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1、电路分析实验指导书深圳大学机电与控制工程学院2012年04月修订目 录实验一 基本电工仪表的使用与典型电信号的观察1实验二 基尔霍夫定律的验证5实验三 戴维南定理8实验四 受控源实验12实验五 RC一阶电路的响应测试17实验六 R、L、C元件阻抗特性的测定21实验七 、串联谐振电路的研究24实验八 三相交流电路电压、电流的测量27I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
2、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=
3、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
4、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”
5、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
6、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
7、、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，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I0，一般流出结点的电流取负号，流入结点的电流取正号；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U0，一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号。在实验前，必须设定电路中所有电流、电压的参考
8、方向，其中电阻上的电压方向应与电流方向一致，见图31所示。三实验设备1直流数字电压表、直流数字电流表2恒压源（双路030V可调）3NEEL11下组件或EEL53或MEEL06四实验内容实验电路如图31所示，图中的电源US1用恒压源I路030V可调电压输出端，并将输出电压调到6V，US2用恒压源II路030V可调电压输出端，并将输出电压调到12V（以直流数字电压表读数为准）。开关S1 投向US1 侧，开关S2 投向US2 侧，开关S3 投向R3侧。实验前先设定三条支路的电流参考方向，如图中的I1、I2、I3所示，并熟悉线路结构，掌握各开关的操作使用方法。1熟悉电流插头的结构，将电流插头的红接线端
9、插入数字电流表的红（正）接线端，电流插头的黑接线端插入数字电流表的黑（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A，电流表读数为，表示电流流入结点，读数为，表示电流流出结点，然后根据图31中的电流参考方向，确定各支路电流的正、负号，并记入表31中。表31 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32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端，黑（负）接线端插入被测电压参考方向的低电位端。表32 各元件电压数据各元件电
10、压（V）US1US2UR1UR2UR3UR4UR5计算值（V）测量值（V）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而损坏设备（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。六预习与思考题1根据图31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32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31的电路中，A、D两结点的电流方程是否
11、相同？为什么？3在图31的电路中可以列几个电压方程？它们与绕行方向有无关系？4实验中，若用指针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（KVL）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列出求解电压UEA和UCA的电压方程，并根据实验数据求出它们的数值；5写出实验中检查、分析电路故障的方法，总结查找故障的体会。实验三 戴维南定理有源二端网络
12、等效参数的测定一实验目的1验证戴维南定理、诺顿定理的正确性，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。二实验原理1戴维南定理和诺顿定理戴维南定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源US和一个电阻RS串联组成的实际电压源来代替，其中：电压源US等于这个有源二端网络的开路电压UOC, 内阻RS等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻RO。 诺顿定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电流源IS和一个电阻RS并联组成的实际电流源来代替，其中：电流源IS等于这个有源二端网络的短路电源ISC, 内阻RS等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短
13、接，电流源开路)后的等效电阻RO。US、RS和IS、RS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UOC, 然后再将其输出端短路，测其短路电流IS，且内阻为：。若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。(2)伏安法一种方法是用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图61所示。开路电压为UOC，根据外特性曲线求出斜率tgf，则内阻为：。另一种方法是测量有源二端网络的开路电压UOC，以及额定电流IN和对应的输出端额定电压UN，如图61所示，则内阻为：。(3)半电压法如图62所示，当负载电压为被测网络开路电压UOC一半时，负载电阻RL的大小（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻RS数值。(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
