電路分析實(shí)驗(yàn)基爾霍夫定律的驗(yàn)證

1、電路分析實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浺弧⒒鶢柣舴蚨傻尿?yàn)證 1二、疊加原理的驗(yàn)證 2三、戴維南定理和諾頓定理的驗(yàn)證 4四、RC 一階電路的響應(yīng)測(cè)試 7五、RLC串聯(lián)揩振電路的研究 10六、RC選頻網(wǎng)絡(luò)特性測(cè)試 13實(shí)驗(yàn)一基爾霍夫定律的驗(yàn)證一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .驗(yàn)證基爾霍夫定律的正確性，加深對(duì)基爾霍夫定律的理解。2 .學(xué)會(huì)用電流插頭、插座測(cè)量各支路電流。二、原理說(shuō)明基爾霍夫定律是電路的基本定律。測(cè)量某電路的各支路電流及每個(gè)元件兩端的電壓，應(yīng)能分別滿足基爾霍夫電流定律（KCD和電壓定律（KVL）。即對(duì)電路中的任一個(gè)節(jié)點(diǎn)而言，應(yīng)有2 1 = 0;對(duì)任何一個(gè)閉合回路而言，應(yīng)有2 U = 0o運(yùn)用上述定律時(shí)必須注意各支路或閉合

2、回路中電流的正方向，此方向可預(yù)先任意設(shè) 定。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備（同實(shí)驗(yàn)二）四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)線路與實(shí)驗(yàn)五圖 5-1相同，用DG05掛箱的“基爾霍夫定律/疊加原理”線路。1 .實(shí)驗(yàn)前先任意設(shè)定三條支路和三個(gè)閉合回路的電流正方向。圖 5-1中的11、|2、|3的方向已設(shè)定。三個(gè)閉合回路的電流正方向可設(shè)為ADEFA BADCB和FBCEF2 .分別將兩路直流穩(wěn)壓源接入電路，令Ui = 6V, U2=12V。3 .熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu)，將電流插頭的兩端接至數(shù)字毫安表的“ 十、一”兩端。4 .將電流插頭分別插入三條支路的三個(gè)電流插座中，讀出并記錄電流值。5 .用直流數(shù)字電壓表分別測(cè)量?jī)陕冯娫醇半娮柙系碾妷褐担?/p>

3、記錄之。被測(cè)量I1(mA)I2(mA)I3(mA)Ui(V)U2(V)UfV)Uab(V)Uad(V)UCt(V)UdEV)計(jì)算值測(cè)量值相對(duì)誤差五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1 .同實(shí)驗(yàn)二的注意1,但需用到電流插座。2 .所有需要測(cè)量的電壓值，均以電壓表測(cè)量的讀數(shù)為準(zhǔn)。Ui、U2也需測(cè)量，不應(yīng)取電源本身的顯示值。3 .防止穩(wěn)壓電源兩個(gè)輸出端碰線短路。4 .用指針式電壓表或電流表測(cè)量電壓或電流時(shí)，如果儀表指針?lè)雌?，則必須調(diào)換儀表極性，重新測(cè)量。此時(shí)指針正偏，可讀得電壓或電流值。若用數(shù)顯電壓表或電流表測(cè) 量，則可直接讀出電壓或電流值。但應(yīng)注意：所讀得的電壓或電流值的正確正、負(fù)號(hào)應(yīng)根 據(jù)設(shè)定的電流參考方向來(lái)判斷。

