《電路原理》實驗指導書

1、浙江大學遠程教育學院電路原理實驗電路原理實驗指導書、課程的目的、任務本課程是電子科學、 測控技術(shù)專業(yè)學生在學習電路原理課程間的一門實踐性技術(shù)基礎(chǔ) 課程，其目的在于通過實驗使學生能更好地理解和掌握電路基本理論， 培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實 際的學風和科學態(tài)度， 提高學生的電工實驗技能和分析處理實際問題的能力。 為后續(xù)課程的 學習打下基礎(chǔ)。、課程的教學內(nèi)容與要求序號實驗項目實驗內(nèi)容1電阻、電容、電壓和電流的測量了解電源、測量儀表以及數(shù)字萬用表的使用方法； 掌握測量電阻、電容、電壓和電流的方法。2疊加定理、替代定理的驗證通過實驗來驗證線性電路中的疊加原理及其適用范 圍；驗證替代定理； 學習直流儀器儀表的測試

2、方法。3非線性元件特性曲線的測定及曲線繪制學習非線性電阻元件伏安特性曲線的測試方法； 掌握繪制曲線的方法。三各實驗具體要求見 P2四、實驗流程介紹 學生用戶登陸進入實驗系統(tǒng)的用戶名為： Z+學號（ 如 ZD205003200XX，） 密碼： netlab詳細操作步驟見 P7五、實驗報告請各指導老師登陸該實驗系統(tǒng)了解具體實驗方法， 并指導學生完成實驗。 學 生結(jié)束實驗后應完成相應的實驗報告并交給指導老師。 其中實驗報告的主要內(nèi)容 包括：實驗目的，實驗內(nèi)容，實驗記錄數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析與處理等。浙江大學遠程教育學院電路原理實驗實驗一 電阻、電容、電壓和電流的測量、實驗目的1、了解電源、測量儀表以及數(shù)字萬

3、用表的使用方法。2、掌握測量電阻、電容、電壓和電流的方法。3、了解電表量程、分辨率、準確度對測量結(jié)果的影響。、實驗任務1、用萬用表電阻檔測精密可調(diào)電阻，測量電阻R1-R4 。實驗數(shù)據(jù)填入下表：表 1-1電阻R1R2R3R4測量值（歐姆）2、用萬用表和數(shù)字表分別測量直流電流與電壓（1） 按圖 1-1 接好電路， Us為穩(wěn)壓電源 （上限電壓 5V ），測量 R1 510、R21K時的 U R1 、 U R 2 ，自己確定 Us的值，需要測量 3組數(shù)據(jù)。圖 1-1 圖 1-2表 1-2Us（V）U R1 ( V )U R2 ( V )2） 按圖 1-2 接好電路 I s為穩(wěn)流電源（上限電流 0.02

4、5A ），用毫安表和微安表測量 R1 R2 1k時的 I1、 I 2和 I s ，填入下表。表 1-3I s (mA)I1 (mA)I 2(mA)第 2 頁浙江大學遠程教育學院電路原理實驗實驗二 疊加定理、替代定理的驗證一、實驗目的1、通過實驗來驗證線性電路中的疊加原理及其適用范圍。2、通過實驗來驗證替代定理。3、學習直流儀器儀表的測試方法。二、內(nèi)容說明幾個電動勢在某線性網(wǎng)絡(luò)中共同作用時， （也可以是幾個電流源共同作用，或電動勢和 電流源混合共同作用） ，它們在電路中任一支路產(chǎn)生的電流或在任意兩點間所產(chǎn)生的電壓降， 等于這些電動勢或者電流源分別單獨作用時，在該部分所產(chǎn)生的電流或者電壓降的代數(shù)和

5、。 這一結(jié)論稱為線性電路的疊加原理。如果網(wǎng)絡(luò)是非線性的， 那么疊加定理不適用。圖 2-1 的電路含有一個非線性元件 （穩(wěn)壓 管），所以疊加定理不適用。如果將穩(wěn)壓管換成線性電阻，如圖2-2，那么可以運用疊加定理。其中， R1=510,R2=1K,R3=510 ，R4=510。三、實驗任務圖 2-1實驗內(nèi)容 1：1、按圖 2-1接線，在 ab端接入電壓源 E后，K 斷開，在只有電壓源作用下，測量各點電壓 和電流，記錄數(shù)據(jù) UAC 、UDC 、UBD、UAD、IAD 。2、將 ab端短路，并使 K 接通，使得只有電流源作用。再測量各點電壓和電流，記錄數(shù)據(jù)。3、將電壓源 E（ab端）和電流源 I s同

