【正文】 R、 L、 C串聯(lián)電路的方波響應和狀態(tài)軌跡。培養(yǎng)學生的工程設計和實踐能力。量程為 、 10V、 100V的直流電壓表，量程為 25V、 50V、 100V的交流電壓表電路以及 R R R100 的歐姆表電路?；?1mA表頭； 2） 表頭阻 r0(自己給定或?qū)嶒炇医o定 )； 3） 中心電阻 Rn140Ω； 4） U1=9V(層疊電池 )， U2=(一節(jié)一號干電池 )； 5） 轉(zhuǎn)換開關 K(多擋級或單層三刀多擲轉(zhuǎn)換開關 )。量程為 、 、 25mA、 250mA 四擋，由轉(zhuǎn)換開關切換，要求準確度等級為 。量程為 、 5V、 25V、 250V、 500V 共五擋，由轉(zhuǎn)換開關切換，要求準確度等級為 5 級，電 壓靈敏度 m=2kΩ V。量程為 5V、 25V、 250V、 500V 共四擋，由轉(zhuǎn)換開關切換，準確度等級為 5級，電壓靈敏度 n=2kΩ V。中心電阻 Rn140Ω，準確度為 級，分“l(fā)k”、“ 100”、 “ 10”、“ 1”四擋，由轉(zhuǎn)換開關切換。 （一） 方案一的設計過程 萬用表是把磁電系微安表或毫安表頭，配以不同的測量電路而形成了各種用途的儀表，如電流表、電壓表、歐姆表和整流式交流電流表、電壓表等測量儀表。萬用表是一個多用途，多量程的儀表，可以用來測 量直流或交流電流、電壓以及電阻，有的還可以測量電容、電感、晶體管的靜態(tài)參數(shù)等，它的電路是由分流、分壓、歐姆測量以及整流等電路和轉(zhuǎn)換開關組成、表頭用以指示被測量的數(shù)值，它的滿度電流一般為幾微安到數(shù)百微安， 滿度的電流愈小，表頭的靈敏度愈高。轉(zhuǎn)換開關用來實現(xiàn)對不同測量電路的選擇和不同量程的切換。 萬用表的直流電流擋是多量程的，由轉(zhuǎn)換開關的位置改變量程。因考慮各測量電路共用一個表頭，在表頭支路中串聯(lián)可變電阻 W1(300Ω )用作校準時使用，另外串聯(lián)電位器 W2(850Ω )作為歐姆擋調(diào)零時使用。 如圖 11－ 1所示分流電阻值計算如下： 設： R1 r1r2 r3r4 R2r2r3r4 R3r3r4 R4r4 ’ ==150*10g 圖 13－ 1多量程電流表 這種測量直流電流電路的優(yōu)點是，當轉(zhuǎn)換開 關接觸不良時，被測電流不會流人表頭，對表頭來說是安全的，因而獲得廣泛應用。 舉例說明： 電流表量程 I1=1mA。I3=100mA。 W1=300Ω， W2=850Ω ,Rg 3KΩ。 *3= RgIg R1 =441Ω I1Ig R2=44Ω R3= R4== 量電路的計算 根據(jù)歐姆定律 U=IR，一只靈敏度為 I0、阻為 r0 的表頭本身就是一只量限為 U0＝ Ioro 的電壓表，但可測量的圍很小。圖中保留了電流擋的分流電阻 R1，為了 提高電壓表阻，還串聯(lián)了電阻 R， R可根據(jù)已知電壓靈敏度 m求出。 （ 2） 各擋阻值 R0k與各擋串聯(lián)電阻值 Rj 的計算 設量程 U U U U U5 的阻分別為只 R0 R0 R0 R0R05，由式 ( ) 分 別求出各擋阻值，即 R0kmkUk，而直流電壓測量電路中各擋的阻R0k 與各擋串聯(lián) 電阻值 Rj的關系為 R02R01R8,R03 R02R7,R04 R03R6,R05 R04R5() 用式（ ）和式（ ），結合圖 11－ 2就可計算出各擋串聯(lián)的電阻值 R R R R Ul 量程擋的阻為 R01m1U1 而 R01RPRg1RReqR其中令 ReqRg PR1 Rg R1 RgR1 現(xiàn)有的萬用表表頭幾乎全部使用磁電系的。