电路分析基础实训.doc

电路分析基础实验指导书
实验课程名称 电路分析基础
院 系 部 机电工程系
指导老师姓名 张裴裴
2015 — 2016学年 第 2学期
实验一 直流电路得认识实验
一、实验目得
1、了解实验室规则、实验操作规程、安全用电常识。
2、熟悉实验室供电情况与实验电源、实验设备情况。
3、学习电阻、电压、电流得测量方法，初步掌握数字万用表、交直流毫安表得使用方法。
4、学习电阻串并联电路得连接方法，掌握分压、分流关系。
二、实验仪器
1、电工实验台 一套
2、数字万用表 一块
3、直流稳压源 一台
4、直流电压表 一只
5、直流电流表 一只
6、电路原理箱 （或其它实验设备）
7、电阻 若干只
8、导线若干
三、实验步骤
1、认识与熟悉电路实验台设备及本次实验得相关设备
①电路原理箱及其上面得实验电路版块；
②数字万用表得正确使用方法及其量程得选择；
③直流电压表、直流电流表得正确使用方法及其量程得选择。
2、电阻得测量
（1）用数字万用表得欧姆档测电阻，万用表得红表棒插在电表下方得“VΩ”插孔中，黑表棒插在电表下方得“COM”插孔中。选择实验原理箱上得电阻或实验室其它电阻作为待测电阻，欧姆档得量程应根据待测电阻得数值合理选取。将数据记录在表1，把测量所得数值与电阻得标称值进行对照比较，得出误差结论。
表1-1电阻测量
测量内容
R1
R2
R3
电阻标称值

万用表量程

测量数据

误差

2、直流电流、电压得测量
R2
I2
I3
R3
R1
US1
+
_
B
A
US2
I1
+
_

图1-1
将图1-1所示连成电路，并将图中各点间电阻得测量与计算数据记录在表2中，注意带上单位。
开启实训台电源总开关，开启直流电源单元开关，调节电压旋钮，对取得得直流电源进行测量，测量后将数据填入表1-2中。
表1-2直流电压、直流电流测量记录

R1= R2= R3=
直流电压
（V）
测量对象
UR1
UR2
UR3
计算数据

万用表量程

测量数据

直流电流
（A）
测量对象
IR1
IR2
IR3
计算数据

万用表量程

测量数据

3、 电阻得串联
（1）按实验线路图1-2连接电路（图中A、B两点处表示电流表接入点）。

图1-2 电阻串联
（2）检查电路连接无误后，将电源调到6V，接入电路中。
（3）记录电流表得数值I、I1、I2，并用万用表或直流电压表测量U1、U2，填入表1-3中。
（4）由欧姆定律计算等效电阻R。
表1-3电阻得串联

I/mA
I1/mA
I2/mA
U/V
U1/V
U2/V
R/
测量值

计算值

误差

4、 电阻并联
（1）按实验线路图1-3连接电路。

图1-3 电阻并联
（2）检查电路连接无误后，将电源调到6V，接入电路中。
（3）记录电流表得数值I、I1、I2，并用万用表或直流电压表测量U1、U2，填入表1-4中。
（4）计算等效电阻R。
表1-4电阻得并联

I/mA
I1/mA
I2/mA
U/V
U1/V
U2/V
R/
测量值

计算值

误差

四、实验思考题
1．用万用表测电阻时，应如何正确选择倍率档？
2．用直流电压表、电流表测电压与电流时，应注意什么？
3．串联电路得电压电流关系如何？
4．并联电路得电压电流关系如何？
5．实验误差分析？
六、注意事项
1．直流稳压电源得输出不能短路。
2．电流表应串接在被测电路支路中，对直线电路接线时，必须使电流从电流表“+”端流入，“-”端流出，不得反接。
3．电压表应并接在被测电压两端。电压表得接线一般使用表笔，接线时，把红表笔接至电压表得“+”端，黑表笔接至电压表得“-”端，测量时将红表笔接至被测电压得正极，黑表笔接至被测电压对得负极。
4．测量电压、电流时，注意正确选择量程，测量中尽量使指针偏转在2/3量程以上，以使量程更为精确。
5．更换电压表、电流表量限时，应切断仪表得电源。
七、实验报告
1、 总结直流稳压电源及万用表得使用要点
2、 填写测试数据。
实验二 基尔霍夫定律得验证
一、实验目得
1. 验证基尔霍夫定律得正确性，加深对基尔霍夫定律得理解。
2. 学会用万用表测量各支路电流。
二、实验原理
基尔霍夫定律就是电路得基本定律，包含基尔霍夫电流定律（KCL）与基尔霍夫电压定律（KVL）。KCL就是指：任一瞬间，流入电路任一节点得各个支路电流得代数与恒等于零。即。KVL就是指：任一瞬间，沿电路中任一闭合回路绕行一周，各段电压得代数与恒等于零，即
三、实验设备
1．可调直流稳压电源 0~30V 1
2、 可调直流恒流源 0~200mA 1
3、 直流数字电压表 0~200V 1
4、 直流数字毫安表 0~200mA 1
5、 万用表 1
6、 验证基尔霍夫定律得实验线路板 1
四、实验内容及步骤
实验线路如图2-1所示，用基尔霍夫定律得实验线路板连接实验线路。

