电路与模拟电子技术实验报告.docx

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1、电工与电子技术实验课程名称电工与电子技术实验学生学院自动化学院专业班级17物联网一班学号一学生姓名指导教师2018年12月25号实验一伏安特性曲线的测量专业班级学号实验者一、实验目的(1)学习伏安特性曲线的测量方法；(2)学习直流稳压电源、毫安表的使用方法；(3)熟悉用万用表测量电阻、直流电压；(4)熟悉常用电工实验箱的使用。二、实验仪器和设备直流稳压电源、数字万用表、直流毫安表、电工实验箱三、实验原理伏安特性曲线是指某一元件端口的电压、电流间的变化规律(外特性)曲线。通过对该曲线的分析计算，可以掌握端口电压、电流的变化规律。因此，在电路分析中，测定端口的伏安特性曲线是一种很重要的分析手段。对

2、于线性元件，通过它的电流与加在它两端的电压成正比关系，服从欧姆定律，伏安特性画在I-V坐标平面上是一条通过原点的直线，如图4.1.1所示；通过非线性电阻元件中的电流与加在其两端的电压不成正比关系变化，不服从欧姆定律，其伏安特性画在I-V坐标平面上是一条曲线，如图4.1.2所示。图4.1.1线性元件伏安特性图4.1.2非线性元件伏安特性伏安特性的测量可采用伏安测量法，即用电压表测元件端口电压、用电流表测通过元件的电流。如图413所示，图中R1是待测元件，R2是分压电位器。测量时，调节电源电压Us或电位器R2,记录各种电流值I及相应的电压值V。根据测量值，以电压V为横坐标，以电流I为纵坐标作图，即

3、可得到伏安特性曲线。伏安法原理简单，测量方便，由于仪表的内阻会影响到测量的结果，因此，必须注意仪表的合理接法。四、实验内容用伏安法测定电阻元件伏安特性。实验电路如图4.1.3所示。测定电阻Rl=lk的伏安特性，电路中稳压电源输出为5Vo1.实验前的准备(1)检查毫安表和数字万用表(2)判定导线好坏(3)电阻、电位器好坏判定2 .合理放置实验箱及仪表打开实验箱使箱盖直向上，双手扶稳箱盖底端并向右推出箱盖，将箱盖放在试验台下方的柜子里。摆放好测量所用的毫安表、数字万用表。3 .实验电路伏安法测电阻R1伏安特性的实验电路图如图4.1.5所示。接线前确定直流稳压电源为断电状态。4 .调节稳压电源输出为

4、5V先将直流稳压电源输出幅值调节旋钮逆时针旋转到底，打开直流稳压电源开关。万用表功能选择开关旋至直流电压20V档，黑表笔插COM端，红表笔插V端。用万用表测量稳压电源输出，缓慢顺时针旋转输出幅值调节旋钮，观测万用表显示的读数，使输出为5V。5测定电阻元件伏安特性调节电位器R2,使毫安表读数为5mA,万用表功能选择旋至直流电压20V档，用万用表测量电阻R1两端电压，将测量的结果记录在表4,1.2中。表4.L2伏安特性测试数据记录表I/mA2.002.503.003.504.004.50V/V1.932.472.933.433.954.466 .描绘电阻R1的伏安特性曲线如图所示:伏安特性曲线由曲

5、线计算电阻R的阻值为：R=1012实验二基尔霍夫定律专业班级学号实验者一、实验目的(1)验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解；(2)进一步掌握直流稳压电源、电流表、电压表的使用方法，理解参考方向的概念;(3)提高检查、分析以及处理电路简单故障的能力了。二、实验仪器和设备直流稳压电源、数字万用表、直流毫安表、电工实验箱三、实验原理基尔霍夫定律是电路的基本定律，规定了电路中各支路电流之间和各支路电压之间必须服从的约束关系，无论电路元件是线性的或是非线性的，时变的或是非时变的，只要电路是集总参数电路，都必须服从这个约束关系。基尔霍夫电流定律(KCL):在集总参数电路中，任何时刻，对于任