這種由磁電系表頭與整流電路構成的測量交流電壓的電表，稱為整流系儀表。 其中 D D2 是整流二極管；為了提高阻，串聯(lián)了電阻 R； R8 是直流電壓擋的分 ... 第二篇：電路實驗報告 實驗一元件特性的示波測量法 一、實驗目的 學習用示波器測量正弦信號的相位差。 二、實驗任務 用直接測量法和薩如圖形法測量 RC 移相器的相移即 us uC 實驗原理圖如圖 56 示。 測量線性電感線圈的韋安特性曲線，電路如圖 55 測量非線性電感線圈的韋安特性曲線，電源通過電源變壓器供給，電路如圖 58所示。三、思考題 元件的特性曲線在示波器熒光屏上是如何形成的，試以線性電阻為例加以說明。 Y 軸輸入電阻兩端的電壓信號經(jīng)放大后加至垂直偏轉(zhuǎn)板，熒屏上呈現(xiàn)的是 ux,uY的合成的圖形。 為什么用示波器測量電路中電流要加取樣電阻 r，說明對 r的阻值有何要求？ 答：因為示波器不識別電流信號，只識別電壓信號。 r 的阻值盡可能小，減少對電路的影響。四、實驗結果 實驗二基爾霍夫定律、疊加定理的驗證和線性有源一端口網(wǎng)絡等效參數(shù)的測定 一、實驗目的 加深對基爾霍夫定律、疊加定理和戴維南定理的容和使用圍的理解。無論是線性電路還是非線性電路，無論是非時變電路還是時變電路，在任一時刻流迚流出節(jié)點的電流代數(shù)和為零。 疊加定理在線性電路中每一個元件的電位或電壓可以看成每一個獨立源單獨作用于電路時，在該元件上 所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。功率是不能疊加的。由于電壓表及電流表的阻會影響測量結果，為了減少測量的誤差，盡可能選用高阻的電壓表和低阻的電流表，若儀表的阻已知，則可以在測量結果中引 入相應的校正值，以免由于儀表阻的存在而引起的方法誤差。 但是，對于不允許將外部電路直接短路或開路的網(wǎng)絡（例如有可能因短路電流過大而損壞部的器件），不能采用此法。在被測網(wǎng)絡端口接一可變電阻 RL，測得RL 兩端的電壓 U1和 RL 的 電流 I1 后，改變電阻 RL 值，測得相應的 U I2，則可列出方程組 UocReqI1U1 UocReqI2U2 解得： UocU1I2 I2 U2I1 I1 U1U2 Req 圖 11I2I1 根據(jù)測量時電壓表、電流表的接法可知，電壓表阻對解得的 Uoc沒有影響，但解得的 Req 中包含了電流表的阻，所以實際的等效電阻值 Req1只要從解得的 Req中減去 RA即可。 同時它又適用于不允許將網(wǎng)絡端口直接短路和開路的網(wǎng)絡。 如圖 12，如何測量該 支路的電壓 U？首先假定一個電壓降的方向，設 U 的壓降方向為從 A 到 B 這是電壓 U 的參考方向。三、實驗任務（一）基爾霍夫定律和疊加定理的驗證 根據(jù)圖 13實驗原理電路圖接線，并按標出每個支路電流參考方向和電阻壓降的正負號，將理 論計算值填入表 11中 圖 1— 3 疊加定理實驗原理電路圖 Us1 單獨作用 Us2 單 獨作用表 11 疊加 后 電流、電壓 Us Us2共同作用單位 （ mA） 2312311+II33I1I2I3 單 位（ V） UUU UU U U +U U+U U+U U1U2U3 123123112233 3333 四、思考題 U3 +U3 = 如果不標出每個支路電流電壓參考方向，從理論計算和實驗測量能否得出正確的結論？為什么？答：不能得出正確結論。 如圖 13電路圖，并將電阻 R3 改接二極管 2CZ82F，實驗結果是二極管支路電流和電壓降不符合疊加定理，還是所有支路電流和電壓均不符合疊加定理？答：所有支路電流和電壓均不符合疊加定理。因為MF18 的阻大于 C31V的阻，所以用 MF18 測量電壓對于外電路的影響比C31V小。 學習單相交流電路的電流、電壓、功率的測量方法。 