電路與電子技術實驗

2022-12-29 14:48:03 字數 4519 閱讀 5107

實驗要求

1、實驗前必須充分預習,完成指定的預習任務。預習要求如下:

1)認真閱讀實驗指導書,分析、掌握實驗電路的工作原理,並進行必要的估算。

2)完成各實驗「預習要求」中指定的內容。

3)熟悉實驗任務。

4)複習實驗中所用各儀器的使用方法及注意事項。

2、使用儀器和實驗箱前必須了解其效能、操作方法及注意事項,在使用時應嚴格遵守。

3、實驗時接線要認真,相互仔細檢查,確定無誤才能接通電源,初學或沒有把握應經指導教師審查同意後再接通電源。

4、模擬電路實驗注意:

l)在進行小訊號放大實驗時,由於所用訊號發生器及連線電纜的緣故,往往在進入放大器前就出現雜訊或不穩定,有些訊號源調不到毫伏以下,實驗時可採用在放大器輸入端加衰減的方法。一般可用實驗箱中電阻組成衰減器,這樣連線電纜上訊號電平較高,不易受干擾。

2)做放大器實驗時如出現波形削頂失真甚至變成方波,應檢查工作點設定是否正確,或輸入訊號是否過大,由於實驗箱所用三極體hfe較大,特別是兩級放大電路容易飽和失真。

5、實驗時應注意觀察,若發現有破壞性異常現象(例如有元件冒煙、發燙或有異味)應立即關斷電源,保持現場,報告指導教師。找出原因、排除故障,經指導教師同意再繼續實驗。

6、實驗過程中需要改接線時,應關斷電源後才能拆、接線.

7、實驗過程中應仔細觀察實驗現象,認真記錄實驗結果(資料、波形、現象)。所記錄的實驗結果經指導教師審閱簽字後再拆除實驗線路。

8、實驗結束後,必須關斷電源、拔出電源插頭,並將儀器、裝置、工具、導線等按規定整理。

9、實驗後每個同學必須按要求獨立完成實驗報告。

實驗一常用電工儀表的使用與測量誤差的計算

一、實驗目的

1、熟悉各類測量儀表、各類電源的布局及使用方法

2、掌握電壓表、電流錶內電阻的測量方法

3、熟悉電工儀表測量誤差的計算方法

二、實驗說明

1、為了準確地測量電路中實際的電壓和電流,必須保證儀表接入電路不會改變被測電路的工作狀態,這就要求電壓表的內阻為無窮大;電流錶的內阻為零。而實際使用的電工儀表都不能滿足上述要求。因此,當測量儀表一旦接入電路,就會改變電路原有的工作狀態,這就導致儀表的讀數值與電路原有的實際值之間出現誤差,這種測量誤差值的大小與儀表本身內阻值的大小密切相關。

2、本實驗測量電流錶的內阻採用「分流法」,如圖1-1所示。

圖1-1 可調電流源

a為被測電阻(ra)的直流電流錶,測量時先斷開開關s,調節電流源的輸出電流i使a表指標滿偏轉,然後合上開關s,並保持i值不變,調節電阻箱rb的阻值,使電流錶的指標指在1/2滿偏轉位置,此時有ia=is=1/2, ra=rb//r1,r1為固定電阻器之值,rb由電阻箱的刻度盤上讀得。

3、測量電壓表的內阻採用分壓法,如圖1-2所示。

圖1-2 可調穩壓源圖1-3

v為被測內阻(rv)的電壓表,測量時先將開關s閉合,調節直流穩壓源的輸出電壓,使電壓表v的指標為滿偏轉。然後斷開開關s,調節rb使電壓表v的指示值減半。此時有

rv=rb+r1

電阻箱刻度盤讀出值rb加上固定電阻r1,即為被測電壓表的內阻值。

電壓表靈敏度為

s=rv/u(ω/v)

4、儀表內阻引入的測量誤差(通常稱之為方法誤差,而儀表本身構造上引起的誤差稱這儀表基本誤差)的計算。

以圖1-3所示電路為例,r1上的電壓為

,若,則

現有一內阻為rv的電壓表來測量值,當rv與r1併聯後,以此來替代上式中的r1,則得

為化簡後得

若r1=r2=rv,則得

相對誤差

三、實驗裝置

四、實驗內容

1、根據「分壓法」原理按圖1-2接線,測定萬用表直流電壓10v和50v檔量限的內阻。

五、實驗注意事項:

1、實驗台上提供所有實驗的電源,直流穩壓電源和恆流源均可調節其輸出量,並由數字電壓表和數字毫安表顯示其輸出量的大小,啟動電源之前,應使其輸出旋鈕置於零位,實驗時再緩緩地增、減輸出。

2、穩壓源的輸出不允許短路,恆流源的輸出不允許開路。

3、電壓表應與電路併聯使用,電流錶與電路串聯使用,並且都要注意極性與量程的合理選擇。

六、思考題

1、根據實驗內容1和2,若已求出1 ma檔和10v檔的內阻,可否直接計算得出10 ma檔和50v檔的內阻?

