电气工程电路实验

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1、实验一 未知电阻元件伏安特性的测绘一实验目的1掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法； 2学会应用伏安法识别常用电阻元件类型的方法； 3掌握直流恒压电源、直流电压表、电流表的使用方法。二原理说明任一电阻元件两端的电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系U=f（I）,可用UI 平面上的一条伏安特性曲线来表示， 根据伏安特性曲线的形状，电阻元件分两大类：线性 电阻和非线性电阻。线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，该直线的斜 率只由电阻元件的电阻值R决定，其阻值为常数，与元件两端的电压U和通过该元件的电 流I无关；非线性电阻元件的伏安特性是一条经过坐标原点的曲线，其阻值R不

2、是常数，即 在不同的电压作用下，电阻值是不同的，常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压 二极管等。识别常用电阻元件的类型，首先是采用逐点测试法绘制它们的伏安特性曲线，然 后根据伏安特性曲线的形状，参考已知电阻元件的伏安特性曲线，便可判断出未知电阻元件的类型，并且，根据伏安特性曲线可以计算它们的电阻值。10V三实验内容 1测定电阻元件1的伏安特性 按图1 1接线，图中的电源U选用恒压源的可调稳压 电源输出端，通过直流数字电流表与元件1相连，元件1两 端的电压用直流数字电压表测量。测正向特性：调节可调稳压电源的输出电压U从0伏开始缓慢地增加（不能超过5V）,在表1 1中记下相应的电压表和电流

3、表的读数，电流限 制在100 mA以内。测反向特性：将可调稳压电源的输出端正、负连线互换，调节可调稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓慢地增加（不能超过一5V）,在表1 1中记下相应的电压表和电流表的读 数，电流限制在一100mA以内。表 11电阻元件1 伏安特性数据U (V)0I (mA)02.测定电阻元件25的伏安特性将图1一 1中的元件1分别换成元件25，重复1的步骤，在表12中记下相应的电压表和电流表的读数。表12电阻元件25伏安特性数据元件2U (V)0I (mA)0元件3U (V)0I (mA)0元件4U (V)0I (mA)0元件5U (V)0I (mA)0四实验注意事项1. 测量

4、时，可调稳压电源的输出电压由 0缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表不能超过 5伏，电流表不超过 100mA。2稳压电源输出端切勿碰线短路。 3测量中，随时注意电流表读数，及时更换电流表量程，勿使仪表超量程。五预习与思考题 1线性电阻与非线性电阻的伏安特性有何区别？它们的电阻值如何计算？ 2如何用实验方法识别未知电阻元件的类型？六实验报告要求1回答思考题；2根据实验数据，分别在方格纸上绘制出各个元件的伏安特性曲线，并说明它们是什 么电阻元件；3根据绘制的伏安特性曲线，计算线性电阻的电阻值，以及二极管正向电压为 0.7V 和 0 . 4V 时的电阻值；4根据绘制的伏安特性曲线，说明几种非线性电阻元件的

5、正向特性和反向特性的形状 有何异同？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，加深对基尔霍夫定律的理解； 2掌握直流电流表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法； 3学习检查、分析电路简单故障的能力。二原理说明1基尔霍夫定律 基尔霍夫电流定律和电压定律是电路的基本定律，它们分别用来描述结点电流和回路电压，即对电路中的任一结点而言，在设定电流的参考方向下，应有工I =0, 般流出结点 的电流取正号，流入结点的电流取负号；对任何一个闭合回路而言，在设定电压的参考方向 下，绕行一周，应有工U =0, 一般电压方向与绕行方向一致的电压取正号，电压方向与绕 行方向相反的电压取负

6、号。在实验前，必须设定电路中所有电流、电压的参考方向，其中电阻上的电压方向应与电 流方向一致，见图 21 所示。2检查、分析电路的简单故障 电路常见的简单故障一般出现在连线或元件部分。连线部分的故障通常有连线接错，接 触不良而造成的断路等；元件部分的故障通常有接错元件、元件值错，电源输出数值（电压 或电流）错等。故障检查的方法是用用万用表（电压档或电阻档）或电压表在通电或断电状态下检查电 路故障。（1）通电检查法：在接通电源的情况下，用万用表的电压档或电压表，根据电路工作 原理，如果电路某两点应该有电压，电压表测不出电压，或某两点不应该有电压，而电压表 测出了电压，或所测电压值与电路原理不符，

7、则故障必然出现在此两点间。（2）断电检查法：在断开电源的情况下，用万用表的电阻档，根据电路工作原理，如 果电路某两点应该导通而无电阻（或电阻极小），万用表测出开路（或电阻极大），或某两点 应该开路（或电阻很大），而测得的结果为短路（或电阻极小），则故障必然出现在此两点间本实验用电压表按通电检查法检查、分析电路的简单故障。三实验内容实验电路如图21所示，图中的电源US1用恒压源中的+ 12V输出端，US2用0+ 10VS1S2可调电压输出端，并将输出电压调到+5V,插孔4、5用导线短接。实验前先设定三条支路 的电流参考方向，如图中的I】、I3所示，并熟悉线路结构，掌握各开关的操作使用方法。1熟悉

