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1、目录实验一 元件伏安特性的测试1实验二 基尔霍夫定律6实验三 叠加定理7实验四 戴维南定理和诺顿定理9实验五 运算放大器和受控源14实验六 常用电子仪器的使用21实验七 一阶、二阶动态电路23实验八 RLC串联电路的幅频特性与谐振现象27实验九 交流电路等效参数的测定31实验十 单相交流电路及功率因数的提高35实验十一 三相交流电路的测量38实验十二 二端口网络的研究41实验一 元件伏安特性的测试一、实验目的1. 掌握线性电阻元件，非线性电阻元件及电源元件伏安特性的测量方法。2. 学习直读式仪表和直流稳压电源等设备的使用方法。二、实验原理电阻性元件的特性可用其端电压与通过它的电流之间的函数关系
2、来表示，这种与的关系称为电阻的伏安关系。如果将这种关系表示在平面上，则称为伏安特性曲线。1. 线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，该直线斜率的倒数就是电阻元件的电阻值。如图1-1所示。由图可知线性电阻的伏安特性对称于坐标原点，这种性质称为双向性，所有线性电阻元件都具有这种特性。图1-1 图1-2半导体二极管是一种非线性电阻元件，它的阻值随电流的变化而变化，电压、电流不服从欧姆定律。半导体二极管的电路符号用 表示，其伏安特性如图1-2所示。由图可见，半导体二极管的伏安特性曲线对于坐标原点是不对称的，具有单向性特点。因此，半导体二极管的电阻值随着端电压的大小和极性的不同而不同，当直
3、流电源的正极加于二极管的阳极而负极与阴极联接时，二极管的电阻值很小，反之二极管的电阻值很大。2. 电压源电压源的电压总能保持为某个给定的时间函数，其电压与通过元件的电流无关，称为理想电压源。理想电压源的符号和伏安特性曲线如图1-3(a)所示。理想电压源实际上是不存在的，实际电压源的端电压总是随通过它的电流的变化而变化。这种实际电压源可以用理想电压源与电阻的串联组合来作为模型（见图1-3b）。其端口的电压与电流的关系为：式中电阻为实际电压源的内阻，上式的关系曲线如图1-3b所示。显然实际电压源的内阻越小，其特性越接近理想电压源。实验箱内直流稳压电源的内阻很小，当通过的电流在规定的范围内变化时，可
4、以近似地当作理想电压源来处理。(a) (b)图1-33. 电压、电流的测量用电压表和电流表测量电阻时，由于电压表的内阻不是无穷大，电流表的内阻不是零。所以会给测量结果带来一定的方法误差。图1-4例如在测量图1-4中的支路的电流和电压时，电压表在线路中的连接方法有两种可供选择。如图中的1-1点和2-2点，在1-1点时，电流表的读数为流过的电流值，而电压表的读数不仅含有上的电压降，而且含有电流表内阻上的电压降，因此电压表的读数较实际值为大，当电压表在2-2处时，电压表的读数为上的电压降，而电流表的读数除含有电阻的电流外还含有流过电压表的电流值，因此电流表的读数较实际值为大。显而易见，当的阻值比电流
5、表的内阻大得多时，电压表宜接在1-1处，当电压表的内阻比的阻值大得多时则电压表的测量位置应选择在2-2处。实际测量时，某一支路的电阻常常是未知的，因此，电压表的位置可以用下面方法选定：先分别在1-1和2-2两处试一试，如果这两种接法电压表的读数差别很小，甚至无差别，即可接在1-1处。如果两种接法电流表的读数差别很小或无甚区别，则电压表接于1-1处或2-2处均可。三、仪器设备1. 电路分析实验箱一台2. 直流毫安表一只3. 数字万用表一只四、实验内容与步骤1. 测定线性电阻的伏安特性：按图1-5接好线路，经检查无误后，接入直流稳压电源，调节输出电压依次为表1-1中所列数值，并将测量所得对应的电流
6、值记录于表1-1中。图1-5表1-102468102. 测定半导体二极管的伏安特性：选用型普通半导体二极管作为被测元件，实验线路如图1-6(a)(b)所示。图中电阻为限流电阻，用以保护二极管。在测二极管反向特性时，由于二极管的反向电阻很大，流过它的电流很小，电流表应选用直流微安档。 (a) 图1-6 (b)1) 正向特性按图1-6(a)接线，经检查无误后，开启直流稳压源，调节输出电压，使电流表读数分别为表1-2中的数值，对于每一个电流值测量出对应的电压值，记入表1-2中，为了便于作图在曲线的弯曲部位可适当多取几个点。表1-201mA10mA100mA13102030405090150（V）2)
