北京理工大学-电路分析基础实验总结报告.pdf

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1本科实验报告实验名称：

实验名称：

电路分析基础实验电路分析基础实验C课程名称：

电路分析基础实验C实验时间：

任课教师：

实验地点：

良乡工训楼502实验教师：

实验类型：

原理验证综合设计自主创新学生姓名：

学号/班级：

桌号：

学院：

睿信书院同组搭档：

专业：

信息科学技术成绩：

2实验实验1基本元件伏安特性基本元件伏安特性的测绘的测绘一一、实验目的实验目的1.掌握线性、非线性电阻及理想、实际电压源的概念。

2.掌握测试电压、电流的基本方法。

3.掌握电阻元件及理想、实际电压源的伏安特性测试方法，学习利用逐点测试法绘制伏安特性曲线。

4.掌握直流稳压电源、直流电流表、直流电压表的使用方法。

二二、实验实验设备设备1.电路分析综合实验箱2.直流稳压电源3.万用表4.变阻箱三三、实验内容实验内容1.测绘线性电阻的伏安特性测绘线性电阻的伏安特性曲线曲线图1.11）测试电路如图1.1所示，图中US为直流稳压电源，R为被测电阻，阻值200R=。

2）调节直流稳压电源US的输出电压，当伏特表的读数依次为表1.1中所列电压值时，读毫安表的读数，将相应的电流值记录在表格中。

表1.1V（V）0.02.04.06.08.010.0I（mA）0.010.020.230.240.450.63）在图1.3上绘制线性电阻的伏安特性曲线，并将测算电阻阻值标记在图上。

2.测绘非线性电阻的伏安特性测绘非线性电阻的伏安特性曲线曲线图1.21）测试电路如图1.2所示，图中D为二极管，型号为1N4007，RW为可调电位器。

32）缓慢调节RW，使伏特表的读数依次为表1.2中所列电压值时，读毫安表的读数，将相应的电流值记录在表格中。

表1.2V（V）0.10.20.30.40.50.550.60.650.70.71I（mA）0.00.00.00.00.10.41.44.112.817.53）在图1.4上绘制非线性电阻的伏安特性曲线。

图1.3图1.43.测绘理想电压源的伏安特性测绘理想电压源的伏安特性曲线曲线（a）（b）图1.51）首先，连接电路如图1.5（a）所示，不加负载电路，直接用伏特表测试直流稳压电源的输出电压，将其设置为10V。

2）然后，测试电路如图1.5（b）所示，其中RL为变阻箱，R为限流保护电阻。

3）调节变阻箱RL，使毫安表的读数依次为表1.3中所列电流值时，读伏特表的读数，将相应的电压值记录在表格中。

表1.3I（mA）0.010.020.030.040.0V（V）10.0010.0010.0010.0010.004）在图1.7上绘制理想电压源的伏安特性曲线。

4.测绘实际电压源的伏安特性测绘实际电压源的伏安特性曲线曲线线性电阻伏安特性曲线非线性电阻伏安特性曲线41）首先，连接电路如图1.6（a）所示，不加负载电路，直接用伏特表测试实际电压源的输出电压，将其设置为10V。

其中RS为实际电压源的内阻，阻值RS=51。

（a）（b）图1.62）然后，测试电路如图1.6（b）所示，其中RL为变阻箱。

3）调节变阻箱RL，使毫安表的读数依次为表1.4中所列电流值时，读伏特表的读数，将相应的电压值记录在表格中。

表1.4I（mA）0.010.020.030.040.0V（V）10.009.498.998.487.984）在图1.7上绘制实际电压源的伏安特性曲线，要求要求：