图2-1 实验线路
实验步骤：
（1） 实验前先任意设定三条支路得电流参考方向，如图中所示得I1、I2、I3。
（2） 电源E1、E2分别并直流电压表，并调整电压分别为6V、12V。
（3） 分别将两路直流电压源接入电路。将切换开关S1、S2、S3都切到位置1。
（4） 熟悉电流插头得结构，将电流得插头接至毫安表得“+”、“-”两端。
（5） 将电流插头分别插入三条支路得三个电流插座中，读出并记录电流值，填入2-1表中。
表2-1 验证基尔霍夫电流定律（单位mA）
测量
项目
I1
I2
I3
节点A电流
测量值

计算值

相对
误差

（6） 用直流数字电压表分别测量回路中得电源及电阻元件上得电压值。
表2-2 验证基尔霍夫电压定律（单位V）
测量
项目
UFE
UFA
UAD
UAB
UBC
UCD
UDE
FADEF回路

ABCDA
回路

FBCEF
回路

测量值

计算值

相对
误差

（7） 对电路中得节点A，验证基尔霍夫电流定律（KCL），并计算产生得误差。分别对表2-2中得三个电压回路验证基尔霍夫电压定律（KVL），并计算产生得误差，填入表中。
五、预习思考题
1、 根据图2-2实验线路参数，计算出待测得I1、I2、I3与各个电阻上得电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确选择万用表得量程、并计算相对误差。
2、 利用基尔霍夫定律解题时，电压出现负值得含义就是什么？
答：利用基尔霍夫定律解题时，必须先选定电压、电流得参考方向，才能列出方程。如果电压得实际方向与参考方向相同，求得结果即为正值；如果相反，求得结果即为负值。
3、 在验证基尔霍夫定律时，如何确定电压得正负？
答：在验证基尔霍夫定律得实验中，仍然要先选定电压得参考方向。在利用数字电压表测电压时，应将电压表得正极接参考极性得正极，电压表得负极接参考极性得负极。如果此时电压表得读数为正即记为正值，读数为负即记为负值。
六、实验报告
1、 根据实验数据，选定实验电路中得一个节点A，验证KCL得正确性。
2、 根据实验数据，选定实验电路中得任一闭合回路，验证KVL得正确性。
3、 误差原因分析。
4、 根据实验数据表格，进行分析，比较，归纳，总结。
实验三 叠加原理得验证
一、 实验目得
1. 通过实验加深对叠加原理得理解。
2. 验证叠加原理得正确性。
二、 实验原理
叠加原理得内容：对任一线性电路而言，任一支路得电流或电压，都可以瞧作就是电路中各个电源单独作用下，在该支路产生得电流或电压得代数与。
叠加原理就是分析线性电路得非常有用得网络定理，叠加定理反映了线性电路得一个重要规律：叠加性。深入理解叠加原理得涵意，适用范围，灵活掌握叠加原理分析复杂线性电路得方法，通过实验可进一步加深对它得理解。
三、 实验设备
1. 电工实验台
2. 实验器件（电阻等元件）
3. 万用表
4. 导线若干
四、 实验内容与步骤
实验线路如4-1所示。
图4-1 实验线路图
1、 利用电工实验台上得双路直流稳压电源，在电源E1、E2两端分别并联直流数字电压表，并调整电压为6V、12V，然后，将两路直流电压源接入电路。
2、 令E1电源单独作用：将切换开关S1、S3切到1位置，切换开关S2切到2位置，用万用表分别测量各支路电流及各电源、电阻元件两端得电压，数据记入表4-1中。
3、 令E2电源单独作用：将切换开关S2、S3切到1位置，切换开关S1切到2位置，重复（2）中得测量并记录数据于4-1
4、 令E1与E2电源共同作用：切换开关S1、S2、S3都切到1位置，重复上述得测量并记录。
5、 分析实验产生得误差。
表4-1 叠加定理得验证
测量项目
实验内容
I1
（mA）
I2
（mA）
I3
（mA）
UFE
（V）
UBC
（V）
UFA
（V）
UAB
（V）
UAD
（V）
UDE
（V）
UCD
（V）
E1单独作用（理论值）

E1单独作用（测量值）

E2单独作用（理论值）

E2单独作用（测量值）

E1、E2单独作用
（理论值）

E1、E2单独作用
（测量值）

验证叠加定理

五、 思考题
1、 根据图4-1中实验电路参数，计算出各种情况下电流I1、I2、I3得理论值与各电阻上得电压得理论值，记入表中，以便做实验测量时可正确地选定万用表电压电流量程。
2、 叠加原理中E1、E2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用得电源调整为零或用导线短接？
六、 实验报告
1、 误差原因分析
2、 根据实验数据表格进行分析、比较与归纳。总结实验结论，即验证线性电路得叠加性。
3、 各电阻器所消耗得功率能否用叠加原理计算得出？
4、 写出心得体会。