2、用量程為10a的電流錶測實際值為8a的電流時,實際讀數為8.1a,求測量的絕對誤差和相對誤差。

3、如圖1-4(a)、(b)為伏安法測量電阻的兩種電路,被測電阻的實際值為rx,電壓表的內阻為rv,電流錶的內阻為ra,求兩種電路測電阻rx的相對誤差。

(a) 圖1-4b)

七、實驗報告

1、列表記錄實驗資料,並計算各被測儀表的內阻值。

2、對思考題的計算。

實驗二基爾霍夫定律

一、實驗目的

1、加深對基爾霍夫定律的理解,用實驗資料驗證基爾霍夫定律。

2、學會用電流錶測量各支路電流。

二、實驗原理

1、基爾霍夫電流定律(kcl):基爾霍夫電流定律是電流的基本定律。即對電路中的任乙個節點而言,流入到電路的任一節點的電流總和等於從該節點流出的電流總和,即應有∑i=0。

2、基爾霍夫電壓定律(kvl):對任何乙個閉合迴路而言,沿閉合迴路電壓降的代數總和等於零,即應有∑u=0。這一定律實質上是電壓與路徑無關性質的反映。

基爾霍夫定律的形式對各種不同的元件所組成的電路都適用,對線性和非線性都適用。運用上述定律時必須注意各支路或閉合迴路中電流的正方向,此方向可預先任意設定。

三、實驗裝置

四、實驗內容

實驗線路如圖4-1。把開關k1接通u1,k2接通u2,k3接通r4。就可以連線出基爾霍夫定律的驗證單元電路,如圖4-2。

圖4-1

圖4-2

1、實驗前先任意設定三條支路和三個閉合迴路的電流正方向。圖4-2中的i1、i2、i3的方向已設定。三個閉合迴路的電流正方向可設為adefa、badcb、fbcef。

2、分別將兩路直流穩壓源接入電路,令u1 = 8v,u2 = 12v。

3、用電流錶分別測量三條支路的電流,並記錄電流值。

4、用直流數字電壓表分別測量兩路電源及電阻元件上的電壓值,記錄之。

五、實驗注意事項

1、所有需要測量的電壓值,均以電壓表測量的讀數為準。u1、u2也需測量,不應取電源本身的顯示值。

2、防止穩壓電源兩個輸出端碰線短路。

3、所讀得的電壓或電流值的正、負號應根據設定的電流參考方向來判斷。

4、測量時,應先估算電流、電壓的大小,以選擇合適的量程,以免損壞電表。

5、若用指標式電流錶進行測量時,若指標反偏(電流為負值時),此時必須調換電流錶極性,重新測量,此時指標正偏,但讀得的電流值必須冠以負號。

六、預習思考題

1、根據圖4-2的電路測量引數,計算出待測的電流i1、i2、i3和各電阻上的電壓值,記入表中,以便實驗測量時,可正確地選定毫安表和電壓表的量程。

2、實驗中,若用指標式萬用表直流毫安檔測各支路電流,在什麼情況下可能出現指標反偏,應如何處理?在記錄資料時應注意什麼?若用直流數字毫安表進行測量時,則會有什麼顯示呢?

七、實驗報告

1、根據實驗資料,選定節點a,驗證kcl的正確性。

2、根據實驗資料,選定實驗電路中的任乙個閉合迴路,驗證kvl的正確性。

3、將支路和閉合迴路的電流方向重新設定,重複1、2兩項驗證。

4、誤差原因分析。

實驗三疊加定理的驗證

一、實驗目的

1、驗證線性電路疊加原理的正確性,加深對線性電路的疊加性和齊次性的認識和理解。

2、學習複雜電路的連線方法

二、實驗原理

如果把獨立電源稱為激勵,由它引起的支路電壓、電流稱為響應,則疊加原理可以簡述為:在有多個獨立源共同作用下的線性電路中,通過每乙個元件的電流或其兩端的電壓,可以看成是每乙個獨立源單獨作用時在該元件上所產生的電流或電壓的代數和。

在含有受控源的線性電路中,疊加定理也是適用的。但疊加定理不適用於功率計算,因為**性網路中,功率是電壓或者電流的二次函式。

線性電路的齊次性是指當激勵訊號(某獨立源的值)增加或減少k倍時,電路的響應(即在電路其他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、實驗裝置

四、實驗內容

實驗線路如圖5-1所示。

圖5-1 疊加原理驗證單元

1、將兩路穩壓源的輸出分別調節為12v和6v,接到u1和u2處。

2、令u1電源單獨作用(將開關k1投向u1,開關k2投向短路側)。用直流數字電壓表和毫安表分別測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓,資料記入表5-1。

表5-1

3、令u2電源單獨作用(將開關k1投向短路側,開關k2投向u2側),重複實驗步驟2的測量並記錄,資料記入表5-1。

4、令u1和u2共同作用(開關k1和開關k2分別投向u1和u2側),重複上述測量,重複實驗步驟2的測量並記錄,資料記入表5-1。

5、將u2的數值調至+12v,重複上述第3項的測量並記錄,資料記入表5-1。

6、將r4換成二極體in4004,把開關k3打向二極體in4004側,重複步驟1~5。資料記入表5-2。

表5-2

五、實驗注意事項

1、用電流錶測量各支路電流時,或者用電壓表測量電壓降時,應注意儀表的極性,正確判斷測得值的+、-號後,記入資料**。

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