4、六、預(yù)習(xí)思考題1 .根據(jù)圖5-1的電路參數(shù)，計(jì)算出待測(cè)的電流1l、12、|3和各電阻上的電壓值，記入表中，以便實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)，可正確地選定毫安表和電壓表的量程。2 .實(shí)驗(yàn)中，若用指針式萬(wàn)用表直流毫安檔測(cè)各支路電流，在什么情況下可能出現(xiàn)指針 反偏，應(yīng)如何處理？在記錄數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)注意什么？若用直流數(shù)字毫安表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，則會(huì)有 什么顯示呢？七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 .根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選定節(jié)點(diǎn) A,驗(yàn)證KCL的正確性。2 .根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選定實(shí)驗(yàn)電路中的任一個(gè)閉合回路，驗(yàn)證KVL的正確性。3 .將支路和閉合回路的電流方向重新設(shè)定，重復(fù) 1、2兩項(xiàng)驗(yàn)證。4 .誤差原因分析。5 .心得體會(huì)及其他。實(shí)驗(yàn)二疊加原理的驗(yàn)證一、實(shí)驗(yàn)

5、目的驗(yàn)證線性電路疊加原理的正確性，加深對(duì)線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識(shí)和理解。二、原理說(shuō)明疊加原理指出：在有多個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中，通過(guò)每一個(gè)元件的電流或 其兩端的電壓，可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的 代數(shù)和。線性電路的齊次性是指當(dāng)激勵(lì)信號(hào)（某獨(dú)立源的值）增加或減小K倍時(shí)，電路的響應(yīng)（即在電路中各電阻元件上所建立的電流和電壓值）也將增加或減小K倍。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名 稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1直流穩(wěn)壓電源030 V可調(diào)二路DG042萬(wàn)用表1自備3直流數(shù)字電壓表0200V1D314直流數(shù)字毫安表0200mV1D315迭加原理實(shí)驗(yàn)電路板1DG05四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

6、實(shí)驗(yàn)線路如圖7-1所示，用DG05掛箱的“基爾夫定律/疊加原理”線路。圖 7-11 .將兩路穩(wěn)壓源的輸出分別調(diào)節(jié)為12V和6V,接入U(xiǎn)i和U2處。2 .令Ui電源單獨(dú)作用（將開關(guān) Ki投向Ui側(cè)，開關(guān)K2投向短路側(cè)）。用直流數(shù)字電壓表和毫安表（接電流插頭）測(cè)量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表7-1。表7-1測(cè)量項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UcD(V)UAD(V)UDe(V)Ufa(V)U1單獨(dú)作用U2單獨(dú)作用U1、U2共同作用2U2單獨(dú)作用3 .令U2電源單獨(dú)作用（將開關(guān)K1投向短路側(cè)，開關(guān) K2投向U2側(cè)），重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟 2的

7、測(cè)量和記錄，數(shù)據(jù)記入表7-1。4 .令U1和U2共同作用（開關(guān)K1和K2分別投向U1和U2側(cè)），重復(fù)上述的測(cè)量和記錄， 數(shù)據(jù)記入表7-1。5 .將U2的數(shù)值調(diào)至+ 12V,重復(fù)上述第3項(xiàng)的測(cè)量并記錄，數(shù)據(jù)記入表7-1。6 .將R5 （330Q）換成二極管 1N4007 （即將開關(guān)K3投向二極管IN4007側(cè)），重復(fù)1 5的測(cè)量過(guò)程，數(shù)據(jù)記入表7-2。7.任意按下某個(gè)故障設(shè)置按鍵，重復(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4的測(cè)量和記錄，再根據(jù)測(cè)量結(jié)果判斷出故障的性質(zhì)。表7-2測(cè)量項(xiàng) 目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)|3(mA)UAB(V)UcD(V)LAD(V)UDe(V)UFA(V)U1單獨(dú)作用U2

8、單獨(dú)作用U1、U2共同作用2U2單獨(dú)作用五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1 .用電流插頭測(cè)量各支路電流時(shí)，或者用電壓表測(cè)量電壓降時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性， 正確判斷測(cè)得值的十、號(hào)后，記入數(shù)據(jù)表格。2 .注意儀表量程的及時(shí)更換。 六、預(yù)習(xí)思考題1 .在疊加原理實(shí)3中，要令 5、U2分別單獨(dú)作用，應(yīng)如何操作？可否直接將不作用的 電源（Ui或U2）短接置零？2 .實(shí)驗(yàn)電路中，若有一個(gè)電阻器改為二極管，試問(wèn)疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎？為什么？ 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 .根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，進(jìn)行分析、比較，歸納、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，即驗(yàn)證線性電路的疊 加性與齊次性。2 .各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出？試用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，

