电气工程电路实验.docVIP

实验一 未知电阻元件伏安特性的测绘 一．实验目的 1．掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法； 2．学会应用伏安法识别常用电阻元件类型的方法； 3．掌握直流恒压电源、直流电压表、电流表的使用方法。 二．原理说明 任一电阻元件两端的电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系U＝f I ，可用U－I平面上的一条伏安特性曲线来表示， 根据伏安特性曲线的形状，电阻元件分两大类：线性电阻和非线性电阻。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，该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R决定，其阻值为常数，与元件两端的电压U和通过该元件的电流I无关；非线性电阻元件的伏安特性是一条经过坐标原点的曲线，其阻值R不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不同的，常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等。识别常用电阻元件的类型，首先是采用逐点测试法绘制它们的伏安特性曲线，然后根据伏安特性曲线的形状，参考已知电阻元件的伏安特性曲线，便可判断出未知电阻元件的类型，并且，根据伏安特性曲线可以计算它们的电阻值。 三．实验内容 1．测定电阻元件1的伏安特性 按图1－1接线，图中的电源U选用恒压源的可调稳压电源输出端，通过直流数字电流表与元件1相连，元件1两端的电压用直流数字电压表测量。 测正向特性：调节可调稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓慢地增加（不能超过5V），在表1－1中记下相应的电压表和电流表的读数，电流限制在100 mA以内。 测反向特性：将可调稳压电源的输出端正、负连线互换，调节可调稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓慢地增加（不能超过－5V），在表1－1中记下相应的电压表和电流表的读数，电流限制在－100mA以内。 表1－1 电阻元件1伏安特性数据 U（V） 0 I（mA） 0 2．测定电阻元件2～5的伏安特性 将图1－1中的元件1分别换成元件2～5 ，重复1的步骤，在表1－2中记下相应的电压表和电流表的读数。 表1－2 电阻元件2～5伏安特性数据 元件 2 U（V） 0 I（mA） 0 元件3 U（V） 0 I（mA） 0 元件4 U（V） 0 I（mA） 0 元件5 U（V） 0 I（mA） 0 四．实验注意事项 1．测量时，可调稳压电源的输出电压由0缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表不能超过±5伏，电流表不超过±100mA。 2．稳压电源输出端切勿碰线短路。 3．测量中，随时注意电流表读数，及时更换电流表量程，勿使仪表超量程。 五．预习与思考题 1．线性电阻与非线性电阻的伏安特性有何区别？它们的电阻值如何计算？ 2．如何用实验方法识别未知电阻元件的类型？ 六．实验报告要求 1．回答思考题； 2．根据实验数据，分别在方格纸上绘制出各个元件的伏安特性曲线，并说明它们是什么电阻元件； 3．根据绘制的伏安特性曲线，计算线性电阻的电阻值，以及二极管正向电压为0.7V和0.4V时的电阻值； 4．根据绘制的伏安特性曲线，说明几种非线性电阻元件的正向特性和反向特性的形状有何异同？ 实验二 基尔霍夫定律的验证 一．实验目的 1．验证基尔霍夫定律，加深对基尔霍夫定律的理解； 2．掌握直流电流表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法； 3．学习检查、分析电路简单故障的能力。 二．原理说明 1．基尔霍夫定律 基尔霍夫电流定律和电压定律是电路的基本定律，它们分别用来描述结点电流和回路电压，即对电路中的任一结点而言，在设定电流的参考方向下，应有ΣI ＝0，一般流出结点的电流取正号，流入结点的电流取负号；对任何一个闭合回路而言，在设定电压的参考方向下，绕行一周，应有ΣU ＝0，一般电压方向与绕行方向一致的电压取正号，电压方向与绕行方向相反的电压取负号。 在实验前，必须设定电路中所有电流、电压的参考方向，其中电阻上的电压方向应与电流方向一致，见图2－1所示。 2．检查、分析电路的简单故障 电路常见的简单故障一般出现在连线或元件部分。连线部分的故障通常有连线接错，接触不良而造成的断路等；元件部分的故障通常有接错元件、元件值错，电源输出数值（电压或电流）错等。 故障检查的方法是用用万用表（电压档或电阻档）或电压表在通电或断电状态下检查电路故障。 （1）通电检查法：在接通电源的情况下，用万用表的电压档或电压表，根据电路工作原理，如果电路某两点应该有电压，电压表测不出电压，或某两点不应该有电压，而电压表测出了电压，或所测电压值与电路原理不符，则故障必然出现在此两点间。 （2）断电检查法：在断开电源的情况下，用万用表的电阻档，根据电路工作原理，如果电路某两点应该导通而无电阻（或电阻极小），万用表测出开路（或电阻极大），或某两点应该开路（或电阻很大），而测得的结果为短路（或电阻极小），则故障必然出现在此两点间。 本实验用电压表按通