電路與電子學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(2016.1)

1、電路與電子學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書電路部分 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)電子部分 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)適用專業(yè)：網(wǎng)工、計(jì)算機(jī)工學(xué)院2016年1月9實(shí)驗(yàn)一（1） 基爾霍夫定律一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.對(duì)基爾霍夫電壓定律和電流定律進(jìn)行驗(yàn)證，加深對(duì)兩個(gè)定律的理解。2.學(xué)會(huì)用電流插頭、插座測量各支路電流的方法。二、原理說明KCL和KVL是電路分析理論中最重要的的基本定律，適用于線性或非線性電路、時(shí)變或非變電路的分析計(jì)算。KCL和KVL是對(duì)于電路中各支路的電流或電壓的一種約束關(guān)系，是一種“電路結(jié)構(gòu)”或“拓?fù)洹钡募s束，與具體元件無關(guān)。而元件的伏安約束關(guān)系描述的是元件的具體特性，與電路的結(jié)構(gòu)（即電路的接點(diǎn)、回路數(shù)目及連接方式）無關(guān)。正是由于

2、二者的結(jié)合，才能衍生出多種多樣的電路分析方法（如節(jié)點(diǎn)法和網(wǎng)孔法）。KCL指出：任何時(shí)刻流進(jìn)和流出任一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和為零，即i(t)或I0KVL指出：任何時(shí)刻任何一個(gè)回路或網(wǎng)孔的電壓降的代數(shù)和為零，即u(t)或U0運(yùn)用上述定律時(shí)必須注意電流的正方向，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030V1臺(tái)RTDG-12直流數(shù)字電壓表1塊RTT013直流數(shù)字毫安表1塊RTT014實(shí)驗(yàn)電路板掛箱1個(gè)RTDG02四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)線路如圖1所示。圖11.實(shí)驗(yàn)前先任意設(shè)定三條支路的電流參考方向，如圖中的I1、I2、I3所示，并熟悉線路結(jié)構(gòu)，掌握各開關(guān)的操作使用方法。2.

3、分別將兩路直流穩(wěn)壓源接入電路，令E16V，E212V，其數(shù)值要用電壓表監(jiān)測。3.熟悉電流插頭和插孔的結(jié)構(gòu)，先將電流插頭的紅黑兩接線端接至數(shù)字毫安表的“、”極；再將電流插頭分別插入三條支路的三個(gè)電流插孔中，讀出相應(yīng)的電流值，記入表1中。4.用直流數(shù)字電壓表分別測量兩路電源及電阻元件上的電壓值，數(shù)據(jù)記入表1中。表1基爾霍夫定律的驗(yàn)證內(nèi)容電源電壓(V)支路電流(mA)回路電壓(V)E1E2I1I2I3IUFAUABUCDUDEU計(jì)算值測量值相對(duì)誤差五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.兩路直流穩(wěn)壓源的電壓值和電路端電壓值均應(yīng)以電壓表測量的讀數(shù)為準(zhǔn)，電源表盤指示只作為顯示儀表，不能作為測量儀表使用，恒壓源輸出以接負(fù)載后

4、為準(zhǔn)。2.謹(jǐn)防電壓源兩端碰線短路而損壞儀器。3.若用指針式電流表進(jìn)行測量時(shí)，要識(shí)別電流插頭所接電流表的“、”極性。當(dāng)電表指針出現(xiàn)反偏時(shí)，必須調(diào)換電流表極性重新測量，此時(shí)讀得的電流值必須冠以負(fù)號(hào)。六、預(yù)習(xí)思考題1.根據(jù)圖1的電路參數(shù)，計(jì)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(shí)驗(yàn)測量時(shí)，可正確地選定毫安表和電壓表的量程。2.若用指針式直流毫安表測各支路電流，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)行測量時(shí)，則會(huì)有什么顯示？七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.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)節(jié)點(diǎn)，驗(yàn)證KCL的正確性；選定任一個(gè)閉合回路，驗(yàn)證KVL

5、的正確性。2.誤差原因分析。3.本次實(shí)驗(yàn)的收獲體會(huì)。實(shí)驗(yàn)一（2） 疊加原理的驗(yàn)證一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.驗(yàn)證線性電路疊加原理的正確性，從而加深對(duì)線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識(shí)和理解。2.加深理解疊加原理對(duì)非線性電路不適用。二、原理說明疊加原理包含兩部分內(nèi)容：1.線性電路的疊加性：在有幾個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中，任何一條支路的電流或電壓，都可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該支路所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。2.線性電路的齊次性：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)（即電路中各支路的電流和電壓值）也將增加或減小K倍。某獨(dú)立源單獨(dú)作用是指：在電路中將該獨(dú)立源之外的其他獨(dú)立源“去掉”

6、，即電壓源用短路線取代，電流源用開路取代，受控源保持不變。對(duì)含非線性元件（如二極管）的電路，疊加原理不適用。疊加原理一般也不適用于“功率的疊加”，P(I).(U)IU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雙輸出直流穩(wěn)壓電源030V可調(diào)1臺(tái)RTDG-12萬用表MF-30或其它1塊RTT013直流數(shù)字電壓表1RTT014直流數(shù)字毫安表1RTDG025疊加原理實(shí)驗(yàn)電路板1四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)線路如圖2所示。1 按圖2，取E1=12V，E2=6V。2 令電源E1單獨(dú)作用時(shí)（將開關(guān)S1投向E1側(cè)，開關(guān)S2投向短路側(cè)），用直流數(shù)字電壓表和毫安表（接電流插頭）測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記