6、一节点，所有支路电流的代数和恒等于零。基尔霍夫电压定律(KVL):在集总参数电路中，任何时刻，沿着任一回路内所有支路或元件电压的代数和恒等于零。四、实验内容实验内容：基尔霍夫定律。实验电路如图422所示，电路中稳压电源输出为5V,。图4.2.2基尔霍夫实验线路图图422基尔霍夫实验线路图1 .实验电路接线前先将双路输出直流稳压电源其中一路调整为5V,然后关闭输出电源开关，此时保证直流稳压电源为断电状态。按电路图422连接。2 .基尔霍夫定律此时将直流稳压电源打开，按照图422的要求，分别测量各负载的电压以及各支路电流，将测量结果记录在表422中。表422测量数据表测量项目山6（V）U弘（V）U

7、处(V)(mA)k(mA)h(mA)测量数值3.581.341.3517.813.4-4.03:整理实验台盖好实验箱连接线放回柜子里,整理摆放好所有仪器。实验三一阶动态电路响应的研究一、实验目的（1）学习函数信号发生器和示波器的使用方法；（2）研究一阶动态电路的方波响应。二、实验仪器和设备示波器、函数信号发生器、电工实验箱、数字万用表三、实验原理电容和电感的电压与电流的约束关系是通过导数和积分来表示的，所以电容和电感称为动态元件。含有动态的电路称为动态电路，一阶动态电路是指由一个动态元件和一个（或若干个）电阻元件组成的电路。当动态电路的结构或元件参数发生变化时，会产生过渡过程，使电路改变原来的

8、工作状态，转变到另一工作状态。l状态,然变到力图4.4.11所小为一阶RC动态电用田士湍（，戈行干个）FU对5TR.s士渡过程,使电路改变原来的4图441所示为一阶RC动态电路以及方波相应的波形图，在tl时刻，电源电压5从0V跃变到1.0V,在tl时刻，由于电容阻碍电压的变化，电压电容Uc不能发生突变，而是在tlt2时期充电，电容电压a逐渐上升;在t2时刻，电源电压从1.0V跃变回到0V,电容通过电阻放电，电压Uc下降若在tl时刻,Uc=0V,由KVL方程Uc+RCddt=Us(t=0)可以得出电容的电压随时间变化的规律为：Uc(t)=Us(l-e)(t=0)式中，T=RC,为电路的时间常数。

9、在图4.41(b)中，将tlt2分为5段，每一段为1个T,由波形图可以看出，充放电过程在每一段的变化逐渐变缓，在第一个时间常数时，完成的充放电过程最快，约为63.2%0T是反映电路过渡过程快慢的物理量T越大，暂态响应所持续的时间越长，即过渡时间越长。反之，T越小，过渡过程的时间越短。一般认为经过45过渡过程趋于结束。改变441所示电路中的T值，电容充放电的快慢不同，输出响应的波形就不同。设方波信号的半周期为tp=T2,则当Ttp时，电容充电放电非常缓慢输出波形近似为三角波;当tpT时，电容充电放电非常快电容电压Uc接近电源电压S0四、实验内容用示波器观察一阶RC电路方波响应波形。用示波器观察一

10、阶RC电路方波响应波形，电路如图4.4Ja所示。I甲卬卬甲咽画III1MIEr-血血)血血血囱u图4.4.2函数信号发生器1 .调节信号源，使信号源输出频率为1曲，峰峰值为LOVp-p的方波信号(1) 打开信号源开关17(参见图4.4.2)(2) 选择输出波形类别找下波形选择开关12,选择方波(3) 调节输出信号幅度:按下输出衰减20dB按键11,调节输出幅度旋钮8,直到电压幅度显示LED2显示1.0Vp-由于函数信号发生器显示LED的读书只是输出峰峰值大小的近似值，并非准确值，如需准确输出，应结合示波器调整。信号输出幅值得调节有粗调和细调，粗调为20dB以及40dB衰减按键，有10,100,