7、 反向特性按图1-6(b)接线，经检查无误后，接入直流稳压电源，调节输出电压为表1-3中所列数值，并将测量所得相应的电流值记入表1-3中。表1-3051015203. 测定理想电压源的伏安特性实验采用直流稳压电源作为理想电压源，因其内阻在和外电路电阻相比可以忽略不计的情况下，其输出电压基本维持不变，可以把直流稳压电源视为理想电压源，按图1-7接线，其中为限流电阻，作为稳压电源的负载。图1-7接入直流稳压电源，并调节输出电压，由大到小改变电阻的阻值，使其分别等于620W、510W、390W、300W、200W、100W，将相应的电压、电流数值记入表1-4中。表1-4620510390300200
8、1004. 测定实际电压源的伏安特性图1-8首先选取一个51W的电阻，作为直流稳压电源的内阻与稳压电源串联组成一个实际电压源模型，其实验线路如图1-8所示。其中负载电阻仍然取620W、510W、390W、300W、200W、100W各值。实验步骤与前项相同，测量所得数据填入表1-5中。表1-5开路620510390300200100100五、思考题有一个线性电阻=200W，用电压表、电流表测电阻，已知电压表内阻=10KW，电流表内阻=0.2W，问电压表与电流表怎样接法其误差较小？六、实验报告要求1. 用坐标纸画出各元件的伏安特性曲线，并作出必要的分析。2. 回答思考题，并画出测量电路图。实验二
9、 基尔霍夫定律一、实验目的1. 验证基尔霍夫电流、电压定律，加深对基尔霍夫定律的理解。2. 加深对电流、电压参考方向的理解。二、实验原理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（KCL）：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。基尔霍夫电压定律（KVL）：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路所有支路电压的代数和恒等于零。三、仪器设备1. 电路分析实验箱一台2. 直流毫安表二只3. 数字万用表一台四、实验内容与步骤 自拟实验电路，要求如下1. 至少有两个理想电源，至少有两个回路。2. 设定每一条支路的电压、电流参考方向，设定回路绕行方向
10、。3. 电压源限定在10V之内，电阻限定在1K之内。4. 验证KVL 、KCL 。5. 自制表格。（包含理论计算和实验数据）五、实验报告要求1. 选定实路电路中的任一个节点，将测量数据代入基尔霍夫电流定律加以验证。2. 选定实验电路中的任一闭合电路，将测量数据代入基尔霍夫电压定律，加以验证。3. 将计算值与测量值比较，分析误差原因。实验三 叠加定理一、实验目的1. 验证叠加定理2. 正确使用直流稳压电源和万用电表。二、实验原理叠加原理不仅适用于线性直流电路，也适用于线性交流电路，为了测量方便，我们用直流电路来验证它。叠加原理可简述如下：在线性电路中，任一支路中的电流（或电压）等于电路中各个独立
11、源分别单独作用时在该支电路中产生的电流（或电压）的代数和，所谓一个电源单独作用是指除了该电源外其他所有电源的作用都去掉，即理想电压源所在处用短路代替，理想电流源所在处用开路代替，电路结构也不作改变。由于功率是电压或电流的二次函数，因此叠加定理不能用来直接计算功率。例如在图3-1中显然 图3-1三、仪器设备1. 电路分析实验箱一台2. 直流毫安表二只3. 数字万用表一台四、实验内容与步骤自拟实验电路，要求如下1. 至少有两个理想电源，至少有两个回路。2. 设定每一条支路的电压、电流参考方向，设定回路绕行方向。3. 电压源限定在10V之内，电阻限定在1K之内。4. 自制表格。（包含理论计算和实验数
