电路基础实验教材汇总

五、实验注意事项I锗二极管硅二极管直 + 200ΩA流 稳 压 电 V R-10 I-50 0.2 0.4 0.6 0.8 1U源-稳压管三、实验设备１、直流稳压电源 １ ２、直流电流表 １ ３、直流电压表 １ ４、被测电路元件 １四、实验内容及步骤１、测量线性电阻的伏－安特性。

按图接线，调节直流稳压电源的输出（从小到大），分别 测出电阻Ｒ的电流和电压，将测量数据填入下表。

２、测量白炽灯泡的伏－安特性。

将电阻去掉，接入白炽灯泡，调节直流稳压电源的输出 （注意：白炽灯泡的最大电压值），分别测出白炽灯泡的电流和电压，将测量数据填入下表。

３、测量二极管的伏－安特性。

将白炽灯泡去掉，接入二极管（注意二极管的导通方向）， 调节直流稳压电源的输出（注意：锗二极管导通电压 0.4V ，硅二极管导通电压 0.7V ），分 别测出二极管的电流和电压，将测量数据填入下表。

１、实验时，不能将被测元件直接接到电源两端，以防短路，一定要接入 200Ω 电阻限流。

２、每次测量前，应调节直流稳压电源输出 0V ，实验时，直流稳压电源输出应从小到大慢 慢调节，并注意所测元件额定电压和额定电流，测量时不要超过其额定电压和额定电流，电 阻 Ｕ／ＶＩ／ｍＡ 灯 泡 Ｕ／ＶＩ／ｍＡ 二 极 管Ｕ／ＶＩ／ｍＡ否则，将损坏被测元件。

３、注意二极管的接线方法。

六、思考题１、用电压表和电流表测量元件的伏－安特性时，电压表可接在电流表之前或之后，两者对测量误差有何影响？实际测量时应跟据什么原则？２、分析误差原因。

100ΩR 5R 2实验二 叠加原理一、实验目的1、验证线性电路的叠加性。

2、熟练掌握仪器仪表的使用。

二、实验线路及原理在线性电路中，有多个独立源共同作用下时，通过每一个元件的电流或其两端的电压， 可以看成是每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。

线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小 K 倍时，电路的响应 （即在电路中各电阻元件上所建立的电流值和电压值）也将增加或减小 K 倍。

a R 1b cUs 1=10V+-300Ω 1K ΩIs =5mAK 1 K 2+-Us 2=6V R 3 R 4f200Ωe300Ωd三、实验设备1、直流稳压电源 22、直流稳流电源 13、直流电压表 14、直流电流表1 4、叠加原理电路实验单元 1四、实验内容及步骤1 按图接线，将两路稳压电源的输出分别调节为 10V 和 5V ，接入U s 1 和U s2 处。

调节 电流源输出 5mA ，暂不接入电路中。

2 令U s 1 电源单独作用（将开关 K 1 投向U s 1 侧，开关 K 2 投向短路侧，电流源开路），用 直流电压表测量元件两端的电压，并将数据记入表中。

3 令U s 2 电源单独作用（将开关 K 1 投向短路侧，开关 K 2 投向U s 2 侧，电流源开路）， 用直流电压表表测量元件两端的电压，并将数据记入表中。

4 令 I s 电源单独作用（将开关 K 1 、 K 2 投向短路侧，接入电流源），用直流电压表测 量元件两端的电压，并将数据记入表中。

5 令U s 1 、U s 2 、 I s 共同作用（开关 K 1 和 K 2 分别投向U s 1 和U s 2 侧，接入电流源），（2）注意电流源的使用，电流源不起作用时，应断开联线。

（3）注意仪表量程的选择。

六、思考题（1）在叠加原理实验中，在U s1、U s2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（U s1或U s2）短接置零？在实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理得叠加性与齐次性还成立吗？为什么？实验三戴维南定理和诺顿定理的验证一、实验目的（1）验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解。

（2）掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

二、实验线路及原理1．戴维南定理和诺顿定理任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。

戴维南定理指出：任何一个线性含源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替；此电压源的电动势U S等于这个有源二端网络的开路电压U OC，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的等效电阻。

诺顿定理指出：任何一个线性含源网络，总可以用一个电流源与一个电阻的并联组合来等效代替；此电流源的电流I S等于这个有源二端网络的短路电流I SC，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的等效电阻。

U OC（U S）和R0，或者I SC（I S）和R0称为有源二端网络的等效参数。

100ΩA ' I R' +U s mA - VAI R R 0 R L300ΩmAIs=5mAB 'VRLA ''I R ''mA200Ω300ΩBI s R 0V+ - U s =10VB ''戴维南定理和诺顿定理实验原理图2．有源二端网络等效参数的测量方法（1）开路电压、短路电流法测 R 0 ：在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压U OC ，然后再将其输出端短路，用支流表测其短路电流 I SC ，则等效 内阻为 R LR 0 =U OC I SC如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路则易损坏其内部元件，因此不宜用此法。

（2）伏-安法测 R 0 ：用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图 7-1 所示。

根据外特性曲线求出斜率 tan Φ ，则内阻： R 0 = tan Φ = ∆U ∆I = U OCI SC表 7-4UU ocA△Uφ B △II sc I三、实验设备1、可调直流稳压电源 12、可调直流恒流电源 13、直流数字电压表 14、直流数字毫安表15、可调电阻箱 1四、实验内容及步骤1、参数测量。

