电工学实验

实验一 电路元件伏安特性的测绘一、实验目的1. 学会识别常用电路元件的方法。

2. 掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测绘。

3. 掌握实验箱上直流电工仪表和设备的使用方法。

二、原理说明任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U 与通过该元件的电流I 之间的函数关系I ＝f(U)来表示，即用I -U 平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。

1. 线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过 坐标原点的直线，如图1-1中a 所示，该直线 的斜率等于该电阻器的电阻值。

2. 一般的白炽灯在工作时灯丝处于 高温状态， 其灯丝电阻随着温度的升高 而增大，通过白炽灯的电流 越大，其温度 越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻” 与“热电阻”的阻值可相差几倍至十几倍，所以它的伏安特性如图1-1中b 曲线所示。

图1-13. 一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其伏安特性如图1-1中 c 所示。

正向压降很小（一般的锗管约为0.2～0.3V ，硅管约为0.5～0.7V ），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十多至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。

可见，二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。

4. 稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特别，如图1-1中d 所示。

在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将基本维持恒定，当外加的反向电压继续升高时其端电压仅有少量增加。

注意：流过二极管或稳压二极管的电流不能超过管子的极限值，否则管子会被烧坏。

三、实训设备四、实验内容1. 测定线性电阻器的伏安特性按图1-2接线，调节稳压电源的输出电压U，从0 伏开始缓慢地增加，一直到10V左右，记下相应的电压表和电流表的读数U R、I。

四、实验原理
1．线性电路的叠加性：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，任何一条支路的电流或电压，都可以看成是由每一个独立源单独作用时在该支路所产生的电流或电压的代数和。

2．线性电路的齐次性：当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即电路中各支路的电流和电压值）也将增加或减小K 倍。

某独立源单独作用是指：在电路中将该独立源之外的其他独立源“去掉”，即电压源用短路线取代，电流源用开路取代，受控源保持不变。

对含非线性元件（如二极管）的电路，叠加原理不适用；叠加原理一般也不适用于“功率的叠加”，P ＝（Σ I ）·（ΣU ）≠Σ IU
五、实验预习要求，在实验报告本上完成以下内容
1．写出本实验用到的仪器、设备及型号； 2．画出实验电路接线图及数据表格；
3．根据图3.1中各元件参数计算表格3.1中各项理论值
4．回答思考问题：叠加原理中E 1、E 2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（E 1或E 2）置零（短接）？
六、实验内容与步骤
实验线路如图3.1所示，中虚线的地方用导线连接起来。

510Ω
510Ω
1kΩ
6 V
12 V
A
B
C
D
I1
I2
I3
E1
E2
S1S2
图3.1 实验电路。

实验一 直流电路实验一：实验目的1、初步熟悉实验台的布局和使用。

2、学习直流电压表、直流电流表和直流稳压电源的使用和量程选择。

3、学习电路的接线方法。

4、学习验证基尔霍夫定律、叠加定理及戴维南定理的方法。

二：原理说明1、叠加原理在线性电路中，每一个元件上的电压或电流均可视为各个激励源（电压源或电流源）单独作用时，在该元件上产生的电压分量或电流分量的代数和。

2、基尔霍夫电流定律任一瞬间，流入某一节点的电流之和等于从该节点流出的电流之和。

基尔霍夫电压定律：任一瞬间，电路中的任一回路各段电压的代数和恒等于0。

3、戴维南定理任何一个线性含源网络，对外部电路而言，总可以用一个理 想电压源与一个电阻相串联的有源支路来代替，这个理想电压源的电压等于原网络a 、b 端口的开路电压U abo ，这个电阻R abi 等于原网络中所有独立源均除去（即电压源短路，电流源开路）后从a 、b 端口看进去的入端等效电阻。

因此，我们把这两个很重要的物理量U abo 和R abi 叫作“戴维南参数”。

戴维南参数的获取有计算法和实验法。

计算法就是用戴维南定理以及解复杂电路的有关方法计算出U abo 和R abi 实验法有：（1）用欧姆表去测量激励源经无源化处理后a 、b 端口的电阻R abi（2）用直流电压表去测a 、b 端口的开路电压U abo ，用直流电流表去测a 、b 端口的短路电流I abs ，然后用公式R abi =IabsUabo计算，就可得到戴维南参数。

