【文章內(nèi)容簡介】 臺，萬用表一塊，非線性元件?！緦?shí)驗原理】　　1. 由疊加定理：在任一線性網(wǎng)絡(luò)中，多個激勵源同時作用時的總響應(yīng)等于每個激勵源單獨(dú)作用時引起的響應(yīng)之和。所謂某一激勵單獨(dú)作用，就是除了該激勵之外，其余的激勵均置零。對于實(shí)際電源(如電池)，其電源的內(nèi)阻或內(nèi)電導(dǎo)必須保留在電路中。線性電路的齊次性是指當(dāng)激勵信號（某獨(dú)立源的值）增加或減小K倍時，電路的響應(yīng)（即在電路其它各電阻元件上所建立的電流和電壓值）也將增加或減小K倍。如果一個函數(shù)是n的線性函數(shù)，它必須滿足：(1) 可加性： (2) 均勻性： (a為常數(shù))＋US－11/i222/＋US－11/i122/(a)(b) 圖41當(dāng)一個電源Us作用于線性網(wǎng)絡(luò)1—1/ 端時，在2—2/ 端上引起的短路電流i2[圖41（a）]等于同一電壓源Us作用于2—2/ 端時在1—1/ 端引起的短路電流i1 [圖41（b）]，即： i2= i1疊加定理和互易定理不適用于非線性網(wǎng)絡(luò)?！緦?shí)驗內(nèi)容和步驟】　　1. 疊加定理的驗證。（1）按圖42電路接線，取U1=12V，U2為可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，調(diào)至 U2=+6V。圖42（2）令U1單獨(dú)作用時（使BC短接），且直流數(shù)字電壓表和毫安表測量各支路電流及各電阻元件兩端電壓，將數(shù)據(jù)記入表格中。（3）令U2單獨(dú)作用時（使FE短接），重復(fù)實(shí)驗步驟2的測量，并記錄。（4）令U1和U2共同作用時，重復(fù)上述的測量和記錄。（5）將U2=+12V，重復(fù)上述第3項的測量并記錄。（6）將330Ω電阻換成一只二極管IN4007重復(fù)1～5的測量過程，將數(shù)據(jù)記入表41中。表41被測量I1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)UFA(V)UAB(V)UAD(V)UCD(V)計算值測量值相 對誤 差2. 互易定理的驗證(自擬表格)實(shí)驗電路圖如圖4圖44。按圖43接線讀出毫安表讀數(shù)，然后將電源移到cd端將ab端短路，毫安表移到ae支路，如圖44，讀出毫安表讀數(shù)，將數(shù)記錄下來，驗證互易定理。注意: 實(shí)驗過程中9V電壓必須保持不變。圖43 圖43【注意事項】　　1. 對網(wǎng)絡(luò)所加的電壓和電流不得超過額定值。　　2. 測量和記錄時，應(yīng)注意電壓和電流的實(shí)際方向?！緦?shí)驗報告要求】　　1. 由測得的數(shù)據(jù)驗證兩定理, 對結(jié)果進(jìn)行誤差分析，然后給予必要的說明和討論?！　?. 回答思考與問答中的1和3?！舅伎寂c問答】　　1. 為什么功率不滿足疊加定理?獨(dú)立源單獨(dú)作用時的各功率與共同作用時的總功率有什么關(guān)系?　　2. 對互易定理的第三種形式給予證明?！　?. 互易定理對含有線性受控源的網(wǎng)絡(luò)是否適用? 為什么?實(shí)驗五 戴維南定理【實(shí)驗?zāi)康摹?. 驗證戴維南定理的正確性。2. 掌握測量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法?！緝x器設(shè)備】RXDI1A電路原理實(shí)驗箱一臺，萬用表一塊?！緦?shí)驗原理】1. 任何一個線性含源網(wǎng)絡(luò)，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看作是一個有源二端網(wǎng)絡(luò)（或稱為含源二端口網(wǎng)絡(luò)）。戴維南定理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個等效電壓源和等效內(nèi)阻的串聯(lián)來代替，此電壓源的電動勢ES等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0C，其等效內(nèi)阻R0等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源均置零（理想電壓源視為短路，理想電流視為開路）時的等效電阻。U0C和R0稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。2. 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測量方法（1）開路電壓、短路電流法在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時，用電壓表直接測其輸出端的開路電壓U0C，然后將其輸出端短路，用電流表測其短路電流ISC，則內(nèi)阻為R0=UOC/ISC（2）伏安法用電壓表、電流表測出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性如圖51所示。根據(jù)外特性曲線求出斜率tgΦ，則內(nèi)阻RO=tgΦ=△U/△I=UOC/ISC圖51 圖52用伏安法，主要是測量開路電壓及電流為額定值IN時的輸出端電壓值UN，則內(nèi)阻為RO=UOCUN/IN若二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻值很低短路電流很大時，則不宜測短路電流。（3）半電壓法如圖52所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測網(wǎng)絡(luò)開路電壓一半時，負(fù)載電阻（負(fù)載電阻由萬用表測量），即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。