理想电压源和实际电压源的伏安特性曲线画在同一坐标轴中。

图1.7四四、实验实验结论及总结结论及总结思考题思考题：

1、线性电阻：

线性电阻元件的特性曲线在任一时刻都是过原点的直线，即其特性方程是齐次线性的，并且遵从欧姆定律，在不同电压下阻值不会改变；非线性电阻：

非线性电阻元件的伏安特性曲线是曲线，导电时不遵从欧姆定律，在不同电压下阻值会发生改变。

2、采用了电流表的外接法。

外接法的误差是电压表分流造成的，内接法的误差是电流表分压造成的。

对于图示电路来说，R阻值不太大，电压表分流的影响比电流表分压的影理想电压源、实际电压源伏安特性曲线5响小，故采用外接法。

3、实验1P=U2/R=0.5W;实验2P=UI=0.015W；实验3P=I2R=0.32W;实验4P=I2R=0.085W.结论结论：

线性电阻两端的电流与电压成正比，非线性电阻则无此严格关系。

理想电压源的电压恒定不变，实际电压源的电压则与电流有关。

心得体会心得体会：

使用电学实验箱接电路时，应顺着电路图导线的方向依次接入元件，不能随心所欲，否则容易将电路接错，造成实验失败及其他后果。

电学实验对操作顺序、量程选择等都有严格的规定，充分体现了实验的严谨性和对实验安全的考量。

67实验实验2含源线性单口网络等效电路及其参数测定含源线性单口网络等效电路及其参数测定一一、实验目的实验目的1.验证戴维南定理和诺顿定理，加深对两个定理的理解。

2.通过对含源线性单口网络外特性及其两种等效电路外特性的测试、比较，加深对等效电路概念的理解。

3.学习测量等效电路参数的一些基本方法。

二二、实验实验设备设备1.电路分析综合实验箱2.直流稳压电源3.万用表4.变阻箱三三、实验内容实验内容1.含源线性单口网络端口外特性测定含源线性单口网络端口外特性测定图2.11）测量电路如图2.1所示，RL为变阻箱，直流稳压电源的输出电压为10V。

2）调节变阻箱RL，使其阻值依次为表2.1中所列电阻值时，读伏特表的读数，将相应的电压值记录在表格中，并计算通过负载RL的电流值填写在表格中。

表2.1RL（K）1.02.03.04.05.0VAB（V）1.692.332.662.863.00IAB（mA）1.6901.1650.8870.7150.6003）在图2.7上绘制含源线性单口网络的外特性曲线。

2.等效电路参数测定等效电路参数测定1）测量含源线性单口网络开路电压）测量含源线性单口网络开路电压UOC图2.28

（1）测量电路如图2.2所示，直流稳压电源的输出电压为10V。

（2）用伏特表测量含源线性单口网络两个端口A、B间的电压，即为开路电压UOC。

UOC=3.71V2）测量含源线性单口网络短路电流）测量含源线性单口网络短路电流ISC图2.3

（1）测量电路如图2.3所示，直流稳压电源电压为10V。

（2）用毫安表测量通过含源线性单口网络两个端口A、B间的电流，即为短路电流ISC。

ISC=3.1mA3）测量含源线性单口网络等效内阻）测量含源线性单口网络等效内阻R0

（1）半压法）半压法图2.4a.测量电路如图2.4所示，直流稳压电源的输出电压为10V。

b.调节变阻箱RL，当UAB=0.5UOC时，记录变阻箱的阻值。

R0=1190.0,

（2）开路电压、短路电流法）开路电压、短路电流法OC0SCURI=1196.773.验证验证戴维南等效电路戴维南等效电路图2.51）测量电路如图2.5所示，RL为变阻箱，注意：

注意：

UOC和R0分别为前面测得的开路电压和等效内阻。

92）调节变阻箱RL，使其阻值依次为表2.2中所列电阻值时，读伏特表的读数，将相应的电压值记录在表格中，并计算通过负载RL的电流值填写在表格中。

表2.2RL（K）1.02.03.04.05.0VAB（V）1.682.322.652.852.99IAB（mA）1.6801.1600.8830.7130.5983）在图2.7上绘制戴维南等效电路的外特性曲线。

4.验证验证诺顿等效电路诺顿等效电路图2.61）测量电路如图2.6所示，RL为变阻箱，注意：

注意：

ISC和R0分别为前面测得的短路电流和等效内阻。

2）调节变阻箱RL，使其阻值依次为表2.3中所列电阻值时，读伏特表的读数，将相应的电压值记录在表格中，并计算通过负载RL的电流值填写在表格中。

表2.3RL（K）1.02.03.04.05.0VAB（V）1.712.352.682.893.03IAB（mA）1.7101.1750.8930.7230.6063）在图2.7上绘制诺顿等效电路的外特性曲线。