三：验前的预习与练习1、复习教科书中有关叠加原理和戴维南定理的内容。

2、对于图1—1所示的电路，用叠加原理计算出各支路上的电流和各元件的上的电压。

即计算E 1、E 2单独作用时的电流、电压值，E 1和E 2共同作用时的电压、电流值， 并将计算出的电压、电流值填入表1—1中。

3、在图1—1中，将R 3支路断开，计算a 、b 端口的戴维南参数U abo 、R abi 、I abs ，将计算值填入表1—3中。

一． 电子仪器仪表使用（1）【实验目的】1. 学习正确使用数字万用表和直流稳压电源；2. 验证叠加原理及基尔霍夫定律；3. 加深对线性电路中参考方向和实际方向以及电压、电流正负的认识。

【相关知识要点】1. 叠加原理：在任一线性网络中，多个激励同时作用的总响应等于每个激励单独作用时引起的响应之和。

叠加定理是线性电路普遍适用的基本定理，它是线性电路的重要性质之一。

应用叠加定理可以把一个复杂电路分解成几个简单电路来研究，如图1.4.1所示，然后将这些简单电路的研究结果叠加，便可求得原来电路中的电流或电压。

原电路BBBE 1 单独作用图1.4.18 叠加原理AAAE 2 单独作用R 1R 1E 1E 1E 2I 1R 3R 3R 3R 2R 2I 2I 2’I 1’I 3I 3’I 1’’I ’’23I ’’R 1E 2R 2"I 'I I "I 'I I " I 'I I 333222111 +=+=+=图1.4.1 叠加定理示意图2. 基尔霍夫定律：基尔荷夫电流定律(KCL):对任一节点,在任一时刻,所有各支路电流的代数和恒等于零。

即:∑I ＝0 (若流入节点为正，则流出节点为负)基尔荷夫电压定律(KVL):沿任一绕行回路,在任一时刻,所有支路或元件电压的代数和恒等于零。

即:∑U ＝0 （若与绕行方向相同为正，则与绕行方向相反为负）【预习与思考】1. 掌握叠加原理、基尔霍夫定律等理论。

2. 计算图1.4.1中负载支路的电压U L 、电流I L ，将所得值记入表1.4.1中。

3. 叠加原理中，两个电源同时作用时在电路中所消耗的功率是否也等于两个电源单独作用时所消耗的功率之和？为什么？【注意事项】1. 在使用万用表测量时，注意电压、电流、欧姆等档次的选择，切忌用电流档测电压（即与被测元件并联）。

2. 一定要在电源断开的情况下，才能用万用表测电阻。

3. 在使用稳压电源时，只允许按下一个琴键按钮，切勿将几个选择按钮同时压下，使几组互相独立的电源并联在同一个电压表上，而将几个电源相互短路造成仪器的损坏。

电工学实验报告一、引言电工学是电子工程的基础学科之一，通过实验可以深入了解电工学的原理和应用。

本实验报告旨在总结实验过程及结果，提供详细的数据和分析，以便更好地理解电工学的相关概念和实际应用。

二、实验目的1. 熟悉实验室中常用的电工学实验仪器和设备。

2. 学习电阻、电容和电感的基本特性及其在电路中的应用。

3. 掌握电流、电压和功率的测量方法。

4. 实验中培养出准确记录数据、分析结果和解决问题的能力。

三、实验仪器和设备1. 直流电源2. 电位器3. 电压表4. 电流表5. 电阻箱6. 电容箱7. 电感箱8. 万用表9. 连线电缆四、实验内容及步骤1. 电阻实验a. 使用电阻箱组装一系列不同电阻值的电路。