9、進(jìn)行計(jì)算并作結(jié)論。3 .通過(guò)實(shí)驗(yàn)步驟6及分析表格7-2的數(shù)據(jù)，你能得出什么樣的結(jié)論？4 .心得體會(huì)及其他。實(shí)驗(yàn)三戴維南定理和諾頓定理的驗(yàn)證有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .驗(yàn)證戴維南定理和諾頓定理的正確性，加深對(duì)該定理的理解。2 .掌握測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。 二、原理說(shuō)明1 .任何一個(gè)線性含源網(wǎng)絡(luò)，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其 余部分看作是一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)（或稱為含源一端口網(wǎng)絡(luò)）。戴維南定理指出：任何一個(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個(gè)電壓源與一個(gè)電阻的串聯(lián)來(lái)等效代替，此電壓源的電動(dòng)勢(shì) Us等于這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓 Uoc,其等效內(nèi)阻Ro 等于該網(wǎng)

10、絡(luò)中所有獨(dú)立源均置零 (理想電壓源視為短接，理想電流源視為開路)時(shí)的等效電阻。諾頓定理指出：任何一個(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個(gè)電流源與一個(gè)電阻的并聯(lián)組合來(lái)等效代替，此電流源的電流Is等于這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流Isc,其等效內(nèi)阻R0定義同戴維南定理。Uoc (Us)和Ro或者Isc (Is)和氐稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。2 .有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測(cè)量方法(1)開路電壓、短路電流法測(cè)R0在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時(shí)，用電壓表直接測(cè) 其輸出端的開路電壓 Uoc,然后再將其輸出端短路， 用電流表測(cè)其短路電流 Isc,則等效內(nèi)阻為UocRo=Isc圖 9-1如果二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很小，若將其輸出端口短

11、路 則易損壞其內(nèi)部元件，因此不宜用此法。(2)伏安法測(cè)Ro用電壓表、電流表測(cè)出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線，如圖 9-1所示。 根據(jù) 外特性曲線求出斜率 tg。，則內(nèi)阻UUocR=tg j = 。 I Isc也可以先測(cè)量開路電壓Uoc,再測(cè)量電流為額定值In時(shí)的輸出被測(cè)有源網(wǎng)絡(luò)Uoc Un端電壓值Un,則內(nèi)阻為 R0=。In(3)半電壓法測(cè)Ro如圖9-2所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)開 路電壓的一半時(shí)，負(fù)載電阻(由電阻箱的讀數(shù) 確定)即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。(4)零示法測(cè)Uoc圖9-2被測(cè)有源網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)壓電源在測(cè)量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓時(shí)，用電壓表直接測(cè)量會(huì)造成較大的誤 差。為了消除電

12、壓表內(nèi)阻的影響，往往采用零示測(cè)量法，如圖 9-3所示.。零示法測(cè)量原理是用一低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較，當(dāng)穩(wěn)壓電源的輸出電壓與有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓相等時(shí)，電壓表的讀數(shù)將為“0”。然后將電路斷開，測(cè)量此時(shí)穩(wěn)壓電源的輸出電壓，即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名 稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源0 30V1DG042可調(diào)直流恒流源0-500mA1DG043直流數(shù)字電壓表D 2DDV1D314直流數(shù)字毫安表0 200mA1D315萬(wàn)用表1自備6可調(diào)電阻箱099999.9Q1DG097電位器1K/2W1DG098戴維南定理實(shí)驗(yàn)電路板1DG05四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容被測(cè)有源二

