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《电路分析》实验指导书四川理工学院电子与信息工程系《电路分析》课程教研组编实验要求与须知科学实验是科学得以发展的保证，是研究自然科学的一个重要手段。
对于电路分析这门课程来说，实验是整个教学过程中必不可少的重要的实践性环节，它是系统学习本学科基础理论知识的基础上，通过实验和实际操作使学生得到实验基本技能的训练，学习常用仪器仪表的使用方法，进一步巩固和加深所学到的理论知识，培养和提高学生运用基本理论去分析、处理实际问题的能力。
一、实验目的和要求：1、通过实验，学习常用仪器、仪表的使用方法和测量技术，培养学生的基本实验技能。
2、进一步巩固加深并扩大所学的理论基础知识，培养运用基本理论知识去分析、解决实际问题的能力。
3、培养整理实验数据，分析实验结果，编写实验报告和选择实验方法的能力。
4、培养事实求实、严肃认真、塌实细致的科学作风和良好的实验习惯。
二、实验的进行方式实验课一般分课前预习、进行实验和课后写实验报告三个阶段。
为使学生做每次实验，达到预期目的，现将各个阶段的要求简述如下：1、课前预习实验能否顺利进行和收到预期效果，很大程度上取决预习准备是否充分。
因此要求每次实验之前仔细阅读实验指导书，明确本次实验的目的、任务，了解实验的基本原理以及实验线路、方法、步骤，清楚本次实验要观察哪些现象，记录哪些实验数据和哪些问题。
以及搞清楚实验中所要遇到的仪器、仪表的使用方法。
学生只有认真做好预习后才能到实验室做实验，凡达不到预习要求者，不得进行实验。
2、进行实验一般实验课按下列程序进行：（1）首先认真听取教师在实验前讲授的实验要求及注意事项。
（2）到指定的桌位上做实验，实验前应做到：1）检查仪器、仪表设备是否齐全、完好，并了解仪器、设备的额定容量，使用方法，量程和操作规程。
当未搞清楚性能和用法时，不得随意使用该仪器、设备。
2）做好实验记录的准备工作。
3）按实验要求接线。
接线前先弄清楚原理图上的各元件和节点与实验电路中元件、节点的对应关系，然后根据要求连接线路。
2012电路分析专题研究部分题目辅导材料北京交通大学电工电子教学基地电路分析教学组2012-9目录一. 专题研讨的目的二. 专题研讨报告的写作要求三. 专题研讨部分参考题目1数字-模拟转换器(DAC)原理研究2模拟-数字转换电路（ADC）原理研究3运用动态电路分析原理研究RC消除噪声电路4 DC-DC电压转换电路原理研究5 RC一阶有源滤波电路研究6 RLC电路的动态和频率特性综合研究7互感和谐振电路应用——RFID原理研究一．专题研讨的目的电路分析课程作为专业基础课程，不仅有完整的理论体系，也有很强的工程应用背景。
在许多实际工程问题中，电路分析的理论和方法都起着重要作用。
事实上，电路分析课程中的许多知识点设定、例题和习题均来自于工程实践。
了解电路分析方法如何应用在实际问题的解决过程中，有助于理解电路课程的知识体系，加深对于所学理论和方法的理解。
电路课程是一门实践性很强的课程。
电路分析的最终目的是为了解决实际电路问题，这需要将电路问题的建模、理论分析、实验和计算机仿真方法综合应用。
专题研讨是对课后普通计算习题类型的补充，训练知识的综合运用，尝试将理论分析、软件仿真和实验方法结合起来，模拟工程问题解决的过程。
电子信息领域是一个发展迅速、不断创新的领域。
电路分析的基础理论和基本分析方法是经典的，而电路理论的应用领域是不断变化更新的，为经典的分析方法增加了新的应用案例。
通过专题研讨题目可促进知识面的扩展，了解更多有趣的新知识和新应用。
将课程的学习过程当作培养能力的过程，专题研讨就是一个好的载体。
专题研讨问题主要靠自主完成。
一些实际问题需要用不同于课本上的方法解决，或者可能有多种解决方法，需要根据自己的理解去确定自己的方法；超出课上知识的内容，需要通过查阅参考书、搜集互联网上的资源来了解；而综合运用理论计算、仿真验证、程序设计等多种方法，更是发挥、展现自己能力的好机会。
二．专题研讨报告的写作要求项目问题的完成按小组进行，每组选择一个题目，完成一份报告。