6、時接通，再重復以上測量，記錄數(shù)據(jù)。測量電壓測量狀態(tài)UACUDCUBDUADIAD電壓源作用電流源作用共同作用第 3 頁浙江大學遠程教育學院電路原理實驗表 2-14、根據(jù)表 2-1 中記錄的實驗數(shù)據(jù)，驗證圖 2-1 所示電路是否滿足疊加定理。 實驗內(nèi)容 2：驗證替代定理將圖 2-1 中的 AD 支路的穩(wěn)壓管去掉，換成線性電阻R。R 的阻值需要通過表 2-1 中E和 I 共同作用時測得數(shù)據(jù)自行計算： R U AD / IAD 。采用計算得到的 R，重復測量各點電測量電壓測量狀態(tài)UACUDCUBDUADIAD電壓源作用電流源作用共同作用實驗內(nèi)容 3：驗證疊加原理仍然采用圖 2-2種的線性電路。自己設(shè)

7、定 R的阻值，測量 E、I 分別單獨作用時及它們 共同作用時電路各點的電壓和電流，記錄數(shù)據(jù)。驗證是否符合疊加原理。測量電壓測量狀態(tài)UACUDCUBDUADIAD電壓源作用電流源作用共同作用四、實驗報告要求1、根據(jù)實驗要求，完成相應的數(shù)據(jù)表格。2、根據(jù)所得數(shù)據(jù)分析是否滿足替代定理、疊加定理。浙江大學遠程教育學院電路原理實驗3、給出有關(guān)疊加定理、替代定理的有關(guān)結(jié)論。實驗三 非線性元件特性曲線的測定及曲線繪制一、試驗目的1、學習非線性電阻元件伏 -安特性曲線的測試方法。2、掌握繪制曲線的方法。二、原理說明1、伏安特性 在電路中，電路元件的特性一般用該元件上的電壓 U 與通過該元件的電流 I 之間的函

8、 數(shù)關(guān)系 U=f（I） 來表示。這種函數(shù)關(guān)系稱為該元件的伏安特性，有時也稱為外部特性。通常以 電壓為橫坐標， 電流為縱坐標作出元件的電壓電流關(guān)系曲線， 叫做該元件的伏安特性曲線。如果元件的伏安特性曲線是一條直線，說明通過元件的電流與元件兩端的電壓成正比， 則稱該元件為線性元件（例如碳膜電阻） ；如果元件的伏安特性曲線不是直線，則稱其為非 線性元件（例如晶體二極管、三極管） 。本實驗通過測量二極管的伏安特性曲線，了解二極 管的單向?qū)щ娦缘膶嵸|(zhì)。2、非線性元件的伏安特性 線性電阻元件的伏 -安特性符合歐姆定律， 在 u-i 平面上 是一條通過原點的直線。該特性曲線各點斜率與元件電壓、 電流的大小和

9、方向無關(guān)，所以線性電阻元件是雙向性元件。 如圖 3-1 所示。u-i圖 3-1 線性電阻的伏安曲線而非線性元件的伏安特性曲線不服從歐姆定律，在 平面上 是一 條曲線。三、實驗任務說明：此實驗中， 特性曲線的測試 2個實驗選作一個即可， 即做晶體二極管或者穩(wěn)壓管的特 性曲線測試。1、晶體二極管 當對晶體二極管加上正向偏置電壓，則有正向電流流過二極管，且隨正向偏置電壓的 增大而增大。 開始電流隨電壓變化較慢， 而當正向偏壓增到接近二極管的導通電壓 （鍺二極 管為 0.2 左右，硅二極管為 0.7 左右時），電流明顯變化。在導通后，電壓變化少許，電流 就會急劇變化。 特性曲線如圖 3-2 所示。 曲