8、电流插头的结构，将电流插头的红接线端插入数字毫安表的红（正）接线端， 电流插头的黑接线端插入数字毫安表的黑（负）接线端。2测量支路电流 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出各个电流值。按规定：在结点 C， 电流表读数为+，表示电流流出结点，读数为，表示电流流入结点，然后根据图2 1 中的电流参考方向，确定各支路电流的正、负号，并记入表 21 中。表 21 支路电流数据支路电流（mA）I1I2I3计算值测量值相对误差3测量元件电压用直流数字电压表分别测量两个电源及电阻元件上的电压值，将数据记入表22中。 测量时电压表的红（正）接线端应插入被测电压参考方向的高电位（正）端，黑（负）接线

9、 端插入被测电压参考方向的低电位（负）端。表 22 各元件电压数据各元件电压（V）US1US2UR1UR2UR3UR4UR5计算值（V）S1S2测量值（V）相对误差4.检查、分析电路的简单故障（EEL V型无此实验）在图 81 实验电路中，用选择开关已设置了开路、短路、元件值、电源值错误等故障， 用电压表按通电检查法检查、分析电路的简单故障：首先用选择开关选择正常，在单电 源作用下，测量各段电压，记入自拟的表格中，然后分别选择故障15，测量对应各段 电压，与正常时的电压比较，并将分析结果记入表 83 中。表2 3故障原因故障1故障2故障3故障4故障5四实验注意事项1所有需要测量的电压值，均以电

10、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。五预习与思考题1. 根据图21的电路参数，计算出待测的电流I、I2、I3和各电阻上的电压值，记入 表 22 中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程；2. 在图 21 的电路中， C、 D 两结点的电流方程是否相同？为什么？3. 在图 21 的电路中可以列几个电压方程？它们与绕行方向有无关系？ 六实验报告要求1. 回答思考题；2. 根据实验数据，选定实验电路中的任一个结点，验证基尔霍夫电流定律（KCL）的 正确性；3. 根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证基尔霍夫电压定律（KCL） 的正确性；4.

11、列出求解电压UBC和Ufc的电压方程，并根据实验数据求出它们的数值；BCFC一实验三 线性电路叠加性和齐次性的研究实验目的123.验证叠加原理；.了解叠加原理的应用场合；理解线性电路的叠加性和齐次性。原理说明叠加原理指出：在有几个电源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两 端的电压，可以看成是由每一个电源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。 具体方法是：一个电源单独作用时，其它的电源必须去掉（电压源短路，电流源开路）；在图 31)求电流或电压的代数和时，当电源单独作用时电流或电压的参考方向与共同作用时的参考方 向一致时，符号取正，否则取负。在图 31 中：11-厂 +1

12、U = U + U 叠加原理反映了线性电路的叠加性，线性电路的齐次性是指当激励信号（如电源作用） 增加或减小K倍时，电路的响应（即在电路其它各电阻元件上所产生的电流和电压值）也将 增加或减小K倍。叠加性和齐次性都只适用于求解线性电路中的电流、电压。对于非线性电 路，叠加性和齐次性都不适用。三. 实验内容实验电路如图3 2所示，图中：电源US1用恒压源中的+12V输出端，US2用0+ 10VCE12StOr-%杰13-2150Q1000V30 口总J黑g可调电压输出端，并将输出电压调到+ 5V,将开关S3投向R3狈叽1. US1电源单独作用（将开关S1投向US1侧，开关S2投向短路侧），参考图3

13、 1 （b）, 画出电路图，标明各电流、电压的参考方向。用直流数字毫安表接电流插头测量各支路电流：将电流插头的红接线端插入数字毫安 表的红（正）接线端，电流插头的黑接线端插入数字毫安表的黑（负）接线端，测量各支 路电流，按规定：在结点C,电流表读数为+ 表示电流流出结点，读数为一表示 电流流入结点，然后根据电路中的电流参考方向，确定各支路电流的正、负号，并将数据 记入表3 1中。用直流数字电压表测量各电阻元件两端电压：电压表的红（正）接线端应插入被测电阻 元件电压参考方向的正端，电压表的黑（负）接线端插入电阻元件的另一端（电阻元件电压 参考方向与电流参考方向一致），测量各电阻元件两端电压，数据记入表31中。表31实验数据测量页目实验内容US1(V)US2(V)/ (mA)I2(mA)I3(mA)Uce(V)Ufd(V)Ucd(V)Udb(V)Uac(V)US1单独作用120US2单独作用05US1, US2共同作用125US2单独作用0102. US2电源单独作用（将开关S1投向短路侧，开关S2投向US2侧），参考图9 1（c），画 S212S2出电路图，标明各电流、电压的参考方向。重复步骤1的测量并将数据记录入表格31中。3. US1和US2共同作用时（开关S