要求要求：

将本实验1、3、4部分要求的含源线性单口网络、戴维南等效、诺顿等效三条外特性曲线画在同一坐标轴中。

图2.7含源线性单口网络、戴维南等效、诺顿等效三条外特性曲线10四四、实验实验结论结论及及总结总结思考题思考题：

1、对于本实验，可将电表两端直接接在端口两端测量单口网络的开路电压和短路电流。

而当电表量程与预估的值相比过大或过小，或测开路电压时等效内阻相比电压表内阻不可忽略时，或测短路电流时电流表内阻与等效内阻相比不可忽略时，不可直接测量。

2、开路电压：

10*300/（300+510）=3.70V等效内阻：

1000+300*510/（300+510）=1188.9短路电流：

3.70/1188.9=3.11mA结论结论：

含独立源的线性单口网络N，就其端口特性来看，可以等效为一个电压源和一个电阻串联的单口网络。

电压源的电压等于单口网络在负载开路时的电压Uoc;电阻R0是单口网络内全部独立源为零值时所得单口网络N0的等效电阻。

含独立源的线性单口网络N，就其端口特性来看，可以等效为一个电流源和一个电阻并联的单口网络。

电流源的电流等于单口网络从外部短路时的端口电流isc;电阻R0是单口网络内全部独立源为零值时所得单口网络N0的等效电阻。

心得体会心得体会：

这次实验使我加深了对戴维南定理和诺顿定理的认识，并学到了一些电学实验中的常用方法。

1112实验实验3一阶电路响应的研究一阶电路响应的研究一一、实验目的实验目的1.掌握RC一阶电路零状态响应、零输入响应的概念和基本规律。

2.掌握RC一阶电路时间常数的测量方法。

3.熟悉示波器的基本操作，初步掌握利用示波器监测电信号参数的方法。

二二、实验实验设备设备1.电路分析综合实验箱2.双踪示波器三三、实验内容实验内容1.RC一阶电路的零状态响应一阶电路的零状态响应图3.1图3.21）测试电路如图3.1所示，电阻R=2k，电容C=0.01F。

2）零状态响应的输入信号如图3.2所示，幅度为5V，周期为1ms，脉宽为0.5ms。

3）将观测到的输入、输出波形（求值放大图）存储到U盘，课后粘贴在图3.3上相应方框处。

要求要求：

在图上标记相关测量数据。

4）测量响应波形的稳态值uC（）和时间常数。

uc（）=5.20V=20.80s13图3.32.RC一阶电路的零输入响应一阶电路的零输入响应图3.4图3.51）测试电路如图3.4所示，电阻R=2k，电容C=0.01F。

2）零输入响应的输入信号如图3.5所示，幅度为5V，周期为1ms，脉宽为3s。

3）将观测到的输入、输出波形（求值放大图）存储到U盘，课后粘贴在图3.6上相应方框处。

要求：

要求：

在图上标记相关测量数据。

4）测量响应波形的初始值uC（0）和时间常数。

uc（0）=760mV=20.00s输入波形输出波形（值放大图）14图3.6四四、实验结论及总结实验结论及总结思考题思考题：

1、不会，过渡过程与幅度无关。

2、=RC=1ms，对零状态响应，输入信号可为5V，脉宽25ms；对零输入响应，输入信号可为5V，脉宽3s，周期25ms.心得体会心得体会：

通过实际操作，我加深了对一阶电路响应的认识，对电容储能不可突变的性质有了更深入的了解。

在本实验中，我也学到了示波器一些其他功能，如存储图像等的使用。

输入波形输出波形（值放大图）1516实验实验4二阶电路响应的研究二阶电路响应的研究一一、实验目的实验目的1.观测二阶电路在过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种状态下的响应波形，加深对二阶电路响应的认识和理解。

2.掌握振荡角频率和衰减系数的概念。

3.进一步熟悉示波器的操作。

二二、实验实验设备设备1.电路分析综合实验箱2.双踪示波器3.变阻箱三三、实验内容实验内容1.RLC二阶电路的零状态响应二阶电路的零状态响应图4.1图4.21）测试电路如图4.1所示，R为变阻箱，电容C=0.01F，电感L=2.7mH。

2）零状态响应的输入信号如图4.2所示，幅度为5V，周期为1ms，脉宽为0.5ms。

3）调节变阻箱R，观察RLC二阶电路零状态响应的三种状态波形（欠阻尼、临界阻尼和过阻尼），将波形存储到U盘，课后粘贴在图4.3上相应方框处。

要求：

要求：

记录临近阻尼状态下的临界阻值：

R临界临界=71017图4.32.RLC二阶电路的零输入响应二阶电路的零输入响应图4.4欠阻尼临界阻尼过阻尼18图4.51）测试电路如图4.4所示，R为变阻箱，电容C=0.01F，电感L=2.7mH。

2）零输入响应的输入信号如图4.5所示，幅度为5V，周期为1ms，脉宽为3s。

3）调节变阻箱R，观察RLC二阶电路零输入响应的三种状态波形（欠阻尼、临界阻尼和过阻尼），将波形存储到U盘，课后粘贴在图4.6上相应方框处。

要求：

要求：

记录临近阻尼状态下的临界阻值：

R临界临界=6904）取100R=，观测波形相邻两个波峰或波谷的电压值u1m、u2m和振荡周期Td，计算振荡角频率和衰减系数。

2ddT=0.196rad*s-1121lnmdmuTu=0.0497s-1欠阻尼临界阻尼19图4.6四四、实验结论及总结实验结论及总结思考题：

思考题：

1、R=2（/）=10392、过阻尼：

若增大电阻，衰减时间变长，因为此时函数中衰减较慢那一项的与R负相关。

欠阻尼：

减少电阻，衰减时间变长，因为此时衰减系数与R正相关。

临界阻尼时达到稳态时间最短。

心得体会心得体会：

在这次实验中，我观察到了二阶电路在过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种状态下的响应波形，加深了对二阶电路响应的认识和理解。