第三章实验项目（中文）实验1 基本元件伏安特性的测绘一．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．实验设备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．实验原理一个二端元件的特性可以用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的关系来表示，即用U-I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.线性电阻元件线性电阻元件的伏安特性服从欧姆定律，即在U-I平面上定义的一条通过坐标原点且位于直角坐标平面中的1、3象限（正电阻）的直线，如图3.1(a)所示，该直线的斜率表征了它的电阻值。
伏安特性曲线为直线的电阻称为线性电阻。
在实验室里，我们常用的电阻器通常为碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻以及线绕电位器、薄膜电位器等，它们在直流或很低的频率下使用时，其线性度较好，伏安特性曲线近似为一条直线。
2.非线性电阻元件非线性电阻元件的伏安特性是在U-I平面上通过坐标原点的一条曲线，其阻值不是常数。
常见的非线性电阻有白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等，下面分别对其进行简单介绍：1）白炽灯丝白炽灯灯丝是一种常见的非线性电阻，当其正常工作时，灯丝处于高温状态，灯丝电阻随温度升高而增大，而灯丝温度又与通过灯丝的电流有关，电流越大，温度越高，相应的阻值也越大。
一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可以相差几倍至十几倍，其伏安特性曲线如图3.1(b)所示。
2）普通二极管普通的半导体二极管是目前使用最广泛的非线性电阻元件之一。
当向二极管两端加正向电压时（一般锗管约为0.2～0.3V，硅管约为0.5～0.7V），其正向电流随电压的升高而急速上升，而加反向电压时，当电压从零一直增加到几十伏，其反向电流增加的却很少，由此可见，二极管具有单向导电性。
电路实验指导书电路课程组编写国家电工电子实验教学中心北京交通大学2012电路实验教学可以使学生掌握实验的基本技能和实验方法，从实验数据中找出规律评估问题。
通过电路设计性实验教学，可以使学生提高综合设计能力、工程能力以及分析问题解决问题的能力。
本章在每一个实验题目后面都附有思考题和选做题，供学生参考选做，使优秀学生有发展和创新的空间。
实验一电路元件伏安特性的测试通过对电路基本元件伏安特性的测试，掌握线性电阻和非线性电阻元件的特点及其性能，分析评估在实验中出现误差的原因，加强对相关领域理论的深刻理解，提高工程实践能力。
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试方法3. 熟悉实验台上直流电工仪表和设备的使用方法二、原理说明电路元件的特性一般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。
电阻元件是电路中最常见的元件，有线性电阻和非线性电阻之分。
实际电路中很少是仅由电源和线性电阻构成的“电平移动”电路，而非线性器件却常常有着广泛的使用，例如非线性元件二极管具有单向导电性，可以把交流信号变换成直流量，在电路中起着整流作用。
万用表的欧姆档只能在某一特定的U和I下测出对应的电阻值，因而不能测出非线性电阻的伏安特性。
一般是用含源电路“在线”状态下测量元件的端电压和对应的电流值，进而由公式R＝U/I求测电阻值。
1.线性电阻器的伏安特性符合欧姆定律U＝RI，其阻值不随电压或电流值的变化而变化，伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图1-1(a)所示，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。
图1-1 元件的伏安特性2. 白炽灯可以视为一种电阻元件，其灯丝电阻随着温度的升高而增大。
一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可以相差几倍至十几倍。
通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，即对一组变化的电压值和对应的电流值，所得U/I 不是一个常数，所以它的伏安特性是非线性的，如图1-1(b)所示。
