkL3R4lkEl2200uFE22200uFL2 R2lk图3将交流电变直流电L2 R2图4L4将交流电变直流电图3是将高压交流电变成低压直流电的电路图。LI、L2、Rl、R2组成了保险丝状态指示电路，当 保险丝断了时LED会发光。DlD4是4个整流二极管，型号是IN4007。假设交流电的正

5、半周，变压 器副边a点电位高时（。点较低，b点最低），由于整流二极管的单向导电性及电流总是由高电位流向低 电位处。电流不会经过D3到低电位b点，电流只能从a点经过Dl流到c点，再经过R3、L3到o点。 由于o点电压高于b点，电流也会从o点经过R4、L4流到d点，再经过D4到电位更低的b点。交流 电的正半周，b点电位高，电流只能从b点经过D2流到c点，再经过R3、L3到o点，这样对R3、L3 就形成了正向双半波整流。同样，由于D3、D4在作用，对R4、L4也组成了反向双半波整流电路，如 果不考虑oo连线，对R3、L3、R4、L4构成了全波整流电路。RlR4是限流电阻，使四个LED的电流有效值控制

6、在5lOmA。根据表 2 中要求的测量内容，将数据测量后填入其中。1. 测量U、ub、Ub要用交流电压档，测量U、ud、Ud要用直流电压档。根据表2中的测量数值，ao ab boco cd do计算被测交流电压ub的峰值u ，再画出u的波形，利用求平均值的公式计算出平均值。ababmco2. 普通LED （发光二极管）有阴阳极之分，刚买来新的LED，长腿的是阳极，短腿的是阴极。电流从 阳极流入，阴极流出。对于拆卸的LED,可用数字万用表判断，将数字万用表调在测二极管档，两 表笔放在两个极上，当其发光时，红表笔对应的是阳极。LL2不用考虑其极性。3. 普通二极管有阴阳极之分，靠近圆环的腿是阴极。

7、 问：哪些量是直流量？哪些量是交流量？直流量是有效值还是平均值？根据测量数据及数学推导验证之，计算值填于表2中，表2中最后两项说明了什么问题？表2项目uao(V)Uab(V)Uco(V)Udo(V)Ucd（v）计算Uabmu =u =Ucd心数据3. 验证交流电有效值与最大值的关系表3项目Ucd (V)Udo（V）(U cd+1.4)心数据在图3的基础上，接上气、E2,形成图4所示的带滤波环节的全波整流电路。根据表3的要求，将 测量数值填于表中 （注意：普通电解电容器有阴阳极之分，刚买来的电解电容器，长腿的是阳极。另 外，靠近侧面有“-”的腿是阴极。）当滤波电容选择足够大的时候，直流电压（Ud

8、+1.3V）基本就是交流电压ub的峰值，同样（Ud +0.65）cdabdo电路综合实验指导书 只学不练，枉费时间。学习做到：心到、眼到、口到、用到。基本就是交流电压ub的峰值，为什么？另外注意测量ub用交流电压档。boab另外接上EE2后好像L3、L4更亮了，你感觉到了没有？能解释一下？4. 制作恒压源并验证其特性恒压源的特性就是端电压不因端电流的变化而变化。在实验3的基础上，再接上三端稳压集成电路7805、7905 (注意有方向性)，电解电容E3(47uF)、 E4(47uF)、R5、R6、L5、L6六个元件，形成如图5所示的5V恒压源电路。根据表5的要求，在eo (of)之间接不同的电阻

9、，测量相关数据填于表4中，验证恒压源的输出电 压不随输出电流的变化而变化的特性。说明：这不是理想恒压源，端电流不要超出 0.4A。表5负载电阻RRof阻值(Q)120240470120240470负载电流I(mA)UN)Ufo(V)5. 测定元件伏安特性图 5.2 二极管伏安特性在实验4的基础上，再将图5.1的二极管IN4007串上电阻R后，接在ef两端，电阻R按照表5要 求的数值分别替换，每次替换R后，测量二极管IN4007两端的电压，并计算通过二极管IN4007与发光 二极管的电流，填于表5中，在坐标图5.2上描出二极管IN4148的伏安特性。将二极管IN4007换成发 光二极管，重复上述