按图接线，调节稳压电源U S =10V 和恒流源 I S =5mA ，调节负载 R L 。

测出U AB 和 I R ，特别注意要测出 R L =0（测出 I SC ）和 R L =∞（测出U OC ）时的电压、电流值，将数据填入下表中。

2、等效电阻测量。

根据第 1 步所测数据，通过公式 R 0 = U OC I SC 可直接计算其等效电阻 R 0 。

或者将电流源去掉（开路），将电压源去掉，用一根导线将其连接（短接），用万用表直接测量 AB 两段电阻，即 R 0 。

3、 验证戴维南定理：按图接线，调节电压源U S =U OC ，与 R 0 串联，构成一实际电压源模型。

调节负载 R L 。

测出U A 'B ' 和 I R ' ，将数据填入下表中。

4、验证诺顿定理：按图接线，调节电流压源 I S = I SC ，与 R 0 并联，构成一实际电流源模型。

调节负载 R L 。

测出U A ''B '' 和 I R ' ' ，将数据填入下表中。

R L Ω 0∞U AB VI R mA负载本身的电流 I L 和负载的功率因数 cos ϕ 1 均未改变，但电源电压 U 与线路电流 I 之间的在额定工作状态时，发电设备发出的有功功率 P = UI cos ϕ ，只有在电阻性负载（如白炽灯、电炉等）电路中 cos ϕ =1；而对于感性负载， cos ϕ < 1 ，电路中会出现负载与电源之间无功能量的交换，电源就要发出一个无功功率 P = UI sin ϕ 。

电源在输出同样的额定电压 u 额定电流 i 的情况下，功率因数越小，发出的有功功率 P 就越小，造成发电设备的容 量不能充分利用。

（2） 增加线路和发电设备的损耗。

当发电机的电压 u 和输出功率p 一定时， cos ϕ 越低，电流 i 越大，将引起线路和发电设备损耗的增加。

综上所述，提高电网的功率因数，对于降低电能损耗、提高发电设备的利用率和供电质量具有重要的经济意义。

2.提高功率因数的方法针对实际用电负载多为感性且功率因数较低的情况，简单而又易 于实现的提高功率因数的方法就是在负载两端并联电容器。

负载电流中含有感性无功电流分量，并联电容器的目的就是取其容性无功电流分量补偿负载感性无功电流分量。

如图 14-1 所示，并联电容器以后，电感性。

。

。

相位差ϕ 减小了，即 cos ϕ 增大了。

这里所说的功率因数的提高，指的是提高电源或电网 的功率因数，而负载本身的功率因数不变。

改变电容器的数值可以不同程度的补偿，合理 地选取电容的数值，便可以达到所要求的功率因数。

实验中以日光灯（连同镇流器）作为研究对象，日光灯电路属于感性负载，但镇流器 有铁心，它与线性电感线圈有一定差别；严格地说，日光灯电路为非线性负载。

+ II L I C I CU-L Cϕϕ1IUI L3.日光灯的电路结构和工作原理（1）灯管。

日光灯灯管两端装有发射电子用的灯丝，管内冲有惰性气体及少量的水 银蒸气，管内壁上涂有一层银光粉。

当灯管两端灯丝加热并在两端加上较高电压时，管内 水银蒸气在电子的撞击下游离放电，产生弧光。

弧光中的射线射在管壁的荧光粉上就会激 励发光。

灯管在放电后只需较低的电压就能维持其继续放电。

因而要使日光灯管正常工作， 则必须在启动时产生一个瞬间较高电压，而在灯管后又能限制其工作电流，维持灯管两端 有较低电压。

（2）启辉器（跳泡）。

它是一个小型辉光放电管，管内冲有氖气。

它有两个电极：一 个是由膨胀系数不同的 U 型双金属片组成，称可动电极；另一个是固定电极。

为了避免在启辉器断开时产生火花烧毁电极，通常并联一个小电容。

启辉器实际上起一个自动开关的作用。

（3）镇流器。

他是一个带铁心的电感线圈。

其作用是在日光灯启动时产生一个较高 的自感电动势去点燃灯管，灯管点燃后它又限制通过灯管的电流，使灯管两端维持较低的 电压。

在接通电源瞬间，由于启辉器是断开的，日光灯电路中并没有电流。

电压全部加在启 辉器两极间，使两极间气体游离，产生辉光放电。

此时两极发热， U 型双金属片受热膨胀， 与固定电极接触。

这是电路构成闭合回路，于是电流通过灯丝使灯丝加热，为灯丝发射电 子准备了条件。

启辉器两极接触时，两极间电压就下降为零，辉光放电立即停止。

金属片冷却收缩， 与固定电极断开。

在断开的瞬间电路中电流突然下降为零，于是在镇流器两端产生一个较 高的自感电动势。

它与电源一起加在灯管两端，使灯管内水银蒸气游离放电。

放电发生的 射线使管内壁的荧光粉发出可见光，此时启辉器已不再起作用了，电流直接通过灯管与镇 流器构成闭合回路。

镇流器起限流作用，使灯管两端电压能维持自身放电即可。