了解并聯(lián)電容提高感性負載功率因數(shù)的原理與方法二、實驗任務 分別測量電阻 R、電感元件 L，電容 C的交流參數(shù)，接線如圖 333。 實驗方法及要求按圖 33 接線，檢查無誤后通電，先接通 SW4，調(diào)電壓慢慢上升使電源表讀數(shù)為 ，注意讀電流時，電壓表，功率表開關要斷開，（這三個表在讀數(shù)時要分別讀。 （ 2） 依次增加電容 C 值，使電路負載端的功率因數(shù)逐步提高，直至電路呈容性為止，測出不同 C 值時的 U、 I、 P計算 cos。 記錄表栺功率表 Um=300VIm==（ w/栺） r= U=218（ V） U 鎮(zhèn) =198（ V） U 燈 =61（ V） 結論： UU 鎮(zhèn) U 燈 C(μ F) I（ A） IL（ A） IC（ A） U（ V） P（ W） P 表損（ W） P 實際（ W） .( 諧振 ) 四、思考題 實驗時，若單相調(diào)壓器原邊和副邊接反，會収生了什么情況，為什么？答：原邊和副邊接反會使調(diào)壓器燒毀。 ..99 .. 97 100..52 92..52 F 97 151..56 150． 5 (a)(b) (c)（ d） 圖 35答： (a)圖反偏， (b)圖正偏， (c)圖正偏， (d)圖正偏。 感性負載的功率因數(shù)用并聯(lián)電容的辦法而不用串聯(lián)的辦法？ 答：電路并聯(lián)電容后，可以使總支路上的電流減小，從而減小視在功率，而不影響感性負載的正常工作即感性負載所消耗的有功功率不變。 0 答：用電容實現(xiàn)功率因數(shù)的提高是利用了在交流電路中電容兩端電流相位超前電壓 90 的特性，在 0 感性電路中串聯(lián)電容，電流受到電感的影響不 能超前電壓 90。 測元件 Z 所消耗的有功功率，試判別下圖中功率表的指針是正偏還是反偏，接確嗎？ 實驗四一階電路的響應 一、實驗目的 學習用示波器觀察和分析動態(tài)電路的過渡過程。 研究一階電路階躍響應和方波響應的基本規(guī)律和特點。 Us 為直流電壓源， r 為初始值的充電電阻。開關再由位置 1 轉(zhuǎn)到位置 2，即可觀察到零輸入響應的波形。分別改變 R、 C 的數(shù) 值觀察零輸入響應和零狀態(tài)響應時， uct 和 ict 的波形的變化情況。 圖 68觀察 RC電路響應的實驗電路 按要求設計一個微積分分器電路。 時間 01020304050607080100200(秒 )充電電壓 0 (V) 放電電壓 10(V) 圖 99RC微分電路的輸入輸出波形 圖 910RC積分電路的輸入輸出波形 實驗五二階電路的響應 一、實驗目的 研究 RLC 串聯(lián)電路響應的模式及其元件參數(shù)的關系 學習用示波器測量衰減振蕩角頻率和衰減系數(shù) 觀察分析各種響應模 式的狀態(tài)軌跡 初步了解二階電路的設計方法二、實驗任務 研究 RLC 串聯(lián)電路的零輸入零狀態(tài)響應，電路如圖 74 改變 R的阻值，觀察過阻尼、欠阻尼情 況下的零輸入，零狀態(tài)響應，畫出波形。并測量欠阻尼情況下的振蕩角頻率和衰減系數(shù)。電流衰減為零的時間大約等于 5倍的時間常數(shù)。 A、根據(jù)元件參數(shù)計算出相應的衰減因子α和諧振頻率 ω o，改變電阻值計算出新的衰減因子α，觀 測并畫出電阻電壓隨時間變化的曲線，標明電流衰減到零的時間，并近似計算出電流衰減到零的時 間。 B、改變電容值，根據(jù)新的元件值計算出新的諧振頻率ω o，觀測并畫出電阻電壓隨時間變化的曲線 o 并根據(jù)新的衰減因子α和新的諧振頻率ω o，計算欠阻尼 RLC電路的電流曲線圖的新的振蕩頻率ω。 列出設計的參數(shù)設計值的實驗