《电子电工学实验指导书》

北方民族大学Beifang Ethnic University《电子电工学实验》课程指导书北方民族大学教务处北方民族大学《电子电工学实验》课程指导书编著杨艺北方民族大学教务处二〇一一年九月1目录实验一电位、电压的测定及基尔霍夫定律的验证 (2)实验二叠加原理的验证 (9)实验三戴维南定理的验证 (5)实验四 RC一阶电路的响应测试 (13)实验五常用电子仪器的使用 (19)实验六单级放大电路静态参数的测试 (23)实验七单级放大电路动态参数的测试 (23)实验八实验考核 (27)2实验一电位、电压的测定及基尔霍夫定律的验证一、实验目的1、实验证明电路中电位的相对性，电压的绝对性。

2、熟练掌握仪器仪表的使用方法。

3、验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。

4、学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。

二、实验原理一个由电动势和电阻元件构成的闭合回路中，必定存在电流的流动，电流是正电荷在电势作用下沿电路移动的集合表现，并且我们习惯规定正电荷是由高电位点向低电位点移动的。

因此，在一个闭合电路中各点都有确定的电位关系。

但是，电路中各点的电位高低都只能是相对的，所以我们必须在电路中选定某一点作为比较点（或称参考点），如果设定该点的电位为零，则电路中其余各点的电位就能以该零电位点为准进行计算或测量。

在一个确定的闭合电路中，各点电位的高低虽然相对参考点电位的高低而改变，但任意两点间的电位差（即电压）则是绝对的，它不因参考点电位的变动而改变。

据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电压。

若以电路中的电位值作纵坐标，电路中各点位置（电阻）作横坐标，将测量到的各点电位在该坐标平面中标出，并把标出点按顺序用直线条相连接，就可得到电路的电位变化图。

每一段直线段即表示该两点间电位的变化情况。

在电路中参考电位点可任意选定，对于不同的参考点，所绘出的电位图形是不同的，但其各点电位变化的规律却是一样的。

在作电位图或实验测量时必须正确区分电位和电压的高低，按照惯例，是以电流方向上的电压降为正，所以，在用电压表测量时，若仪表读数为正，则说明电表正极的电位高于负极的电位。

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多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。

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电流的正方向，此方向可预先任意设定。

四、实验内容（一）天煌设备实验线路如图1—1所示。

1. 分别将两路直流稳压电源接入电路，令 U1＝6V，U2＝12V。

2. 以图1-1中的A点作为电位的参考点，分别测量B、C、D、E、F各点的电位值φ；再以D点作为电位的参考点，分别测量B、C、D、E、F各点的电位值φ。

4. 实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图中的I 1、I 2、I 3 所示。

5. 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。

6. 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。

图1—1（二）方圆设备实验线路如图1—2所示。

图1—21. 将直流稳压电源接入电路，令 E ＝10V 。

2. 以图1-2中的A 点作为电位的参考点，分别测量B 、C 、D 、E 、F 各点的电位 值φ；再以D 点作为电位的参考点，分别测量B 、C 、D 、E 、F 各点的电位值φ。

4. 测量各条支路电流，注意电流表量程及各支路电流流向，将测量结果填入表1—3中。

表1—3 测量各支路电流5. 用直流电压表测量各支路电压及总电压，记入表1—4中，注意电压表量程及电压方向。

6. 通过实验验证四个节点a、b、c、d的∑I是否等于零，验证四个回路acd、cbd、acbd、E+acbE-的∑U是否等于零。

表1-5 验证基尔霍夫电流定律五、实验注意事项1. 测量电位时，用万用表的直流电压档或用数字直流电压表测量时，用负表棒（黑色）接参考电位点，用正表棒（红色）接被测各点，若指针正向偏转或显示正值，则表明该点电位为正（即高于参考点的电位）；若指针反向偏转或显示负值，此时应调换万用表的表棒，然后读出数值，此时在电位值之前应加一负号（表明该点电位低于参考点电位）。

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，要识别电源插头所接电流表的“+、-”极性。

倘若不换接极性，重新测量，此时指针正偏，但读得的电流值必须冠以负号。

六、预习思考题1. 根据图1-1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。

2. 实验中，若用万用表直流毫安档测各支路电流，什么情况下可能出现毫安表显示负值，应如何处理，在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示？七、思考题若以F点为参考电位点，实验测得各点的电位值；现令E点作为参考电位点，试问此时各点的电位值应有何变化？八、实验报告1. 根据实验数据，分别以A、D两点为参考点绘制两个电位图形。