12、据）5. 注意：一个电源单独作用时，另一个电源需从电路中取出，并将空出的两点用导线连起来。还要注意电流（或电压）的正、负极性。（注意：用指针表时，凡表针反偏的表示该量的实际方向与参考方向相反，应将表针反过来测量，数值取为负值！）五、实验报告要求1. 用实验数据验证支路的电流是否符合叠加原理，并对实验误差进行适当分析。2. 用实测电流值、电阻值计算某一电阻所消耗的功率为多少？能否直接用叠加原理计算？试用具体数值说明之。实验四 戴维南定理和诺顿定理一、实验目的1. 验证戴维南定理和诺顿定理2. 测定线性有源一端口网络的外特性和戴维南等效电路的外特性。二、实验原理戴维南定理指出：任何一个线性有源一端
13、口网络，对于外电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替，理想电压源的电压等于原一端口的开路电压，其电阻（又称等效内阻）等于网络中所有独立源置零时的入端等效电阻，见图4-1。图4-1 图4-21. 开路电压的测量方法方法一：直接测量法。当有源二端网络的等效内阻与电压表的内阻相比可以忽略不计时，可以直接用电压表测量开路电压。方法二：补偿法。其测量电路如图4-2所示，为高精度的标准电压源，为标准分压电阻箱，为高灵敏度的检流计。调节电阻箱的分压比，、两端的电压随之改变，当时，流过检流计的电流为零，因此式中为电阻箱的分压比。根据标准电压和分压比就可求得开路电压，因为电路平衡时，不消耗电能，
14、所以此法测量精度较高。2. 等效电阻的测量方法对于已知的线性有源一端口网络，其入端等效电阻可以从原网络计算得出，也可以通过实验测出，下面介绍几种测量方法：方法一：将有源二端网络中的独立源都去掉，在端外加一已知电压，测量一端口的总电流，则等效电阻。实际的电压源和电流源都具有一定的内阻，它并不能与电源本身分开，因此在去掉电源的同时，也把电源的内阻去掉了，无法将电源内阻保留下来，这将影响测量精度，因而这种方法只适用于电压源内阻较小和电流源内阻较大的情况。方法二：测量端的开路电压及短路电流则等效电阻这种方法适用于端等效电阻较大，而短路电流不超过额定值的情形，否则有损坏电源的危险。图4-3 图4-4方法
15、三：两次电压测量法测量电路如图4-3所示，第一次测量端的开路，第二次在端接一已知电阻（负载电阻），测量此时、端的负载电压，则、端的等效电阻为：第三种方法克服了第一和第二种方法的缺点和局限性，在实际测量中常被采用。3. 如果用电压等于开路电压的理想电压源与等效电阻相串联的电路（称为戴维南等效电路，参见图4-4）来代替原有源二端网络，则它的外特性应与有源二端网络的外特性完全相同。实验原理电路见图4-5b。(a) (b)图4-54诺顿等效电路中的电流源就是。三、预习内容在图4-5(a)中设=10V，=6V，=1KW，根据戴维南定理将AB以左的电路化简为戴维南等效电路和诺顿等效电路。即计算图示虚线部分
16、的开路电压，等效内阻及A、B直接短路时的短路电流之值，填入自拟的表格中。四、仪器设备1. 电路分析实验箱一台2. 直流毫安表一只3. 数字万用表一台五、实验内容与步骤1. 求开路电压和短路电流及等效电阻。测定有源二端网络的开路电压和等效电阻按图4-5(a)接线，经检查无误后，采用直接测量法测定有源二端网络的开路电压。电压表内阻应远大于二端网络的等效电阻。用两种方法测定有源二端网络的等效电阻A. 采用原理中介绍的方法二测量：首先利用上面测得的开路电压和预习中计算出的估算网络的短路电流大小，在之值不超过直流稳压电源电流的额定值和毫安表的最大量限的条件下，可直接测出短路电流，并将此短路电流数据记入表
17、格4-1中。B. 采用原理中介绍的方法三测量：接通负载电阻，调节电位器，使=1KW，使毫安表短接，测出此时的负载端电压，并记入表格4-1中。表4-1项目（V）（V）(mA)（W）数值取A、B两次测量的平均值作为（的计算在实验报告中完成）2. 测定有源二端网络的外特性调节电位器即改变负载电阻之值，在不同负载的情况下，测量相应的负载端电压和流过负载的电流，共取五个点将数据记入自拟的表格中。测量时注意，为了避免电表内阻的影响，测量电压时，应将接在AC间的毫安表短路，测量电流时，将电压表从A、B端拆除。若采用万用表进行测量，要特别注意换档。测量数据填入表格表4-2表4-20200400600800I(