13、端網(wǎng)絡(luò)如圖 9-4(a)。Uoc(v)Isc(mA)Ro=Uoc/Isc()(b)(a)圖 9-41 .用開路電壓、短路電流法測(cè)定戴維南等效 電路的Uoc、Ro和諾頓等效電路的Isg R0O按 圖9-4(a)接入穩(wěn)壓電源 Us=12V和恒流源Is=10mA, 不接入Rlo測(cè)出Uoc和Isc,并計(jì)算出Rdo (測(cè)Uoc 時(shí)，不接入mA表。)2 .負(fù)載實(shí)驗(yàn)按圖9-4(a)接入RLO改變R.阻值，測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線。U (v)I ( mA)3 .驗(yàn)證戴維南定理：從電阻箱上取得按步驟“ 1”所得的等效電阻 Rd之值， 然后令其 與直流穩(wěn)壓電源(調(diào)到步驟“ 1”時(shí)所測(cè)得的開路電壓 Uoc之值)

14、相串聯(lián)，如圖9-4(b)所示， 仿照步驟“ 2”測(cè)其外特性，對(duì)戴氏定理進(jìn)行驗(yàn)證。U (v)I (mA)4 .驗(yàn)證諾頓定理：從電阻箱上取得按步驟“1”所得的等效電阻R0之值， 然后令其與直流恒流源（調(diào)到步驟“ 1”時(shí)所測(cè)得的短路電流Isc之值）相并聯(lián)，如圖 9-5所示，仿照步驟“2”測(cè)其外特性，對(duì)諾頓定理進(jìn)行驗(yàn)證。U (v)I (mA)5 .有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻（又稱入端電阻）的直接測(cè)量法。見圖 9-4 （a）。將被測(cè)有 源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨(dú)立源置零（去掉電流源Is和電壓源Us,并在原電壓源所接的兩點(diǎn)用一根然后用伏安法或者直接用萬(wàn)用表的歐姆檔去測(cè)定負(fù)載R。，或稱網(wǎng)絡(luò)的入端電阻R。R0及其開路電壓Rl

15、開路時(shí)A、B兩點(diǎn)U0CO線路及數(shù)據(jù)表圖9-5短路導(dǎo)線相連）間的電阻，此即為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻6 .用半電壓法和零示法測(cè)量被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻 格自擬。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1 .測(cè)量時(shí)應(yīng)注意電流表量程的更換。2 .步驟“5”中，電壓源置零時(shí)不可將 穩(wěn)壓源短接。3 .用萬(wàn)表直接測(cè)R0時(shí)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨(dú)立 源必須先置零，以免損壞萬(wàn)用表。其次，歐 姆檔必須經(jīng)調(diào)零后再進(jìn)行測(cè)量。4 .用零示法測(cè)量Uoc時(shí)，應(yīng)先將穩(wěn)壓電源的輸出調(diào)至接近于Uoc,再按圖9-3測(cè)量。5 .改接線路時(shí)，要關(guān)掉電源。六、預(yù)習(xí)思考題1 .在求戴維南或諾頓等效電路時(shí)，作短路試驗(yàn)，測(cè) Isc的條件是什么？在本實(shí)驗(yàn)中可否 直接作負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)？請(qǐng)實(shí)驗(yàn)

16、前對(duì)線路9-4（a）預(yù)先作好計(jì)算，以便調(diào)整實(shí)驗(yàn)線路及測(cè)量時(shí)可準(zhǔn)確地選取電表的量程。2 .說(shuō)明測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法，并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 .根據(jù)步驟2、3、4,分別繪出曲線，驗(yàn)證戴維南定理和諾頓定理的正確性，并分析產(chǎn)生誤差的原因。2 .根據(jù)步驟1、5、6的幾種方法測(cè)得的 Uoc與R0與預(yù)習(xí)時(shí)電路計(jì)算的結(jié)果作比較，你 能得出什么結(jié)論。3 .歸納、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。4 .心得體會(huì)及其他。實(shí)驗(yàn)四 RC一階電路的響應(yīng)測(cè)試、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .測(cè)定RC一階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)及完全響應(yīng)。2 .學(xué)習(xí)電路時(shí)間常數(shù)的測(cè)量方法。3 .掌握有關(guān)微分電路和積分電路的概念。4 .進(jìn)一步學(xué)會(huì)