电路分析实验讲义实验一：电源的等效变换一、实验目的1、通过实验了解什么是电流源及电流源的外特性；2、掌握电流源和电压源进行等效变换的条件。
二、实验原理一个电源可以用两种不同的电路模型来表示：电压源和电流源。
生活中的电池，实验室中提供电压的设备都是电压源，为我们所熟悉。
为负载提供电流的设备称为电流源。
若电源的输出电流不受源电压或负载大小的影响，保持自身电流的变化规律，则称它为理想电流源，理想电流源的模型及伏安特性曲线如图1—1所示：图1—1 理想电流源的模型 图1—2 实际电流源的模型实际上，理想电流源并不存在，一个实际电源的输出电流会受负载的影响，为了反映这一性质，用一个理想电流源并联一个内阻器表示电流源，实际电流源的模型及其伏安特性曲线如图1—2所示。
本实验中的电流源是用晶体三极管来实现的，当晶体三极管共基极联接时，在一定范围内，集电极电流I c 不随V CB 的变化而变化，可以近似地将其视为理想电流源。
2、电源的等效变换一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个是电压源，也可以看成是一个电流源。
也就是说，它们之间可以进行等效变换。
如图1—3 所示，其等效变换的条件为：Rs s R =' （1）RsUsIs = （2）图1—3 电源的等效变换利用电源等效变换条件式（1）和式（2），可以很方便地把一个参数为Us 和Rs 串联的电压源变换成一个参数s s s R U I /=和Rs 并联的等效电流源；反之，也可以很容易地把一个电流源变换成一个等效的电压源。
三、实验内容及步骤1、 理想电流源的伏安特性图1—4（a ） 图1—4（b ）在直流电路实验板上按图1—4（a ）接好线路。
其等效电路如图书1—4（b ）所示。
图中Ee =4V,Ec =15V 分别由晶体管稳压电源第一组输出和第二组输出供给。
调节Re 电位器使电流Ic =10mA 。
由小到大依次调节电阻箱R L 的阻值使其分别为表1—1中的数值，记录电流表相对应的读数填入表1—1中。
《电路分析》实验指导书浙江师大职业技术教育学院应用电子系《电路分析》课程组编实验要求与须知科学实验是科学得以发展的保证，是研究自然科学的一个重要手段。
对于电路分析这门课程来说，实验是整个教学过程中必不可少的重要的实践性环节，它是系统学习本学科基础理论知识的基础上，通过实验和实际操作使学生得到实验基本技能的训练，学习常用仪器仪表的使用方法，进一步巩固和加深所学到的理论知识，培养和提高学生运用基本理论去分析、处理实际问题的能力。
一、实验目的和要求：1. 通过实验，学习常用仪器、仪表的使用方法和测量技术，培养学生的基本实验技能。
2. 进一步巩固加深并扩大所学的理论基础知识，培养运用基本理论知识去分析、解决实际问题的能力。
3. 培养整理实验数据，分析实验结果，编写实验报告和选择实验方法的能力。
4. 培养事实求实、严肃认真、塌实细致的科学作风和良好的实验习惯。
二、实验的进行方式实验课一般分课前预习、进行实验和课后写实验报告三个阶段。
为使学生做每次实验，达到预期目的，现将各个阶段的要求简述如下：1. 课前预习实验能否顺利进行和收到预期效果，很大程度上取决预习准备是否充分。
因此要求每次实验之前仔细阅读实验指导书，明确本次实验的目的、任务，了解实验的基本原理以及实验线路、方法、步骤，清楚本次实验要观察哪些现象，记录哪些实验数据和哪些问题。
以及搞清楚实验中所要遇到的仪器、仪表的使用方法。
学生只有认真做好预习后才能到实验室做实验，凡达不到预习要求者，不得进行实验。
2. 进行实验一般实验课按下列程序进行：（1）首先认真听取教师在实验前讲授的实验要求及注意事项。
（2）到指定的桌位上做实验，实验前应做到：1) 检查仪器、仪表设备是否齐全、完好，并了解仪器、设备的额定容量，使用方法，量程和操作规程。
当未搞清楚性能和用法时，不得随意使用该仪器、设备。
2) 做好实验记录的准备工作。
3) 按实验要求接线。
接线前先弄清楚原理图上的各元件和节点与实验电路中元件、节点的对应关系，然后根据要求连接线路。
连接的原则一般是“先串后并”、“先主后辅”，接好线路后要求自检、互检并请教师检查，待老师认可后，方准接通电源。