18、mA)U(V)3. 测定戴维南等效电路的外特性。将另一路直流稳压电源的输出电压调节到等于实测的开路电压值，以此作为理想电压源，调节电位器，使，并保持不变，以此作为等效内阻，将两者串联起来组成戴维南等效电路。按图4-5(b)接线，经检查无误后，重复上述步骤测出负载电压和负载电流，并将数据记入表格表4-3。表4-30200400600800I(mA)U(V)4测定诺顿等效电路的外特性。由恒流源提供短路电流，等效电导即为戴维南定理中的等效电阻，按图46接好线路，并将数据记入表格表4-4 图46表4-40200400600800I(mA)U(V)六、实验报告要求1. 应用戴维南定理，根据实验数据计算支
19、路的电流，并与计算值进行比较。2. 在同一坐标纸上作出两种情况下的外特性曲线，并作适当分析。判断戴维南定理和诺顿定理的正确性。实验五 运算放大器和受控源一、实验目的1. 获得运算放大器有源器件的感性认识。2. 测试受控源特性，加深对它的理解，二、实验说明1. 运算放大器是一种有源多端元件，图5-1(a)为运放的电路符号。(a) (b)图5-1它有两个输入端，一个输出端和一个对输入和输出信号的参考地线端。“+”端称为非倒相输入端，信号从非倒相输入端输入时，输出信号与输入信号对参考地线端来说极性相同。“”端称为倒相输入端，信号从倒相输入端输入时，输出信号与输入信号对参考地线端来说极性相反。运算放大
20、器的输出端电压其中是运算放大器的开环电压放大倍数。在理想情况下，和输入电阻均为无穷大，因此有，上述式子说明：（1）运算放大器的“+”端与“”端之间等电位，通常称为“虚短路”。（2）运算放大器的输入端电流等于零。称为“虚断路”。此外，理想运算放大器的输出电阻为零。这些重要性质是简化分析含运算放大器电路的依据。除了两个输入端、一个输出端和一个参考地线端外，运算放大器还有相对地线端的电源正端和电源负端。运算放大器的工作特性是在接有正、负电源（工作电源）的情况下才具有的。运算放大器的理想电路模型为一受控电源。如图5-1(b)所示。在它的外部接入不同的电路元件可以实现信号的模拟运算或模拟变换，它的应用极
21、其广泛。含有运算放大器的电路是一种有源网络，在电路实验中主要研究它的端口特性以了解其功能。本次实验将要研究由运算放大器组成的几种基本受控源电路。2. 图5-2所示的电路是一个电压控制型电压源（vcvs）。由于运算放大器的“+”和“”端为虚短路，有故 又因所以 图5-2 图5-3即运算放大器的输出电压受输入电压的控制，它的理想电路模型如图5-3所示。其电压比无量纲，称为电压放大倍数。该电路是一个非倒相比例放大器，其输入和输出端钮有公共接地点。这种联接方式称为共地联接。3. 将图5-2电路中的看作一个负载电阻，这个电路就成为一个电压控制型电流源(vccs)如图5-4所示，运算放大器的输出电流图5-
22、4 图5-5即只受运算放大器输入电压的控制，与负载电阻无关。图5-5是它的理想电路模型。比例系数：具有电导的量纲称为转移电导。图5-4所示电路中，输入、输出无公共接地点，这种联接方式称为浮地联接。4. 一个简单的电流控制型电压源(ccvs)电路如图5-6所示。由于运算放大器的“+”端接地，即，所以“”端电压也为零，在这种情况下，运算放大器的“”端称为“虚地点”，显然流过电阻的电流即为网络输入端口电流，运算放大器的输出电压，它受电流所控制。图5-7是它的理想电路模型。其比例系数：具有电阻的量纲、称为转移电阻，联接方式为共地联接。 图5-6 图5-75. 运算放大器还可构成一个电流控制电流源(cc