（4）零示法在測量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓時，用電壓表進(jìn)行直接測量會造成較大的誤差，為了消除電壓表內(nèi)阻的影響，往往采用零示測量法，如圖53所示。零示法測量原理是用一低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測有源二端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較，當(dāng)穩(wěn)壓電源的輸出電壓與有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓相等時，電壓表的讀數(shù)為“0”，然后將電路斷開，測量此時穩(wěn)壓電源的輸出電壓，即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓。圖53圖54【實(shí)驗內(nèi)容】被測有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖54所示。1. 用開路電壓、短路電流法測定戴維南等效電路的UOC和RO。2. 按圖54電路接入穩(wěn)壓電源ES和恒流源IS及可變電阻RL，測定UOC和RO。 圖55表51U0C (V)ISC (mA)RO (?)2. 負(fù)載實(shí)驗按圖54改變RL阻值，測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性。表52RL(?)0∞U(V)I(mA)3. 驗證戴維南定理用一只10K的電位器，將其阻值調(diào)整到等于按1所得的等效電阻R0之值，然后令其與直流穩(wěn)壓電源（調(diào)到“1” 時所測得的開路電壓UOC之值）相串聯(lián)，如圖55所示，仿照步驟“2”測其外特性，對戴維南定理進(jìn)行驗證。表53RL(?)0∞U(V)I(mA)4. 測定有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻（又稱入端電阻）的其它方法，將被測有源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨(dú)立源置零（將電流源斷開，短路電壓源），然后用伏安法或者直接用萬用電表的歐姆檔去測定負(fù)載RL開路后輸出端兩點(diǎn)間的電阻，即為被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻RO或稱網(wǎng)絡(luò)的入端電阻R1。5. 用半電壓法和零示法測量被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0及其開路電壓UOC，電路及數(shù)據(jù)表格自擬。【注意事項】1. 注意測量時及時更換電流表量程的。2. 步驟“4”中，電源置零時不可將穩(wěn)壓源短接。3. 用萬用表直接測R0時，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨(dú)立源必須先置零，以免損壞萬用表。4. 改接線路時，需關(guān)掉電源?！緦?shí)驗報告】1. 根據(jù)步驟2和3，分別繪出曲線，驗證戴維南定理的正確性，并分析產(chǎn)生誤差的原因。2. 根據(jù)步驟5，用各種方法測得的UOC、RO和預(yù)先的電路計算的結(jié)果作比較，你能得出什么結(jié)論？3. 總結(jié)實(shí)驗結(jié)果?！舅伎碱}】說明測量有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)阻R0的三種方法，并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)驗六 作為受控源的運(yùn)算放大器的研究【實(shí)驗?zāi)康摹?. 了解用運(yùn)算放大器組成四種類型受控源的線路原理。2. 測試受控源轉(zhuǎn)移特性及負(fù)載特性。3. 學(xué)習(xí)含有運(yùn)算放大器電路的分析方法?！緝x器設(shè)備】RXDI1A電路原理實(shí)驗箱一臺，萬用表一塊【實(shí)驗原理】　　　　運(yùn)算器是一種有源三端元件，其電路符號如圖61a所示。它有兩個輸入端( 倒向端“–”和非倒向端“+”)， 一個輸出端和一個對輸入和輸出信號的參考地線端，此外，還有相對地線端的電源正端和負(fù)端(圖中一般不畫出)，其工作特性正是在接有此正負(fù)電源(即工作電源)的情況下才具有的?！　‘?dāng)兩個輸入端分別輸入信號u– 和u+ 時，其輸出端的電壓為：　　 u0 = A0 ( u+– u– )　　其中A0是運(yùn)算放大器的開環(huán)增益。　　在理想情況下，可認(rèn)為A0=∞，輸入電阻Ri n =∞，輸出電阻R0 =0。由此性質(zhì)，可以得出理想運(yùn)放的兩條規(guī)則：　　(1)“虛斷(路)”規(guī)則:倒向端和非倒向端的輸入電流均為零，即i– = 0, i+= 0。 (2)“虛短(路)”規(guī)則：相對參考地線端，倒向端的輸入電壓與非倒向端的輸入電壓相等，即u– = u+。運(yùn)放的理想電路模型為一受控源，如圖61b所示。 圖61　 含有運(yùn)放的電路是一種有源網(wǎng)絡(luò)。如果在運(yùn)放的外部接有不同的電路元件，可以實(shí)現(xiàn)信號的模擬運(yùn)算和變換，其應(yīng)用極其廣泛。本實(shí)驗主要研究由它組成的幾種基本受控源電路?！　?. 由理想運(yùn)放組成的受控源電路　　以下列出了由理想運(yùn)放組成的四種受控源電路及其對應(yīng)的電路模型。每個受控源的控制系數(shù)可由理想運(yùn)放的兩條規(guī)則求出?！　?1)電壓控制電壓源(VCVS)　　如圖62(a)、(b)所示，其控制系數(shù)μ稱為該電路的電壓放大系數(shù)，由下式給出： 圖62