b. 通过电流表和电压表测量电路中电流和电压的值。

c. 记录测量值，并计算得到每个电阻的电阻值。

d. 分析电流、电压和电阻之间的关系。

2. 电容实验a. 使用电容箱组装一个RC电路。

b. 使用直流电源提供电源电压。

c. 使用万用表以不同的时间间隔测量电路中电压值。

d. 记录测量值，绘制电压随时间变化的曲线。

e. 分析电压变化曲线并计算得到电容器的容值。

3. 电感实验a. 使用电感箱组装一个RL电路。

b. 使用直流电源提供电源电压。

c. 使用万用表测量电路中电流随时间的变化。

d. 记录测量值，绘制电流随时间变化的曲线。

e. 分析电流变化曲线，计算得到电感器的电感值。

五、实验结果与数据分析1. 电阻实验结果和数据分析根据测量的电流和电压值，计算出了不同电阻的电阻值。

根据Ohm定律，我们发现电流与电压之间呈线性关系，电阻值等于电压除以电流。

通过对比理论值和实际测量值之间的差异，可以评估测量可靠性。

2. 电容实验结果和数据分析根据测量的电压随时间变化的曲线，我们可以得出电容器的容值大小。

同时，观察曲线的斜率可以评估电路中的RC时间常数，从而了解电容器和电阻器对电路响应的影响。

3. 电感实验结果和数据分析根据测量的电流随时间变化的曲线，我们可以计算电感器的电感值。

电工学实验报告
一、实验目的
本次电工学实验主要是通过测量电路中电流、电压、电阻等手段，加深对电路中基本元器件的认知，以及学会使用万用表、示
波器等仪器进行电路测试。

二、实验仪器和材料
1.电源
2.万用表
3.电阻箱
4.示波器
5.导线、电池等材料
三、实验步骤
1. 实验一：电路分析
将电源、电阻（可变电阻）、导线等器材连接成一个简单的电路，用万用表测量电路中电流、电压等指标，并进行记录和分析，以加深对电路基本元件的理解。

2. 实验二：电压和电流的测量
用万用表分别测量单个电池电压和串联电路的电压，并用示波器测量电路中的电流，并进行分析和研究。

3. 实验三：电阻计算
通过电阻箱替换不同大小的电阻器，测量电路中电阻的变化，学会如何进行电阻计算。

四、实验结果分析
通过以上实验操作，我们可以得到电路的实际电压、电流、电阻等基本指标，分析电路中各元件的作用和规律，达到了对电路基本原理的加深认识，同时还学会了使用万用表、示波器等仪器进行电路测试的技巧和方法。

五、实验结论
通过本次电工学实验，我们充分了解了电路中各种元件的作用及使用方法，并且掌握了一系列电路实验的基本技能，不仅提高了我们对电学知识的理论掌握程度，同时也增加了对电学知识的实际应用能力。

总之，本次电工学实验不仅是对课堂知识的实际应用，同时也是对学习的巩固和加深，从中学到的技能和经验将会有益于我们今后的学习和工作，为我们未来的发展奠定更加坚实的基业。

一、实验目的本次电工学实训实验旨在通过实际操作，使学生掌握电工学的基本知识和技能，提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。

通过本次实验，使学生能够：1. 熟悉电工工具和仪器的使用方法；2. 掌握电路元件的识别和连接方法；3. 学会电路的测量和调试技巧；4. 了解电路的基本工作原理；5. 培养团队协作和沟通能力。

二、实验内容1. 电路元件的识别和连接（1）识别电路元件：本实验中，我们学习了电阻、电容、电感、二极管、三极管等常用电路元件的识别方法。

（2）连接电路：根据电路图，我们将电路元件正确连接，确保电路的连通性和安全性。

2. 电路的测量和调试（1）测量电压和电流：使用万用表测量电路中的电压和电流，了解电路的工作状态。

（2）调试电路：根据电路要求，对电路进行调试，确保电路的正常工作。

3. 电路的基本工作原理（1）电阻、电容、电感的串并联电路：通过实验，了解电阻、电容、电感的串并联电路特点。

（2）放大电路：学习放大电路的基本原理，掌握放大电路的调试方法。

（3）整流电路：了解整流电路的工作原理，掌握整流电路的调试方法。

三、实验步骤1. 准备实验器材：电工工具、仪器、电路元件、电路板等。

2. 按照电路图连接电路元件，确保电路的连通性和安全性。

3. 使用万用表测量电路中的电压和电流，了解电路的工作状态。

4. 对电路进行调试，确保电路的正常工作。

5. 分析实验数据，总结实验结果。

四、实验数据记录1. 电阻、电容、电感的串并联电路：（1）串联电路：R1=10Ω，R2=20Ω，R串=30Ω；C1=10μF，C2=20μF，C串=30μF；L1=10H，L2=20H，L串=30H。