23、cs)如图5-8所示，由于图5-8 图5-9即输出电流受输入端口电流的控制，与负载电阻无关。它的理想电路模型如图5-9所示。其电流比无量纲称为电流放大系数。这个电路实际上起着电流放大的作用，联接方式为浮地联接。6. 本次实验中，受控源全部采用直流电源激励（输入），对于交流电源激励和其它电源激励，实验结果完全相同。由于运算放大器的输出电流较小，因此测量电压时必须用高内阻电压表，如用万用表等。三、仪器设备1. 电路分析实验箱一台2. 直流毫安表二只3. 数字万用表一台 图5-10四、实验内容与步骤1. 测试电压控制电压源和电压控制电流源特性。实验线路及参数如图5-10所示。表5-1给定值（V）00
24、.511.522.5vcvs测量值（V）计算值/vccs测量值(mA)计算值(s)/电路接好后，先不给激励电源,将运算放大器“+”端对地短路，接通实验箱电源工作正常时，应有=0和=0。接入激励电源，取分别为0.5V、1V、1.5V、2V、2.5V（操作时每次都要注意测定一下），测量及值并逐一记入表5-1中保持为1.5伏，改变（即）的阻值，分别测量及值并逐一记入表5-2中。表5-2给定值（KW）12345vcvs测量值（V）计算值vccs测量值(mA)计算值(s)核算表5-1和表5-2中的各和值，分析受控源特性。2. 测试电流控制电压源特性实验电路如图5-11所示，输入电流由电压源与串联电阻所提
25、供。 图5-11给定为1KW，为1.5V，改变的阻值，分别测量和的值，并逐一记录于表5-3中，注意的实际方向。表5-3给定值（KW）12345测量值（mA）（V）计算值（W）保持为1.5V，改变为1KW的阻值，分别测量和的值，并逐一记录于表5-4中。表5-4给定值（KW）12345测量值（mA）（V）计算值（W）核算表5-3和表5-4中的各值，分析受控源特性。3. 测试电流控制电流源特性，实验电路及参数如图5-12所示。 图5-12 给定为1.5伏，为3千欧，和为1千欧，负载分别取0.5千欧、2千欧、3千 欧逐一测量并记录及的数值。保持为1.5伏，为1千欧，和为1千欧，分别取为3千欧、2.5千
26、欧、2千欧、1.5千欧、1千欧，逐一测量并记录及的数值。保持为1.5伏，为1千欧、为3千欧，分别取（或）为1千欧、2千欧、3千欧、4千欧、5千欧，逐一测量并记录及的数值。以上各实验记录表格仿前自拟。核算各种电路参数下的值，分析受控源特性。五、注意事项1. 实验电路确认无误后，方可接通电源，每次在运算放大器外部换接电路元件时，必须先断开电源。2. 实验中，作受控源的运算放大器输出端不能与地端短接。3. 做电流源实验时，不要使电流源负载开路。六、实验报告要求1. 整理各组实验数据，并从原理上加以讨论和说明。2. 写出通过实验对实际受控源特性所加深的认识。3. 试分析引起本次实验数据误差的原因。实验
27、六 常用电子仪器的使用一、实验目的1 初步掌握示波器的使用方法。2 掌握信号发生器、交流毫伏表的使用方法。二、实验原理与说明示波器可用来观察各种周期性电信号的波形及测量电压、时间、相位和频率等。3 电压测量用示波器测量电压有两种方法直接测量法和比较法。（1）直接测量法当被测信号直接接入示波器Y输入端时，被测电压的峰峰值可按下式计算 式中： A探头衰减比 示波器Y通道电压灵敏度。单位为V/cm 或mv/cm Y光点在垂直方向的最大位移（cm）直接测量法的误差与衰减比误差、示波器灵敏度误差及测量者的视觉误差有关，因此，直接测量法的精度不高。（2）比较法当被测信号直接接入示波器Y输入端时，调节放大器
28、增益，使屏幕上的图形有适当高度，并记下此高度Y。保持Y轴增益不变，再用一幅度可调且已知的标准电压代替被测电压，调节标准电压在屏幕上显示的高度，使之尽可能与被测电压的显示高度相等。但由于标准电压不连续可调，有时不可能调到与被测电压的高度正好相等，则此时根据它们的图形高度来确定被测电压的大小。 式中：U被测电压Y被测电压的图形高度已知的标准电压已知的标准电压的图形高度对于正弦交流电压，还可用交流毫伏表测量。其精度较高。当测量脉冲电压时，必须使用脉冲电压表或示波器，两者测量精度相当。2时间测量用示波器测量时间的用途很多，如测信号周期、脉冲宽度、信号频率等。其测量方法很多，重点介绍常用的测量方法：定扫