17、用示波器觀測(cè)波形。二、原理說(shuō)明1 .動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)渡過(guò)程是十分短暫的單次變化過(guò)程。要用普通示波器觀察過(guò)渡過(guò)程和 測(cè)量有關(guān)的參數(shù)，就必須使這種單次變化的過(guò)程重復(fù)出現(xiàn)。為此，我們利用信號(hào)發(fā)生器輸 出的方波來(lái)模擬階躍激勵(lì)信號(hào)，即利用方波輸出的上升沿作為零狀態(tài)響應(yīng)的正階躍激勵(lì)信 號(hào)；利用方波的下降沿作為零輸入響應(yīng)的負(fù)階躍激勵(lì)信號(hào)。只要選擇方波的重復(fù)周期遠(yuǎn)大 于電路的時(shí)間常數(shù)那么電路在這樣的方波序列脈沖信號(hào)的激勵(lì)下，它的響應(yīng)就和直流 電接通與斷開的過(guò)渡過(guò)程是基本相同的。2 .圖13-1 (b)所示的 RC 一階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)分別按指數(shù)規(guī)律衰減和 增長(zhǎng)，其變化的快慢決定于電路的時(shí)間常數(shù)P。3

18、.時(shí)間常數(shù)。的測(cè)定方法：用示波器測(cè)量零輸入響應(yīng)的波形如圖13-1(a)所示。當(dāng) t =。時(shí)，Uc(。)=0.368Um。此0.632Um所對(duì)應(yīng)的時(shí)間測(cè)得，如根據(jù)一階微分方程的求解得知uc= Ume-t/RC= Ume-t時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間就等于To亦可用零狀態(tài)響應(yīng)波形增加到 圖13-1(c)所示。a)零輸入響應(yīng)(b) RC一階電路(c)零狀態(tài)響應(yīng)圖 13-14 .微分電路和積分電路是 RC一階電路中較典型的電路，它對(duì)電路元件參數(shù)和輸入信號(hào)的周期有著特定的要求。一個(gè)簡(jiǎn)單的RC串聯(lián)電路，在方波序列脈沖的重復(fù)激勵(lì)下，當(dāng)滿足= RCT/2CUi Uc(b)積分電路圖 13-2若將圖13-2(a)中的R與C

19、位置調(diào)換一下，如圖 13-2(b)所示，由C兩端的電壓作為響應(yīng) 輸出，且當(dāng)電路的參數(shù)滿足 =RCT,則該RC電路稱為積分電路。因?yàn)榇藭r(shí)電路的輸2出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓的積分成正比。利用積分電路可以將方波轉(zhuǎn)變成三角波。從輸入輸出波形來(lái)看，上述兩個(gè)電路均起著波形變換的作用，請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程仔細(xì)觀察與記錄。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名 稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1函數(shù)信號(hào)發(fā)生器1DG032雙蹤示波器1自備3動(dòng)態(tài)電路實(shí)驗(yàn)板1DG07四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)線路板的器件組件，如圖13-3所示，請(qǐng)認(rèn)清R、C元件的布局及其標(biāo)稱值，各開關(guān)的通斷位置等。1 .從電路板上選 R= 10KQ , C= 6800pF組成如圖13-1(b)所示