10、过程。6.学习电压控制电流源(VCCS)的实际电路与等效电路之间的关系图6.1给出了一种可以实现电压控制电流源的实际电路。该电路用到了一种叫作N沟道绝缘栅场效电路综合实验指导书 只学不练，枉费时间。学习做到：心到、眼到、口到、用到。应管（N-FET）的元件。N沟道绝缘栅场效应管（N-FET）的元件有三个管脚，它们分别是：G管脚-控 制栅极；S管脚-源极；D管脚-漏极。N沟道绝缘栅场效应管（N-FET）有如下特点：栅极G与漏极D、栅极G与源极S之间是绝缘的， 电流不能流入也不能流出栅极G,电流从漏极D流入，从源极S流出形成电流ID（也是IS），ID与UDS DGS近似成比例，即：i =gu。D

11、GS在使用绝缘栅场效应管时，要保证身体无静电，否则很容易破坏G与S之间的绝缘。安装顺序是先 安装绝缘栅场效应管周围的其它元件，再安装N-FET。安装N-FET之前要先释放身体的静电（可在自 来水管或暖气片的导体上用手摸一下）。当绝缘栅场效应管及其周围的元件都安装焊接好了以后，再碰 到它，一般不会损坏之。本实验安装过程：先焊上R32、DJ3、R7=7.5k、R8=lk、R35、RW3 （这五个元件的引脚适当留长点2mm， 便于测量两端电压），R31、R36用短接线替代，最后安装绝缘栅场效应管2N7000。3l 36我们知道,VCCS是电路网络中的某支路*的电压控制着该网络中另一支路12的电流，即

12、i厂gu吐。 在图6.1中，电压气勺大小将决定着iD的大小，即电压uJf控制着电流i，i =gu 如何验证呢？我们JfDJfD D Jf分两步进行，首先获得一个电压可变，而电流不变的控制支路，再验证被控支路是受控电流源而不是受 控电压源。先进行第一步，获得一个电压可变，而电流不变的控制支路：根据图6.1，如果支路R35没有电流， 则改变滑动触点J,不会改变通过RW3 R7上的电流大小与方向，但会改变uJf的大小，也说明没有从J 点流向G的电流。测量支路R35两端的电压，应该等于0。如果佥的大小发生变化后，支路R32上的电 流也跟着发生了相应地变化，就说明了控制电压u Jf起作用了。6.1 用

13、MOSFET 实现 VCCC 电路再进行第二步，证明电压uJf控制的是一个电流源iDS而不是一个电压源uDS:如果DS之间是一个 受控电流源，则保持uJf不变，我们改变R32后，流过R32的电流不应该变化；如果DS之间是一个受控 电压源，则保持uJf不变，改变R32后，uDS不应该改变，而通过R32的电流应该变化。具体操作如下： 我们一边调节RW3, 一边测量R32两端的电压，使之等于3V左右（不W332必很准确），记于表6.1中，然后，测量R35两端的电压（正常应该等 于0V），测量表6.1中的其它参数，再将R32换成470Q，重新测量相 关数据填于表6.1中。R =1k32uTf(V)UR

14、32(1k)V)uR35(V)p32(1k)(mA)R =47032uJf(V)u(V)uR35(V)32(470)( mA)R32(4 7 0)根据表6.1说明，图6.1为什么是电压控制电流源。表 6.1根据图 6.2及表6.2的要求，重新安装调整电路，测量、计算相关参数。 思考：为什么在等效电路中r35没有了？a 等效电路J_-5V；：5V图 6.2 用含有受控源的电路验证 KCL、 KVLABV-巨NON-INVERTING INPUT A 迈乜 OUTPUT B6 INVERTING INPUT Bp NON-INVERTING INPUT BOUTPUT A Q INVERTING INPUT A 辽图 7LM358 的引脚及内部结构图表6.2用含有受控源的电路验证KCL、KVL测量电压（V）UR3 1UUUUR35UJLU丄JLU 1JLU JJLUU计算电流（mA）IR3 1IR32IR3 4IR35IR3 6JLl j 1R33R35R3UIR31+【R32+【RQQU 受控源35+UR3