7、入表格2。圖2 疊加原理的驗(yàn)證表2 線性電路疊加原理的驗(yàn)證測量項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容E1(v)E2(v)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(v)UCD(v)UAD(v)UDE(v)UFA(v)E1單獨(dú)作用E2單獨(dú)作用E1+E2作用2E2單獨(dú)作用E1/2單獨(dú)作用2.令電源E2單獨(dú)作用時(shí)（將開關(guān)S1投向短路側(cè)，開關(guān)S2投向E2側(cè)），重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2的測量和記錄。3.令E1和E2共同作用時(shí)（開關(guān)S1和S2分別投向E1和E2側(cè)），重復(fù)上述的測量和記錄。4.將E2的數(shù)值增大兩倍，調(diào)至(12V)，重復(fù)上述第3項(xiàng)的測量并記錄。5.將R5換成一只二極管1N4007（即將開關(guān)S3投向二極管D側(cè)）重復(fù)14的測量過程，

8、數(shù)據(jù)記入表3中。表3 含二極管的非線性電路測量項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容E1(v)E2(v)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(v)UCD(v)UAD(v)UDE(v)UFA(v)E1單獨(dú)作用E2單獨(dú)作用E1+E2作用2E2單獨(dú)作用E1/2單獨(dú)作用五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.用電流插頭測量各支路電流時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性及數(shù)據(jù)表格中“、”號(hào)的記錄。2.正確選用儀表量程并注意及時(shí)更換。3.恒壓源輸出以接上負(fù)載后為準(zhǔn)。六、預(yù)習(xí)思考題1.疊加原理中E1、E2分別單獨(dú)作用，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何操作？可否直接將不作用的電源（E1或E2）置零（短接）？2.實(shí)驗(yàn)電路中，若有一個(gè)電阻器改為二極管， 試問疊加原理的迭加性與齊次性還成

9、立嗎？為什么？七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.根據(jù)所測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，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)，進(jìn)行計(jì)算并作結(jié)論。3.通過表3所測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你能得出什么樣的結(jié)論？4.本次實(shí)驗(yàn)的收獲與體會(huì)。實(shí)驗(yàn)二 單級(jí)放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉電子元器件和模擬電路實(shí)驗(yàn)箱。2.掌握放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法及其對(duì)放大器性能的影響。3.學(xué)習(xí)測量放大器Q點(diǎn)，AV 的方法，了解共射極電路特性。4.學(xué)習(xí)放大器的動(dòng)態(tài)性能。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.信號(hào)發(fā)生器2.數(shù)字萬用表3.模擬電路實(shí)驗(yàn)箱 三、預(yù)習(xí)要求1.三極管及單管放大器工作原理。2.放大器動(dòng)態(tài)及靜態(tài)測量方

10、法。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1.裝接電路圖1 單級(jí)放大電路2.靜態(tài)調(diào)整調(diào)整RP使VE=2.2V，計(jì)算并填入表1。表1實(shí)測實(shí)測計(jì)算VBE（V）VCE（V）Rb（K）IB（A）IC（mA）3.動(dòng)態(tài)研究（1）將信號(hào)發(fā)生器調(diào)到f=1KHZ，有效值為5mv的正弦信號(hào)，接到放大器的輸入端Vi處, 放大器在改變負(fù)載RL，改變RC數(shù)值情況下測量輸出端V0，并將計(jì)算結(jié)果填入表2。表2給定參數(shù)實(shí)測實(shí)測計(jì)算估算RCRLVi（mV）V0（V）AVAV5.1 K55.1 K5.1 K55.1 K2K52K5.1 K52K2K5 五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.寫出表1、表2中實(shí)測計(jì)算和估算的計(jì)算過程。實(shí)驗(yàn)三 比例求和運(yùn)算電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.

11、掌握用集成運(yùn)算放大器組成比例、求和電路的特點(diǎn)及性能。2.學(xué)會(huì)上述電路的測試和分析方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.數(shù)字萬用表2.模擬電路學(xué)習(xí)機(jī)三、預(yù)習(xí)要求1.計(jì)算表1中的V0和Af。 2.估算表3的理論值。3.估算表4、表5中的理論值。4.計(jì)算表6中的V0值。5.計(jì)算表7中的V0值。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.電壓跟隨器 實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示。圖1 電壓跟隨器按表1內(nèi)容實(shí)驗(yàn)并測量記錄。表1Vi（V）-2-0.50+0.51V0（V）RL=RL=5K12.反相比例放大器 實(shí)驗(yàn)電路如圖2所示。圖2 反相比例放大器（1）按表2內(nèi)容實(shí)驗(yàn)并測量記錄。表2直流輸入電壓Ui（mV）3010030010003000輸出U0電壓理論估算（mV）實(shí)測值（mV）誤 差3.同相比例放大器 電路如圖3所示圖3 同相比例放大器(1)按表4實(shí)驗(yàn)測量并記錄。表4直流輸入電壓Ui（mV）301003001000輸出U0電壓理論估算（mV）實(shí)測值（mV）誤 差4.反相求和放大電路。 按表6內(nèi)容進(jìn)