20、的RC充放電電路。Ui為脈 沖信號(hào)發(fā)生器輸出的 Um=3V、f=1KHz的方波電壓信號(hào)，并通過(guò)兩根同軸電纜線，將激勵(lì) 源Ui和響應(yīng)uc的信號(hào)分別連至示波器的兩個(gè)輸入口Ya和Yb。這時(shí)可在示波器的屏幕上觀察到激勵(lì)與響應(yīng)的變化規(guī)律，請(qǐng)測(cè)算出時(shí)間常數(shù),并用方格紙按1:1的比例描繪波形。少量地改變電容值或電阻值，定性地觀察對(duì)響應(yīng)的影響，記錄觀察到的現(xiàn)象。2 .令R= 10KQ , C=0.1 F,觀察并描繪響應(yīng)的波形，繼續(xù)增大C之值，定性地觀察對(duì)響應(yīng)的影響。PUJO13 .令 C= 0.01 ，R= 100Q,組成 如圖13-2(a)所示的微分電路。在同樣的方 波激勵(lì)信號(hào)(Um = 3V, f=1KH

21、z)作用下， 觀測(cè)并描繪激勵(lì)與響應(yīng)的波形。增減R之值，定性地觀察對(duì)響應(yīng)的影響， 并作記錄。當(dāng)R增至1M 時(shí)，輸入輸出波 形有何本質(zhì)上的區(qū)別？五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1 .調(diào)節(jié)電子儀器各旋鈕時(shí)，動(dòng)作不要過(guò)快、 過(guò)猛。實(shí)驗(yàn)前，需熟讀雙蹤示波器的使用說(shuō)明書。觀察雙蹤時(shí)，要特別注意相應(yīng)開關(guān)、旋鈕圖13-3動(dòng)態(tài)電路、選頻電路實(shí)驗(yàn)板的操作與調(diào)節(jié)。2 .信號(hào)源的接地端與示波器的接地端要連在一起(稱共地)，以防外界干擾而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。3 .示波器的輝度不應(yīng)過(guò)亮，尤其是光點(diǎn)長(zhǎng)期停留在熒光屏上不動(dòng)時(shí)，應(yīng)將輝度調(diào)暗， 以延長(zhǎng)示波管的使用壽命。六、預(yù)習(xí)思考題1 .什么樣的電信號(hào)可作為 RC一階電路零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和

22、完全響應(yīng)的激勵(lì)源？2 .已知RC一階電路R= 10KQ, C= 0.1科F,試計(jì)算時(shí)間常數(shù)p ,并根據(jù)。值的物理意 義，擬定測(cè)量。的方案。3 .何謂積分電路和微分電路，它們必須具備什么條件？它們?cè)诜讲ㄐ蛄忻}沖的激勵(lì)下，其輸出信號(hào)波形的變化規(guī)律如何？這兩種電路有何功用？4 .預(yù)習(xí)要求：熟讀儀器使用說(shuō)明，回答上述問(wèn)題，準(zhǔn)備方格紙。 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 .根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果，在方格紙上繪出RC一階電路充放電時(shí) uc的變化曲線，由曲線測(cè)得。值，并與參數(shù)值的計(jì)算結(jié)果作比較，分析誤差原因。2 .根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果，歸納、總結(jié)積分電路和微分電路的形成條件，闡明波形變換的 特征。3 .心得體會(huì)及其他。實(shí)驗(yàn)五R、L、C

23、串聯(lián)諧振電路的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .學(xué)習(xí)用實(shí)驗(yàn)方法繪制 R、L、C串聯(lián)電路的幅頻特性曲線。Q值）的物理意義f改變時(shí)，電路中 Uo作為響應(yīng)，當(dāng)輸 然后以f為橫坐2 .加深理解電路發(fā)生諧振的條件、特點(diǎn)，掌握電路品質(zhì)因數(shù)（電路 及其測(cè)定方法。二、原理說(shuō)明1 .在圖19-1所示的R L、C串聯(lián)電路中，當(dāng)正弦交流信號(hào)源的頻率 的感抗、容抗隨之而變，電路中的電流也隨f而變。 取電阻R上的電壓入電壓Ui的幅值維持不變時(shí)，在不同頻率的信號(hào)激勵(lì)下，測(cè)出Uo之值,U0標(biāo)，以Uo/Ui為縱坐標(biāo)（因Ui不變，故也可直接以 Uo為縱坐標(biāo)），繪出光滑的曲線，此即 為幅頻特性曲線，亦稱諧振曲線，如圖19-2所示。1 一 .