29、速法。当被测信号直接接入示波器Y输入端时，信号波形就显示在屏幕上。如要测量a、b两点的时间，如图61所示，则时间t为 式中： xa、b两点的位移（cm）V扫描速度（t/cm）可见，当a、b两点刚好选在一个周期信号的一个周期的两端时，测出的时间为此信号的周期，其倒数为此信号的频率。 图61 三、实验任务1电压测量（直接测量法）（1）由信号发生器输出一个频率为1KHz、有效值为1V的正弦交流电压。分别用交流毫伏表和示波器测量其电压结果填入表61中。（2）将被测电压该为1.57KHz、2.5V，重复上述内容。表61被测电压毫伏表示 波 器AYU1KHz,1V1.57KHz,2.5V2时间测量（1）由
30、信号发生器输出一个频率为2KHz、任意幅度的方波信号，将占空比打到30，用示波器测此信号的脉宽和周期，并计算频率。填入表62中。（2）由信号发生器输出一个频率为5KHz、任意幅度的方波信号，将占空比打到70，重复上述内容。表62被测信号VX脉宽T脉宽X周期T周期f2KHz,30%5KHz,70%四、注意事项1拨动电子仪器旋钮，切不可用力过猛，以免损坏。2用交流毫伏表测量电压时，要注意表的量程一定不用小于被测电压。五、预习思考题1示波器的外触发输入有什么作用？在使用外触发时，需要改变示波器哪些开关的位置。2写出用信号发生器输出一个f500Hz、U3V的正弦交流信号的操作步骤。六、实验报告要求1整
31、理实验数据。2回答预习思考题。七、仪器设备1双踪示波器2信号发生器 3交流毫伏表实验七 一阶、二阶动态电路一、实验目的1加深对RC微分电路和积分电路过渡过程的理解。2研究、电路的过渡过程。二、实验说明1用示波器研究微分电路和积分电路。(1) 微分电路微分电路在脉冲技术中有广泛的应用。 在图7-1电路中， (1)即输出电压与电容电压对时间的导数成正比。当电路的时间常数很小, 时, 输入电压与电容电压近似相等 (2)将(2)代入(1)得 (3)即: 当很小时, 输出电压近似与输入电压对时间的导数成正比, 所以称图7-1电路为“微分电路”。图7-1 图7-2(2) 积分电路将图7-1电路中的R、C位
32、置对调, 就得到图7-2电路。电路中 (4)即输出电压与电阻电压对时间的积分成正比。当电路的时间常数很大、时, 输入电压与电阻电压近似相等, (5)将(5)代入(4)时 (6)即: 当很大时, 输出电压近似与输入电压对时间的积分成正比, 所以称图7-2电路为“积分电路”。2、电路的过渡过程。(1)将图7-3电路接至直流电压, 当电路参数不同时,电路的过渡过程有不同的特点: 图7-3 图7-4当时, 过渡过程中的电压、电流具有非周期振荡的特点。当时，过渡过程中的电压、电流具有“衰减振荡”的特点：此时衰减系数是在情况下的振荡角频率，习惯上称为无阻尼振荡电路的固有角频率，在时，放电电路的固有振荡角频
33、率将随增加而下降，当电阻时，过程就变为非振荡性质了。(2)将图7-4电路接直流电压,当电路参数不同时,其过渡过程也有不同的特点:当时, 响应是非振荡性质的。当时，响应将形成衰减振荡。这时电路的衰减系数。3如何用示波器观察电路的过渡过程电路中的过渡过程,一般经过一般时间后,便达到稳定。由于这一过程不是重复的，所以无法用普通的阴极示波器来观察（因为普通示波器只能显示重复出现的、即周期性的波形）。为了能利用普通示波器研究一个电路接到直流电压时的过渡过程，可以采用下面的方法。图7-5在电路上加一个周期性的“矩形波”电压(图7-5)。它对电路的作用可以这样来理解：在、等时刻，输入电压由零跳变为,这相当于
34、使电路突然在与一个直流电压接通；在、等时刻， 输入电压又由跳变为零，这相当于使电路输入端突然短路。由于不断地使电路接通与短路，电路中便出现重复性的过渡过程，这样就可以用普通示波器来观察了。如果要求在矩形波作用的半个周期内，电路的过渡过程趋于稳态，则矩形波的周期应足够大。三、仪器设备1双踪示波器1台 2信号发生器1台3电路分析实验箱1台四、预习内容1. 图7-6电路中设; u入为一阶跃电压, 其幅度为U=3V; C=20mF。试分别画出R=100K, R=10K。R=1K时u出的曲线。 图7-6 图7-72. 图7-7电路中设u入为一矩形脉冲电压, 其幅度为U=6伏, 频率为1KHZ, C=0.