10、線對坐標原點不對稱， 是非雙向性元件，有單向圖 3-3 穩(wěn)壓二極管特性曲線圖 3-2 晶體二極管特性曲線浙江大學遠程教育學院電路原理實驗首先用萬用表歐姆檔判定二極管極性并記下等效正向電阻和等效反向電 阻。參數(shù)名稱正向電阻（歐姆）反向電阻（歐姆）測量值表 3-1ii. 按圖 3-1 中的接法測試其正向伏安特性，測量不同的電壓情況下的電流值 并記錄。iii. 注意要在測量電壓（二極管電壓）在 0-0.7V 范圍內(nèi)采集較多的數(shù)據(jù)點，否 則測量得不到正確的特性曲線。圖 3-4U（V）I（ mA）表 3-2 晶體二極管的伏安特性測試2、 穩(wěn)壓二極管 穩(wěn)壓二極管的特性曲線如圖 3-3 所示。按照圖 3-5

11、 連接電路，測試其伏安特性。注意該 二極管處于截止狀態(tài)， 但不是完全沒有電流， 而是有很小的反向電流。 該反向電流隨反向偏 置電壓增加得很慢，但當反向偏置電壓增至一定程度時，電流會劇增。該實驗的電壓測量范圍大致在 0-6V 之間。圖 3-5U（V）I（ mA）表 3-3 穩(wěn)壓二極管的伏安特性測試3. 根據(jù)所得到的實驗數(shù)據(jù)分別繪制晶體二極管或者穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線。浙江大學遠程教育學院電路原理實驗實驗步驟1. 登陸點擊客戶端軟件“電工電子網(wǎng)絡(luò)實驗室” logo，出現(xiàn)如下圖示：輸入用戶名，密碼，點擊“確定” ，出現(xiàn)如下界面。這里需要稍微等待（ 10s）第 7 頁浙江大學遠程教育學院電路原理實驗

12、在左邊任務欄中選取“電路實驗” ，在上方工具菜單中選取“登記實驗” ：會跳出對話框詢問用戶是否開始實驗如右圖所示。點擊確定即可開始實驗。2. 排隊如果用戶進入看到左邊的實驗列表中某些實驗有紅色標識， 如下頁左圖所示 （紅色實圈），則表示該實驗目前有人已經(jīng)在做，并且提示用戶前面有多少個用 戶。這種情況下選擇“登記實驗”就可以進入排隊隊列（下頁右圖，紅色虛圈） ， 等待自己的實驗時間。 針對電路原理實驗， 每個用戶設(shè)定的時間約一小時。 實驗第 8 頁浙江大學遠程教育學院電路原理實驗結(jié)束后請正常退出實驗系統(tǒng)，節(jié)約資源，也方便其他用戶進行實驗。3. 進入實驗以實驗 1為例。進入實驗，登記實驗，可以看到

13、電路原理實驗1 界面：4電阻測量（1）點擊萬用表上“電阻”按鈕檔第 9 頁浙江大學遠程教育學院電路原理實驗會看到對話框點擊彈出對話框上“確定”按鈕。即可開始電阻測量的實驗。2）點擊需要測量的電阻， 如 R1。可以看到下圖， 同時， 萬用表的窗口會顯示相應的讀數(shù)。5電壓測量（1）點擊萬用表上電壓“ DC”圖標，會彈出對話框：2）點擊“確定”后，點擊所要測量電壓的支路，電路會自動加載電壓表，如下：第 10 頁浙江大學遠程教育學院電路原理實驗（3）同樣重復（ 1）（ 2）可以測得其他支路的電壓值。6電流測量：（1）點擊完用表上電流“ DC”圖標，會彈出對話框：2）點擊“確定”后，點擊所要測量電流的支路，電路會自動加載電流表，如下：第 11 頁浙江大學遠程教育學院電路原理實驗（3）同樣重復（ 1）（ 2）可以測得其他支路的電流值。7結(jié)束當前實驗當前實驗完成時選擇上方工具欄中菜單中的“同步實驗-結(jié)束實驗”選項，如下圖所示：彈出對話框點擊確定。即可停止當前實驗。8. 退出實驗登記如果已經(jīng)完成了各個實驗，則在工具欄中選擇“同步實驗-撤銷登記”，即可退出實驗：9. 退出實驗系統(tǒng)點擊 文件 退出，即選擇退出該系統(tǒng)第 12 頁浙江大學遠程教育學院電路原