24、Xl2 .在f=f0=4處，即幅頻特性曲線尖峰所在的頻率點(diǎn)稱為諧振頻率。此時(shí)2 . LCUi為定值時(shí)，電路中的電流達(dá)到= Xc,電路呈純阻性，電路阻抗的模為最小。在輸入電壓最大值，且與輸入電壓 Ui向相位。從理論上講，此時(shí)Ui=UR=Uo, UL=Uc=QUi,式中的Q稱為電路的品質(zhì)因數(shù)。3 .電路品質(zhì)因數(shù)Q值的兩種測(cè)量方法是根據(jù)公式 Q= U-L- 匹測(cè)定，Uc與Ul分別為諧振時(shí)電容器 C和電感線圈L上的Uo Uo電壓；另一方法是通過(guò)測(cè)量諧振曲線的通頻帶寬度4f=f2-fi,再根據(jù)Q= 一 求出Qf2 fi值。式中f0為諧振頻率，f2和fi是失諧時(shí)，亦即輸出電壓的幅度下降到最大值的1/J2(

25、=0.707)倍時(shí)的上、下頻率點(diǎn)。 Q值越大，曲線越尖銳，通頻帶越窄，電路的選擇性越 好。 在恒壓源供電時(shí)，電路的品質(zhì)因數(shù)、選擇性與通頻帶只決定于電路本身的參數(shù)，而與 信號(hào)源無(wú)關(guān)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名 稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1低頻函數(shù)信號(hào)發(fā)生器1DG032交流毫伏表0 600V1D833雙蹤示波器1自備4頻率計(jì)1DG035諧振電路實(shí)驗(yàn)電路板R=200Q, 1KQC=0.01 曠，0.1 曠，L0 30mHDG07四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用示波器1、按圖19-3組成監(jiān)視、測(cè)量電路。先選用 Ci、Rio用交流毫伏表測(cè)電壓,監(jiān)視信號(hào)源輸出。令信號(hào)源輸出電壓Ui=4Vp-p,并保持不變。C2 .找出電路的諧振頻率fo

26、,其方法是，將毫伏表接在 R(200Q)兩端，令信號(hào)源的頻率由 小逐漸變大(注意要維持信號(hào)源的輸出幅度不變)，當(dāng) Uo的讀數(shù)為最大時(shí)，讀得頻率計(jì)上 的頻率值即為電路的諧振頻率fo,并測(cè)量Uc與Ul之值(注意及時(shí)更換毫伏表的量限)。3 .在諧振點(diǎn)兩側(cè)，按頻率遞增或遞減500Hz或1KHz,依次各取8個(gè)測(cè)量點(diǎn)，逐點(diǎn)測(cè)出Uo, Ul, Uc之值，記入數(shù)據(jù)表格。f(KHz)Uo(V)Ul(V)Uc(V)Ui=4Vp-p,C=0.01 F, R=510Q ,fo=,f2-f1=,Q=4.將電阻改為R2,重復(fù)步驟2, 3的測(cè)量過(guò)程f(KHz)Uo(V)Ul(V)Uc(V)Ui=4VP-P,C=0.01 F