“纸上得来终觉浅”，只是单纯地学习电路分析基础的课本，终究让我觉得过于抽象，有了对应的实验课程，那些不易理解的概念就找到了实际的意义，离我们更近了！

在测量临界阻值时，变阻器阻值改变很大才能使示波器中的图像有轻微的变化，看来科学实验永远需要更精确的仪器来完成啊！

过阻尼2021实验实验5R、L、C单个元件阻抗频率单个元件阻抗频率特性特性测试测试一一、实验目的实验目的1.掌握交流电路中R、L、C单个元件阻抗与频率间的关系，测绘R-f、XL-f、XC-f特性曲线。

2.掌握交流电路中R、L、C元件各自的端电压和电流间的相位关系。

3.观察在正弦激励下，R、L、C三元件各自的伏安关系。

二二、实验实验设备设备1.电路分析综合实验箱2.低频信号发生器3.双踪示波器三三、实验内容实验内容图5.1测试电路如图5.1所示，R、L、C三个元件分别作为被测元件与10采样电阻相串联，其中电阻R=2k，电感L=2.7mH，电容C=0.1F，信号源输出电压的有效值为2V。

1.测绘测绘R、L、C单个元件阻抗频率特性曲线单个元件阻抗频率特性曲线1）按照图5.1接好线路。

注意：

注意：

信号源输出电压的幅度须始终保持2V有效值，即每改变一次输出电压的频率，均须监测其幅度是否为2V有效值。

2）改变信号源的输出频率f如表5.1所示，利用示波器的自动测量功能监测2通道信号的电压有效值，并将测量数据填入表中相应位置。

3）计算通过被测元件的电流值IAB以及阻抗的模Z，并填入表5.1中相应位置。

BCABBC10UII=SABAB2UZII=4）在图5.2上绘制R、L、C单个元件阻抗频率特性曲线，要求要求：

将三条曲线画在同一坐标轴中。

22表5.1f（KHz）1020304050US（V）2UBC（mV）R11.311.311.111.311.3L11680.244.338.129.5C149275400428447IAB（mA）R1.131.131.111.131.13L11.68.024.433.812.95C1.492.7540.042.844.7Z（K）R1.7701.7701.8021.7701.770L0.1720.2490.4510.5250.678C1.3420.7270.0500.0470.045图5.22.R、L、C单个元件的相位测量单个元件的相位测量1）测试电路不变，信号源的输出电压有效值为2V，输出频率为10kHz。

2）在示波器上观察R、L、C三个元件各自端电压和电流的相位关系，将波形存储到U盘，课后粘贴在图5.3上相应方框处。

3）计算R、L、C三个元件各自的相位差，并用文字描述R、L、C三个元件各自电压、电流的相位关系。

R:

360=CDAB0结论：

结论：

电流与电压同相位。

电流与电压同相位。

L:

360=CDAB80.64结论：

结论：

电压超前电流电压超前电流80.64。

C:

360=CDAB83.52R、L、C单个元件阻抗频率特性曲线23结论：

结论：

电流超前电压电流超前电压83.52.图5.33.R、L、C单个元件的单个元件的伏安关系伏安关系轨迹线轨迹线1）测试电路不变，信号源的输出电压有效值为2V，输出频率为10kHz。

2）将示波器置于X-Y工作方式下，直接观察R、L、C单个元件的伏安关系轨迹线，将波形存储到U盘，课后粘贴在图5.5上相应方框处。

3）记录图5.4中标记的a、b的数值，并将数据标记在图5.5上相应位置。

图5.4电阻R电感L电容C24图5.5四四、实验结论及总结实验结论及总结思考题：

思考题：

1、单个电阻的阻抗与频率无关，单个电感的阻抗与频率正相关，单个电容阻抗与频率负相关。

2、示波器只能检测电压信号，所以需要把电流信号转换为电压信号。

而电阻的电压与电流同相位，振幅成固定的倍数关系，因此选用电阻来转换信号。

3、a=22=2.82Vb:

对于R,b=202/2000=14.14mv;对于L,b=202/（2*104*2.7/103）=166.73mv;对于C,b=202*（2*104*0.1/106）结论：

结论：

电阻的阻抗与信号频率无关，电感的阻抗与信号源近似成正比，电容的阻抗与信号源a=2.92Vb=18mV电阻Ra=2.92Vb=188mV电感La=2.92Vb=196mV电容C25频率近似成反比。

电阻两端电压与电流电位相同，电感的电压相位超前电流相位，电容的电流相位超前电压相位。

心得体会心得体会：

这次实验使我掌握了交流电路中RLC单个元件阻抗与频率间的关系和各自端电压和电流之间的相位关系。

另外，在连接电路时一定要小心谨慎，连接结束后检查，以免因连接的位置和接触不良等问题造成实验失败。

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