4) 按实验步骤进行操作，观察实验现象，读取和记录实验数据。
操作前要做到：目的明确，心中有数。
操作时要注意：合电源，眼观全局，先看现象，再读数据。
读数前要弄清仪表量程及刻度，读数时注意姿势正确，要求“眼、针、影成一线”。
5) 结尾工作完成所有的实验项目后，先不忙拆线，应自己检查实验数据是否合理，有无遗漏，再经教师复查，并在原始记录上签字通过后方可拆线（注意拆线前必须先切断电源），并做好仪器、设备、桌面和环境的清洁整理工作。
最后经教师同意后才可离开实验室。
三、实验报告的编写实验报告的编写过程是实验结果的全面归纳，总结分析和提高阶段。
要简明扼要将实验结果完整和真实的表达出来。
报告要求：文理通顺，字迹清楚，图表清晰，结论正确，分析合理，讨论深入。
学生在每次实验之后都应独立完成这一工作，实验报告内容包括：1. 实验名称、实验日期、班级和姓名。
2. 实验目的、任务、原理和线路图。
3. 实验仪器仪表设备的名称、数量及规格。
4. 根据原始数据做成的表格、曲线、波形，以及理论计算数据，误差分析等。
波形、曲线要求画在坐标纸上，比例尺要适当，坐标轴上要标明物理量的单位和分度。
做曲线时要曲线板绘制，力求曲线光滑，不必强求通过全部的测定点，测定点的分布可随曲线率不同而不同。
曲率大处应多测几点。
实验结果的分析处理（包括实验结论、分析讨论收获体会及意见）。
回答指导书上提出的问题。
学生在做完实验之后，应及时写好报告，不交报告者，实验不合格。
实验操作规则及注意事项1、实验前必须进行预习，阅读实验指导书及教科书中有关内容，了解实验目的任务和步骤，达到心中有数，目的明确。
凡预习不合格者，不得进入实验室。
2、保持实验室的清洁，和环境卫生，不准随地吐痰，严禁吸烟，保持安静，不得大声说话和吵闹。
3、注意人身安全和设备安全要求切实遵守实验室各项操作规程，以确保实验过程中的安全，必须严格遵守以下规定。
（1）不宜自行接通电源，接好线后经教师检查认可后，方可合上电源。
（2）进行实验时不触及裸露的带电部分，防止衣服头发卷人转动的机器。
严格遵守“先接线，后通电，先断电后拆线”的操作程序。
严禁带电操作。
（3）发现异常现象（声响、发热、焦嗅等）应立即切断电源。
保护现场，报告指导老师，不允许自行处理，或隐瞒事故。
凡属责任事故，造成仪器、设备损坏者，需会同实验室工作人员进行分析处理、并如实填写事故报告单。
（4）爱护仪器设备，遵守操作规程，不得动用与本次实验无关的设备。
（5）实验结束后摆好仪器设备，并做好实验室的清洁卫生工作。
实验目录实验一元件伏安特性的测定 (6)实验二基尔霍夫定律 (12)实验三电源的等效变换 (15)实验四叠加定理和戴维南定理 (21)实验五简单RC电路的瞬态过程 (27)实验六一阶、二阶电路的正弦响应 (29)实验七功率因数的改善 (32)实验八三相交流电路 (35)实验九电源等效变换设计 (40)实验十一阶RC电路的设计 (43)附录：示波器和函数信号发生器的使用 (44)附录2 电子示波器、万用表和信号发生器的使用 (48)实验一元件伏安特性的测定一、实验目的1、学习直读式仪表及晶体管稳压电源等设备的使用方法2、加深对线性电阻元件，非线性电阻元件——半导体二极管以及电源伏安特性的理解，并学习掌握测试元件特性的伏安测量法。
二、原理与说明电路元件的特性一般用该元件的端电压V与通过元件的电流I之间的伏安函数关系来表示，一个元件的电压与电流之间关系的图形称为此元件的伏安特性曲线。
独立电源和电阻元件的伏安特性，可以用电压表，电流表测定这种方法称为伏安测量法（即伏安表法）。
伏安表法原理简单，测定方便，同时适合非线性元件伏安特性的测定。
但由于仪表的内阻会影响到测量的结果因而必须注意仪表的合理接法。
1、电阻元件（1）、线性电阻元件电阻元件的特性可以用元件两端的电压V与流过元件的电流I的关系来表征。
在V—i 坐标平面上线性电阻元件的特性为一条通过原点的直线，该直线的斜率的倒数，即为电阻值，它是一个常数。
如图1—1所示。
电阻的伏安特性是符合欧姆定律的。
电阻值不随电压或电流变化而变化。
在V和I关联参考方向条件下：V=I R若V，I参考方向相反则欧姆定律的形式为：V=-I R（2）、非线性电阻非线性电阻的电阻值随电流电压的变化而变化，对于非线性电阻元件，可以分为下三种类型。
