精简版电路与模拟电子技术实验指导书..doc

电路与模拟电子技术 实验指导书 精简版 （修改于2013.5.17） 实验一 直流网络定理 一、实验目的 1、加深对基尔霍夫和叠加原理的内容和适用范围的理解。 2、用实验方法验证戴维宁定理的正确性。 3、学习线性有源二端网络等效电路参数的测量方法。 4、验证功率输出最大条件。 二、实验属性（验证性） 三、实验仪器设备及器材 电工实验装置（DG011T、DY031T、DG053T） 电阻箱 四、实验要求 1. 所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘指示值为准。 2. 防止电源两端碰线短路。 3. 若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表时的“ +、－”极性。倘若不换接极性，则电表指针可能反偏（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针可正偏，但读得的电流值必须冠以负号。 4.用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性，及数据表格中“ +、－”号的记录。 五、实验原理 1、基尔霍夫定律是集总电路的基本定律。它包括电流定律和电压定律。 基尔霍夫电流定律：在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有支路电流的代数和恒等于零。即 ?I = 0 基尔霍夫电压定律：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路内所有支路或元件电压的代数和恒等于零。即 ?U = 0 2、叠加原理是线性电路的一个重要定理。 独立电源称为激励，由它引起的支路电压、电流称为响应，则迭加原理可简述为：在任意线性网络中，多个激励同时作用时，总的响应等于每个激励单独作用时引起的响应之和。 戴维宁定理指出，任何一个线性有源二端网络，对外部电路而言，总可以用一 个理想电压源和电阻相串联的有源支路来代替，如图1-1所示，其理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压UOC，其电阻等于原网络中所有独立电源为零值时的入端等效电阻R0。 图1-1 4、 对于已知的线性有源二端网络，其入端等效电阻R0可以从原网络计算得出，也可以通过实验手段测出。下面介绍几种测量方法。 由戴维宁定理和诺顿定理可知 因此，只要测出有源二端网络的开路电压UOC，和短路电流ISC，R0就可得出，这种方法最简便。但是，对于不允许将外部电路直接短路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏网络内部的器件时），不能采用此法。 （2）测出有源二端网络的开路电压UOC以后，在端口处接一负载电阻RL，然后再测出负载电阻的端电压URL，因 则入端等效电阻为 （3）令有源二端网络的所有独立电源置零，然后在端口处加一给定电压U，测得入口的电流I（如图1-2a所示），则 也可以在端口处接入给定电流源I′，测得端口电压U′（如图1-2b所示），则 图1-2a 图1-2b 5、一个含有内阻r0的电源给R L供电，其功率为 为求得从电源中获得最大功率的最佳值，我们可以将功率P对R L求导， 并令其导数等于零，解得： 于是解得R L = R0 则得最大功率： 由此可知：负载电阻RL从电源中获得最大功率条件是负载电阻RL等于电源内阻R0。 六、实验步骤 1、验证基尔霍夫定律 按图1-3接线，其中I1、I2、I3是电流插口，K1、K2是双刀双掷开关。 图1-3 先将K1、K2合向短路一边，调节稳压电源，使US1=10V，US2=6V，再把K1、K2合向电源一边。测得各支路电流、电压，将数据记录于表1-1中。 表1-1 I1（mA） I2（mA） I3（mA） 验证?I= Uab Ubc Ubd Ud a Ucd 回路abcda 回路abda 验证叠加原理 实验电路如图1-3。首先把K2掷向短路线一边，K1掷向电源一边，测得各电流、电压记录于表1-2中。 再把K1掷向短路线一边，K2掷向电源一边，测得各电流、电压记录于表1-2中。 两电源共同作用时的数据在实验内容1中取。 表1-2