电路分析基础试验参考指导书

电路分析基础 试验教学指导书 前 言 一、试验总体目标 初步含有电压表、电流表、万用表等电工试验设备操作使用能力和电路仿真软件应用能力，依据试验任务确定试验方案、设计试验线路和选择仪器设备，正确测量参数和处理数据。 二、适用专业年级 电子信息工程、通信工程专业十二个月级本科学生。 三、先修课程 高等数学、大学物理。 四、试验项目及课时分配 试验项目 试验要求 试验类型 每组 人数 试验 课时 试验一 电阻电路测量和分析综合试验 必需 综合性 1 4 试验二 电源等效电路综合试验 必需 综合性 1 4 试验三 动态电路仿真试验 必需 综合性 1 4 试验四 RC频率特征和RLC谐振仿真试验 必需 综合性 1 4 五、试验环境 电工综合试验台40套。关键配置直流电路模块试验板、动态电路模块试验板、多路直流电压源、多路直流电流源、信号源、直流电压表、直流电流表、示波器等。 Multisim电路仿真分析软件。 六、试验总体要求 1、正确使用电压表、电流表、万用表、功率表和部分电工试验设备； 2、按电路图联接试验线路和合理布线，能初步分析并排除故障； 3、认真观察试验现象，正确读取试验数据和统计试验波形并加以检验和判定，正确书写试验汇报和分析试验结果； 4、正确利用试验手段来验证部分定理和结论。 5、含有依据试验任务确定试验方案、设计试验线路和选择仪器设备初步能力。 6、按每次试验具体要求认真填写试验汇报。 七、本课程试验关键、难点及教学方法提议 本课程试验关键是仪表正确使用、电路正确连接、数据测试和分析； 本课程试验难点是动态电路参数测试和分析。 在教学方法上，本课程试验应提前预习，使学生能够利用原理指导试验，利用试验加深对电路原理了解，掌握分析电路、测试电路基础方法。 目 录 试验一 电阻电路测量和分析综合试验1 试验二 电源等效电路综合试验11 试验三 动态电路仿真试验18 试验四 RC频率特征和RLC谐振仿真试验24 试验一 电阻电路测量和分析综合试验 一、试验目标 1、熟悉并掌握直流电压表、电流表、恒压源等使用； 2、学会电阻元件伏安特征逐点测试法； 3、学会电路中电位、电压测量方法，掌握电路电位图测量、绘制方法； 4、验证基尔霍夫定律，学会检验、分析电路简单故障； 5、验证叠加原理，学会叠加原理应用。 二、试验原理 1、电阻元件伏安特征 任一二端电阻元件特征可用该元件上端电压U和经过该元件电流I之间函数关系U＝fI来表示，即用U－I平面上一条曲线来表征，这条曲线称为该电阻元件伏安特征曲线。依据伏安特征不一样，电阻元件分两大类线性电阻和非线性电阻。线性电阻元件伏安特征曲线是一条经过坐标原点直线，图1－1中a所表示，该直线斜率只由电阻元件电阻值R决定，其阻值为常数，和元件两端电压U和经过该元件电流I无关；非线性电阻元件伏安特征是一条经过坐标原点曲线，其阻值R不是常数，即在不一样电压作用下，电阻值是不一样，常见非线性电阻如白炽灯丝、一般二极管、稳压二极管等，它们伏安特征图1－1中（b）、（c）、（d）。在图1－1中，U 0部分为正向特征，U0部分为反向特征。 绘制伏安特征曲线通常采取逐点测试法，即在不一样端电压作用下，测量出对应电流，然后逐点绘制出伏安特征曲线，依据伏安特征曲线便可计算其电阻值。 2、电路中电压、电位测量 在一个确定闭合电路中，各点电位大小视所选电位参考点不一样而异，但任意两点之间电压即两点之间电位差则是不变，这一性质称为电位相对性和电压绝对性。据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点电位及任意两点间电压。 若以电路中电位值作纵坐标，电路中各点位置（电阻或电源）作横坐标，将测量到各点电位在该坐标平面中标出，并把标出点按次序用直线条相连接，就可得到电路电位图，每一段直线段即表示该两点电位改变情况。而且，任意两点电位改变，即为该两点之间电压。 在电路中，电位参考点可任意选定，对于不一样参考点，所绘出电位图形是不一样，但其各点电位改变规律却是一样。 3、基尔霍夫定律 基尔霍夫电流定律和电压定律是电路基础定律，它们分别用来描述结点电流和回路电压，即对电路中任一结点而言，在设定电流参考方向下，应有ΣI＝0，通常流出结点电流取负号，流入结点电流取正号；对任何一个闭合回路而言，在设定电压参考方向下，绕行一周，应有ΣU＝0，通常电压方向和绕行方向一致电压取正号，电压方向和绕行方向相反电压取负号。 在试验前，必需设定电路中全部电流、电压参考方向，其中电阻上电压方向应和电流方向一致，即关联参考方向，见图1－4所表示。 4、叠加原理 在有多个电源共同作用下线性电路中，经过每一个元件电流或其两端电压，能够看成是由每一个电源单独作用时在该元件上所产生电流或电压代数和。具体方法是一个电源单独作用时，其它电源必需去掉（电压源短路，电流源开路）；在求电流或电压代数和时，当电源单独作用时电流或电压参考方向和共同作用时参考方向一致时，符号取正，不然取负。在图1－2中 叠加原理反应了线性电路叠加性，线性电路齐次性是指当激励信号（如电源作用）增加或减小K倍时，电路响应（即在电路其它各电阻元件上所产生电流和电压值）也将增加或减小K倍。叠加性和齐次性全部只适适用于求解线性电路中电流、电压。对于非线性电路，叠加性和齐次性全部不适用。 三．试验设备 1．直流数字电压表、直流数字电流表； 2．恒压源双路0～30V可调； 3．NEEL－11B 电工原理（一）、MEEL-04电工原理（二）模块板。 四．试验内容 （一）测定线性电阻伏安特征 按图1－3接线，图中电源U选择恒压源可调稳压输出端，经过直流数字毫安表和1kΩ（8W）线性电阻相连，电阻两端电压用直流数字电压表测量。 恒压源必需置10V档位上，调整恒压源可调稳压电源输出电压U，从0伏开始缓慢地增加（不能超出10V），在表1－1中记下对应电压表和电流表读数。 表1－1 线性电阻伏安特征数据 UV 0 2 4 6 8 10 ImA （二）电路中电位、电压测量 试验电路图1－4所表示，图中电源US1用恒压源I路0～＋30V可调电源输出端（置10V档位），并将输出电压调到＋6V，US2用II路0～＋30V可调电源输出端（置20V档位），并将输出电压调到＋12V。开关S1 、S2、S3均朝上打。 1．测量电路中各点电位 以图1－4中A点作为电位参考点，分别测量B、C、D、E、F各点电位。 用电压表负端（黑色接线柱）和A点相连，正端（红色接线柱）分别对B、C、D、E、F各点进行测量，数据记入表1