11、1000倍三级衰减，按下20dB按键，输出信号衰减10倍按下40dB按键，输出信号衰减100倍；同时按下20dB以及40dB衰减按键(20dB+40dB=60dB),输出信号衰减1000倍。细调为无级输出幅度调节旋钮，可在一定范围内连续调节输出幅度。(4j调节输出频率:选择频率选择开关“1k”按键16,调节频率吗调节旋钮14,观察平显示LED1读数，直至显示1kHz为止。此时函数信号发生器的输出端口7输出频率为1kHz,峰峰值为L2Vpp的方波。图4.2,用示波器显示此方波信号波形示波器控制面板4.4.3所示(1) 按下示波器电源“POWER”按钮1,接通示波器电源，示波器电源指示灯亮。(2)

12、 调节示波器显示屏控制单元，使波形清晰，亮度适宜。按下CH1按键11,CH1灯亮按下GND按钮21,屏幕下端出现“”接地符号。调垂直以为TOSITION”旋钮13至居中位置，使屏幕上出现一条水平的扫描线。调辉度INTEN”旋钮2,使扫描线亮度适中调聚焦FOCUS旋钮3,使扫描线清晰。若扫描线倾斜，请老师调整GND按钮有两个作用，按一下此钮，使垂直放大器的输入端接地，接地符号“”显示在读出装置上；按下此按钮一段时间(PUSHLONG),波形垂直方向有10倍拓展，屏幕下方出现“P10”符号，当使用10：1探头进行光标电压测量时，会自动包括探头的电压倍数，本实验室所用为1：1探头，不需垂直方向10倍

13、拓展，如果屏幕下方出现“P10”符号，请按住GND按钮直至P10字样消除(3)将示波器通道CH1的探头与信号源的输出相连，连接时注意仪器间的抗干扰共地，即将示波器探极的黑色夹子与信号发生器输出线的黑色夹子相接，示波器探极与信号发生器输出线的红色输出端相接。示波器和信号源的信号线都Q9双夹线，Q9双夹线的一端是Q9头，连接示波器或信号源。Q9双夹线的另一端是红色以及黑色两只夹子，示波器信号线的红色夹子是示波器的信号输入端，信号源信号线的红色夹子是信号输出端；而黑色的夹子是地线，线路图中用的符号“”表示。出于安全和抗干扰的要求，许多仪器设备都将机壳，信号地和电源引线中的大地相连，防止引入干扰，即称

14、为共地(4)调CH1垂直控制单元，使波形大小适中。按“AC/DC”按钮19,使屏幕底部CH,灵敏度显示为“.2V”，示波器上显示出方波，其幅值在屏幕垂直方向上占5格。(5)调水平控制单元，使波形疏合适调水平扫描速率“TIME/DIV”按钮26以及水平移位POSITION”旋钮25,使屏幕底部显示水平扫描速率为“.2ms”，屏幕山管显示5个周期的方波。(6)调触发控制单元，使波形稳定。按下触发模式“ATO/NML”按钮，使,ATO“灯亮，选择自动触发模式。按触发源“SOURCE按钮，使屏幕左下方显示”CH1选择”CH1”的信号为触发源。按触发耦合“COUPLING按钮，使屏幕左下方显示”AC“，选择”AC“触发耦合。调触发电平，“LEVEL“旋钮至居中位置，使”TRG“灯亮，在屏幕上获得稳定显示的波形。3 .按图441(a)接线在实验箱上选取1K。电阻R和10Nf电容C串联，将信号输出线的红色夹子连电阻R的另一端，电容的另一端接地(即与信号源、示波器的黑色夹子连在一起)。按下示波器,CH2“按钮，CH2灯亮。示波器CH2的输入探极红色夹子接电容的非接地端(与电阻R相连端)，黑色夹子接地。调垂直控制单元中“CH2”的垂直灵敏度