2. 完成数据表格中的计算，对误差作必要的分析。

3. 根据实验数据，理解电位的相对性和电压的绝对性，总结电位相对性和电压绝对性的原理。

4. 选定一个节点、一个回路，用实验数据验证基尔霍夫定律。

5. 小结对基尔霍夫定律的认识.。

实验二叠加原理的验证一、实验目的1、通过实验来验证线性电路中的叠加原理以及其适用范围。

2、学习直流仪器仪表的测试方法。

二、实验原理叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。

叠加原理适用于线性电路，如果网络是非线性的，叠加原理不适用。

实验电路含有一个非线性元件（二极管或稳压管），叠加原理不适用，如果将二极管或稳压管换成一线性电阻，则可以运用叠加原理。

线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。

四、实验内容实验线路如图2-1所示。

图2—11、按图2-1，取U1＝+12V，U2调至+6V。

2、U1电源单独作用时（将开关S1拨至U1侧，开关S2拨至短路侧），用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表格中。

3、U2电源单独作用时（将开关S1拨至短路侧，开关S2拨至U2侧），重复实验步骤2的测量和记录。

4、令U1和U2共同作用时（将开关S1和 S2分别拨至U1和U2侧），重复上述的测量和记录。

53过程，记录数据。

五、实验注意事项1、当U1短路时，将开关S1拨至短路侧，此时U1将不在电路中，测量电压U FA时应注意F点的连接。

当U2短路时，将开关S2拨至短路侧，此时U2将不在电路中，测量电压U AB时应注意B点的连接。

2、请勿将电压源短路连接。

六、预习思考题1、叠加原理中U1、U2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（U1、U2）置零（短接）？2、实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的叠加性和齐次性还成立吗？为什么？七、思考题1、与稳流源I S串接的510Ω电阻如果换成1kΩ，对电路种各支路电流有何影响？试用实验测试证实。

2、在进行叠加实验时，对不作用的稳压源和稳流源应如何处理？如果它们有内电阻或内电导，则应如何处理？3、各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据进行计算并做结论。

八、实验报告要求1、实验报告必须有原始数据记录单，并有详细的原始数据记录。

2、对于线性元件电路，通过测量数据计算误差。

3、根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。

4、请保持报告整洁，字迹工整。

实验三 戴维南定理的验证一、实验目的1. 验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解。

2. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

二、原理说明1. 任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。

戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势Us 等于这个有源二端网络的开路电压Uoc ，其等效内阻R 0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。

诺顿定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电流源与一个电阻的并联组合来等效代替，此电流源的电流Is 等于这个有源二端网络的短路电流I SC ，其等效内阻R 0定义同戴维南定理。

Uoc （Us ）和R 0或者I SC （I S ）和R 0称为有源二端网络的等效参数。

2. 有源二端网络等效参数的测量方法 (1) 开路电压、短路电流法测R 0在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压Uoc ，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流Isc ，则等效内阻为如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路则易损坏其内部元件，因此不宜用此法。

(2) 伏安法测R 0用电压表、电流表测出有源二端网 络的外特性曲线，如图3-1所示。

根据外特性曲线求出斜率tg φ，则内阻图3-1也可以先测量开路电压Uoc ， 再测量电流为额定值I N 时的输出端电压值U N ，则内阻为0o c NNU UR I -=(3) 半电压法测R 0如图3-2所示，当负载电压为被测网络 开路电压的一半时，负载电阻（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值。

图3-2U I ABI U O ΔUΔIφs co c/2(4) 零示法测U OC在测量具有高内阻有源二端网络的开路 电压时，用电压表直接测量会造成较大的误差。

为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测 量法，如图3-3所示。

零示法测量原理是用一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较，当稳压电源的输 图3-3出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为“0”。

然后将电路断开，测量此时稳压电源的输出电压，即为被测有源二端网络的开路电压U OC 。

四、实验内容被测有源二端网络如图3-4(a)所示。

(a) (b)图3-41. 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的Uoc 、R 0和诺顿等效电路的I SC 、R 0。

按图3-4(a)接入稳压电源Us = 12V 和恒流源Is = 10mA ，不接入R L 。

测出U Oc和Isc,并计算出R 0。

（测U OC 时，不接入直流毫安表。

）表3-1 用开路电压、短路电流法测定Uoc 和I SC2. 负载实验按图3-4(a)接入R L。