1）、若元件的端电压是流过该电压的单值函数，则称为电流型电阻元件，示例的特性曲线见图1—2（a）。
2）、若流过元件的电流是该元件端电压的单值函数，则为电压型电阻元件，示例的特性曲线见图1—2（b）。
3）、若元件的伏安特性曲线是单调增加或减少的，则该元件即是电流型又是电压型的电阻元件。
如图1—2（c）。
半导体二极管就是一种非线性电阻元件，其伏安特性曲线如图1—2（c）所示。
二极管的电阻值随电压电流的大小甚至方向而改变。
对比图1—1和图1—2可以发现，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，为所有线性电阻元件所具备。
而半导体二极管的伏安特性不但是非线性的而且对于坐标原点不对称，又称单向性，这种性质为大多数非线性电阻所具备。
半导体二极管的电阻随端电压的大小和极性不同而不同。
当外加电压的极性和二极管的极性相同时，其电阻值很小，反之电阻值很大。
半导体二极管的这一性能称为单相导电性，利用单相导电性可以把交流电变换成直流电。
1、电压源理想电压源的端电压V S（t）是确定的时间函数，而与流过的电源的电流大小无关。
流过理想电压源的电流不由电压源本身决定，而是由于之相联结的外电路所确定的，如V S（t）不随时间变化（即为常数）则该电压源称为直流理想电压源V S。
其伏安曲线如图1-3（a）所示。
理想电压源实际上是不存在的，实际电压源总是有一定大小的内阻。
（因此实际电压源可以用一个理想电压源和一个电阻相串联的电路模型来表示。
如图1-3（b）所示。
）显然，实际电压源的内阻R S越小图1-3（b）中的θ越小，其正切的绝对值代实际电压源的内阻R S。
内阻R S越小，其特性越接近理想电压源。
本次实验所采用的晶体管直流稳压电源，其伏安特性非常接近于理想电压源，当通它的电流在规定范围内变化时，可以认为是理想电压源。
图1-3三、实验内容及步骤本实验在直流电路实验板上进行，其板面如图1-4所示。
1、测定线性电阻的伏安特性取实验板上R=470Ω的电阻为被测元件，并按图1-5接好线路（将D1用短路线联结经检查无误后，打开直流稳压电源开关，改变与直流电源并联的R的滑动点使电阻R两端的电压为表1-1中所列数值，并将相对应的电流值记录在表1-1中。
）表1-12、测定非线性电阻——半导体二极管的伏安特性。
将二极管短路线去除，选取1N4007二极管为被测元件。
按图1-6接好电路，测定正向特性曲线。
图中R为可变电阻器用以调节电压，r取板上51Ω的电阻作为限流电阻，用以保护二极管。
在测量二极管的反向特性时，由于二极管的反向电阻很大，流过它的电流很小，故电流表选用直流微安表（或万用表的直流μA档）。
本实验不做要求。
按图1-6接好线路，经检查无误后，开启稳压电源，输出电压调至3V左右，调节可变电阻R，使电压表读数分别为表1-2中。
为了方便做图，在曲线弯曲部分可适当多取几个测量点。
表1—23. 测定电压源的伏安特性实验采用晶体管直流稳压电源作为理想电压源，其内阻Rs很小，在和外电路电阻相比其内阻可以忽略不计的情况下，其输出电压基本维持不变。
因此，可以把晶体管稳压电源视为理想电压源。
若选取实验板上51Ω电阻作为电压源的内阻，与稳压电源相串联组成一个实际的电压源模型。
图1—7按图1—7接好线路后，启动晶体管稳压电源，当R变电阻器开路时并调节晶体管直流稳压电源输出电压Vs=10V。
然后调节可变电阻器R阻值将理想电压源的电压V和实际电压源的电压VR以及电流表中的电流填入表1—4中表1—4晶体管直流稳压电源一台；万用表一只；直流电压表一只；直流毫安表一只；可变电阻器（1000Ω）一只；实验电路板一块。
五、注意事项（1）切勿将电表板性接错，在调节可变电阻时随时注意毫安表指针不得超过量程。
（2）实验过程中，直流稳压电源不能短路，晶体管直流稳压电源的使用见附录。
绘制特性曲线时，注意坐标比例的合理选取。
六、实验报告要求1、根据实验数据，在坐标纸上绘制线性电阻，半导体二极管，理想电压源和实际电压源的伏安特性曲线。
2、析实验结果，并得到相应的结论。
3、回答下列思考题1）试说明图1—6中电压表和电流表的接法？为什么？2）如果误用电流表去测电压，将会产生什么后果？实验二基尔霍夫定律一、实验目的1、验证基尔霍夫定律；2、加深对参考方向的理解；3、学会测量电路的开路电压和短路电流的方法。