35、033mF, 试分别画出R=100K及R=10K时u出的波形。 3图7-8电路中，设u入为一矩形脉冲电压，其幅度为U=6伏, 频率为1KHZ, C=0.033mF, R=10K。试画出u出的波形。 图7-84已知图7-3, 、串联电路中, , ,定性判断及两种情况下的波形是否振荡。五、实验内容与步骤1按图7-9接线, 用示波器观察作为电源的矩形脉冲电压。周期T=1ms。2按图7-10接线, 使R为10K, 分别观察和记录C=0.01m、0.1m、1m荧光屏上显示的波形。图7-9图7-103按图7-11接线。使R为10K, 分别观察和记录C=0.5m、0.01m两种情况下荧光屏上显示的波形。 图
36、7-114按图7-3电路接线L=0.2H, 接入的矩形脉冲观察并描绘及两种情况下的波形。记录必要的数据。5按图7-4接线,接入的矩形脉冲观察并描绘及, 三种情况下的波形并记录必要的数据。六、实验报告要求1将实验任务1、2、3、4、5 中记录的波形整理在坐标纸上。2总结微分和积分电路区别。实验八 RLC串联电路的幅频特性与谐振现象一、实验目的1测定R、L、C串联谐振电路的频率特性曲线。2观察串联谐振现象，了解电路参数对谐振特性的影响。二、实验原理1R、L、C串联电路(图8-1)的阻抗是电源频率的函数，即：当时，电路呈现电阻性，一定时，电流达最大，这种现象称为串联谐振，谐振时的频率称为谐振频率，也
37、称电路的固有频率。即或上式表明谐振频率仅与元件参数L、C有关，而与电阻R无关。图8-12电路处于谐振状态时的特征： 复阻抗Z达最小，电路呈现电阻性，电流与输入电压同相。 电感电压与电容电压数值相等，相位相反。此时电感电压(或电容电压)为电源电压的Q倍，Q称为品质因数，即在L和C为定值时，Q值仅由回路电阻R的大小来决定。 在激励电压有效值不变时，回路中的电流达最大值，即：3串联谐振电路的频率特性： 回路的电流与电源角频率的关系称为电流的幅频特性，表明其关系的图形称为串联谐振曲线。电流与角频率的关系为：当L、C一定时，改变回路的电阻R值，即可得到不同Q值下的电流的幅频特性曲线(图8-2)。显然Q值
38、越大，曲线越尖锐。图8-2有时为了方便，常以为横坐标，为纵坐标画电流的幅频特性曲线(这称为通用幅频特性)，图8-3画出了不同Q值下的通用幅频特性曲线。回路的品质因数Q越大，在一定的频率偏移下，下降越厉害，电路的选择性就越好。为了衡量谐振电路对不同频率的选择能力引进通频带概念，把通用幅频特性的幅值从峰值1下降到0.707时所对应的上、下频率之间的宽度称为通频带(以BW表示)即：由图8-3看出Q值越大，通频带越窄，电路的选择性越好。 激励电压与响应电流的相位差角和激励电源角频率的关系称为相频特性，即：显然，当电源频率从0变到时，电抗X由变到0时，角从变到0，电路为容性。当从增大到时，电抗X由0增到，角从0增到，电路为感性。相角与的关系称为通用相频特性，如图8-4所示。图8-3 图8-4谐振电路的幅频特性和相频特性是衡量电路特性的重要标志。三、仪器设备1 电路分析实验箱 一台2 信号发生器 一台3 交流毫伏表 一台4 双踪示波器