（2）并联电路：R1=10Ω，R2=20Ω，R并=6.67Ω；C1=10μF，C2=20μF，C并=33μF；L1=10H，L2=20H，L并=3.33H。

2. 放大电路：（1）放大倍数：A=100倍。

（2）输入信号电压：Vin=1V。

实验1 基尔霍夫定律一、实验目的(1)加深对基尔霍夫定律的理解，用实验数据验证基尔霍夫定律。

(2)熟练掌握常用仪器仪表的使用技术。

二、实验原理基尔霍夫定律是电路理论中最基本的定律之一，它阐明了电路整体结构必须遵守的规律，应用极为广泛。

基尔霍夫定律有两条：一是电流定律，另一是电压定律。

(1)基尔霍夫电流定律（简称KCL ）是：在任一时刻，流入到电路任一节点的电流总和等于从该节点流出的电流总和，换句话说就是：在任一时刻，流入到电路任一节点的电流的代数和为零。

这一定律实质上是电流连续性的表现。

运用这条定律时必须注意电流的方向，如果不知道电流的真实方向时可以先假设每一电流的正方向（也称参考方向），根据参考方向就可写出基尔霍夫的电流定律表达式。

例如图1-1所示电路中某一节点N ，共有五条支路与它相连，五个电流的参考正方向如图，根据基尔霍夫定律就可写出：I 1+I 2+I 3=I 4+I 5。

如果把基尔霍夫定律写成一般形式就是∑I=0。

显然，这条定律与各支路上接的是什么样的元件无关，不论是线性电路还是非线性电路，它是普遍适用的。

电流定律原是运用于某一节点的，我们也可以把它推广运用于电路中的任一假设的封闭面，例如图1-2所示封闭面S 所包围的电路有三条支路与电路封闭面组成的部分相联接，其电流为I 1、I 2、I 3，则I 1+I 2+I 3=0。

因为对任一封闭面来说，电流仍然必须是连续的。

图1.3-1I 5I 1I 2I 3I 4I 1I 2I 3图1.3-2N图1-1 图1-2(2)基尔霍夫电压定律（简称KVL ）是：在任一时刻，沿闭合回路电压降的代数和总等于零，把这一定律写成一般形式即为∑U=0 。

例如在图1-3所示的闭合回路中，电阻两端的电压参考正方向如箭头所示，如果从节点a 出发，顺时针方向绕行一周又回到a 节点，便可写出：U 1+U 2+U 3 –U 4-U 5=0显然，基尔霍夫电压定律也是和沿闭合回路上元件的性质无关。

电工学实验(基尔霍夫定律和叠加原理的验证)实验四基尔霍夫定律的验证一、实验目的1. 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。

2. 学会用电流插头、插座测量各支路电流。

二、原理说明基尔霍夫定律是电路的基本定律。

测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。

即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI＝0；对任何一个闭合回路而言，应有ΣU＝0。

运用上述定律时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此方向可预先任意设定。

四、实验内容实验线路与实验三图挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。

图2.4.1电流插头1. 实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。

图2.4.1中的I1、I2、I3的方向已设定。

三个闭合回路的电流正方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。

2. 分别将两路直流稳压源接入电路，令U1＝6V，U2＝12V。

3. 熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”两端。

4. 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值于表2.4.1中。

5. 用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，数据记录于表2.4.1中。

电流插座五、实验注意事项1. 同实验三的注意1，但需用到电流插座。

2．所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。

U1、U2也需测量，不应取电源本身的显示值。

3. 防止稳压电源两个输出端碰线短路。

4. 用指针式电压表或电流表测量电压或电流时，如果仪表指针反偏，则必须调换仪表极性，重新测量。

此时指针正偏，可读得电压或电流值。

若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值。

但应注意：所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。

六、预习思考题1. 根据图2.4.1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。