27、,R=1KQ ,fo=, f2-f1=,Q=5.選C2,重復(fù)24。（自制表格）。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1 .測(cè)試頻率點(diǎn)的選擇應(yīng)在靠近諧振頻率附近多取幾點(diǎn)。在變換頻率測(cè)試前，應(yīng)調(diào)整信號(hào)輸出幅度（用示波器監(jiān)視輸出幅度），使其維持在3V。2 .測(cè)量Uc和Ul數(shù)值前，應(yīng)將毫伏表的量限改大，而且在測(cè)量Ul與Uc時(shí)毫伏表的“ + ”端應(yīng)接C與L的公共點(diǎn)，其接地端應(yīng)分別觸及L和C的近地端N2和N1。3 .實(shí)驗(yàn)中，信號(hào)源的外殼應(yīng)與毫伏表的外殼絕緣（不共地）。如能用浮地式交流毫伏 表測(cè)量，則效果更佳。六、預(yù)習(xí)思考題1 .根據(jù)實(shí)驗(yàn)線路板給出的元件參數(shù)值，估算電路的諧振頻率。2 .改變電路的哪些參數(shù)可以使電路發(fā)生諧振，電

28、路中R的數(shù)值是否影響諧振頻率值？3 .如何判別電路是否發(fā)生諧振 ？B式諧振點(diǎn)的方案有哪些？4 .電路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)，為什么輸入電壓不能太大，如果信號(hào)源給出3V的電壓，電路諧振時(shí)，用交流毫伏表測(cè)Ul和Uc,應(yīng)該選擇用多大的量限？5 .要提高R、L、C串聯(lián)電路的品質(zhì)因數(shù)，電路參數(shù)應(yīng)如何改變？6 .本實(shí)驗(yàn)在諧振時(shí)，對(duì)應(yīng)的 Ul與Uc是否相等？如有差異，原因何在？ 七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 .根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，繪出不同Q值時(shí)三條幅頻特性曲線，即：Uo= f（f） , Ul= f，Uc=f（f）2 .計(jì)算出通頻帶與 Q值，說(shuō)明不同R值時(shí)對(duì)電路通頻帶與品質(zhì)因數(shù)的影響。3 .對(duì)兩種不同的測(cè) Q值的方法進(jìn)行比較，分析誤差原

29、因。4 .諧振時(shí)，比較輸出電壓 Uo與輸入電壓Ui是否相等？試分析原因。5 .通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，總結(jié)、歸納串聯(lián)諧振電路的特性。6 .心得體會(huì)及其他。實(shí)驗(yàn)六 RC選頻網(wǎng)絡(luò)特性測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .熟悉文氏電橋電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其應(yīng)用。2 .學(xué)會(huì)用交流毫伏表和示波器測(cè)定文氏橋電路的幅頻特性和相頻特性。 二、原理說(shuō)明文氏電橋電路是一個(gè) RC的串、 并聯(lián)電路，如圖17-1所示。該電路 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，被廣泛地用于低頻振蕩電 路中作為選頻環(huán)節(jié)，可以獲得很高純 度的正弦波電壓。1.用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的正弦輸出信 號(hào)作為圖17-1的激勵(lì)信號(hào)Ui,并保持 Ui值不變的情況下，改變輸入信號(hào)的頻率f,R1C.iR i c圖 17-1用交流毫伏表或示波器測(cè)出輸出端相應(yīng)于各 90?個(gè)頻率點(diǎn)下的輸出電壓 Uo值，將這些數(shù)據(jù)畫在以頻率 f為橫軸，Uo為縱軸的坐標(biāo)紙上，用 一條光滑的曲線連接這些點(diǎn)，該曲線就是上述電路的幅頻特性曲線。文氏橋路的一個(gè)特點(diǎn)是其輸出電壓幅度不僅會(huì)隨輸入信號(hào)的頻率而變，而且還會(huì)出現(xiàn) 一個(gè)與輸入電壓同相位的最大值，如圖 17-2由電路分析得知，該網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為13 j( RC 1/ RC)，一1當(dāng)角頻率0 時(shí)，RCUc 1. .3= 1,此時(shí) Uo與UiUi 3同相。由圖17-2可見RC串并聯(lián)電