被测有源网络 压电原 图2.3 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2-3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，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。 三、实验设备 序号 名称 型号与规格 数量备注 1 可调直流稳压电源 0-30V 1 可调直流恒流源 0-500mA 3 直流数字电压表 0~200V 1 4 直流数字毫安表 0-200mA 1 5 万用表 自备 6 可调电阻箱 099999.90 1 DGJ-05 7 电位器 1K/2W 1 DG-05 蓝维南定理实验电路板 DGJ-03 四、实验内容 被测有源二端网络如图2-4(a)。 3302 5102 D. R3 (D K2 10mA 5102 图2-4 (b)
5 图 2-3 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 2-3 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。 三、实验设备 序号 名 称 型号与规格 数量 备注 1 可调直流稳压电源 0～30V 1 2 可调直流恒流源 0～500mA 1 3 直流数字电压表 0～200V 1 4 直流数字毫安表 0～200mA 1 5 万用表 1 自备 6 可调电阻箱 0～99999.9Ω 1 DGJ-05 7 电位器 1K/2W 1 DGJ-05 8 戴维南定理实验电路板 1 DGJ-03 四、实验内容 被测有源二端网络如图 2-4(a)。 (a) 图 2-4 (b) 被 测 有 源 网 络 R 稳 压 电 源 V U 0 US
1.用开路电压、短路电流法测定戴维南等效 Ro=Uoc/Isc 电路的UoC、R和诺顿等效电路的lsC、Ro。按 图2-4(a)接入稳压电源Us=12V和恒流源s=10mA, (mA) (2) 不接入R。测出Uoc和IsC,并计算出R。(测Uoc 时，不接入mA表。) 2.负载实验 按图2-4(a)接入RL。改变R1阻值，测量有源二端网络的外特性曲线 R(Q) 51 200 1K 6.2K10K U(v) 1(mA) 3.验证戴维南定理：从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R之值，然后令其 与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压Uoc之值）相串联，如图2-4b)所示 仿照步骤“2”测其外特性，对戴氏定理进行验证。 RL (Q)51 2001K62K10K U(v) I (mA) 4.验证诺顿定理：从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R之值，然后令其与 直流恒流源（调到步骤“1”时所测得的短路电流1s℃之值）相并联，如图2-5所示，仿照步 骤“2”测其外特性，对诺顿定理进行验证。 土mA 25 R(Q) K 6.2 U(v) 1(mA) 五、实验注意事项 1.测量时应注意电流表量程的更换 2.改接线路时，要关掉电源。 大、实验报告 1.根据步骤2、3、4，分别绘出曲线，验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，并分析 产生误差的原因。 2.归纳、总结实验结果 3.心得体会及其他
6 1. 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效 电路的 Uoc、R0和诺顿等效电路的 ISC、R0。按 图 2-4(a)接入稳压电源 Us=12V 和恒流源 Is=10mA， 不接入 RL。测出 UOc 和 Isc,并计算出 R0。（测 UOC 时，不接入 mA 表。） 2. 负载实验 按图 2-4(a)接入 RL。改变 RL阻值，测量有源二端网络的外特性曲线。 RL（Ω） 51 200 1K 6.2K 10K U（v） I（mA） 3. 验证戴维南定理：从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻 R0 之值， 然后令其 与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压 Uoc 之值）相串联，如图 2-4(b)所示， 仿照步骤“2”测其外特性，对戴氏定理进行验证。 RL（Ω） 51 200 1K 6.2K 10K U（v） I（mA） 4. 验证诺顿定理：从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻 R0之值， 然后令其与 直流恒流源（调到步骤“1”时所测得的短路电流 ISC 之值）相并联，如图 2-5 所示，仿照步 骤“2”测其外特性，对诺顿定理进行验证。 图 2-5 RL（Ω） 51 200 1K 6.2K 10K U（v） I（mA） 五、实验注意事项 1. 测量时应注意电流表量程的更换。 2. 改接线路时，要关掉电源。 六、实验报告 1. 根据步骤 2、3、4，分别绘出曲线，验证戴维南定理和诺顿定理的正确性， 并分析 产生误差的原因。 2. 归纳、总结实验结果。 3. 心得体会及其他。 Uoc (v) Isc (mA) R0=Uoc/Isc (Ω) ＋ － IS ＋ m A － R V ＋ － R0 L
实验三电路元件伏安特性的测绘 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绘， 3.掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。 二、原理说明 任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流】之间的函数 关系=U)来表示，即用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。 1.线性电阻器的伏安特性曲线是一条 通过坐标原点的直线，如图31中a所示 该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。 2.一般的白炽灯在工作时灯丝处于 高温状态，其灯丝电阻随着温度的升高 U(V) 而增大，通过白炽灯的电流越大，其温度 越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻 与“热电阻”的阻值可相差几倍至十几倍 所以它的伏安特性如图3中b曲线所示。 3.一般的半导体二极管是一个非线性 电阻元件，其伏安特性如图31中c所示。 图31 正向压降很小（一般的锗管约为0.2一0.3V, 硅管约为0.5一0.7V),正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到 十多至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电性， 但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。 4.稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向 特性较特别，如图3-1中d所示。在反向电压开始增加时，其反向电流几平为零，但当电压 增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以 后它的端电压将基本维持恒定，当外加的反向电压继续升高时其端电压仅有少量增加。 注意：流过二极管或稳压二极管的电流不能超过管子的极限值，否则管子会被烧坏 >
7 实验三 电路元件伏安特性的测绘 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绘。 3. 掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。 二、原理说明 任何一个二端元件的特性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。 1. 线性电阻器的伏安特性曲线是一条 通过坐标原点的直线，如图 3-1 中 a 所示， 该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。 2. 一般的白炽灯在工作时灯丝处于 高温状态， 其灯丝电阻随着温度的升高 而增大，通过白炽灯的电流越大，其温度 越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻” 与“热电阻”的阻值可相差几倍至十几倍， 所以它的伏安特性如图 3-1 中 b 曲线所示。 3. 一般的半导体二极管是一个非线性 电阻元件，其伏安特性如图 3-1 中 c 所示。 图 3-1 正向压降很小（一般的锗管约为 0.2～0.3V， 硅管约为 0.5～0.7V），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到 十多至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具有单向导电性， 但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。 4. 稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向 特性较特别，如图 3-1 中 d 所示。在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当电压 增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以 后它的端电压将基本维持恒定，当外加的反向电压继续升高时其端电压仅有少量增加。 注意：流过二极管或稳压二极管的电流不能超过管子的极限值，否则管子会被烧坏。 0 -30 -20 -10 0.5 1 I C Db Db dd C U(V) ( )
三、 实验设备 序号 名称 型号与规格 数量 备注 可调直流稳压电源 0-30V 万用表 FM-47或其他 1 自备 3 直流数字毫安表 0-200mA 1 4 直流数字电压表 0-200V 1 5 二极管 N4007 DGJ-05 6 稳压管 2CW51 DGJ-05 7 白惧打 12V,0.1A DGJ-05 8 线性电阻器 2000,1KQ/8w 1 DGJ-05 四、实验内容 1.测定线性电阻器的伏安特性 按图32接线，调节稳压电源的输出电压U,从0伏开始缓慢地增加， 一直到10V,记 下相应的电压表和电流表的读数UR、【。 ←+ R R门 ( 图3-2 图3-3 UR (V) 0 2 4 6 8 10 I (mA) 2别定非线性白炽打泡的伏安特性 将图3-2中的R换成一只12V,0.1A的灯泡，重复步骤1。U为灯泡的端电压。 UL(V) 0.1 0.5 1 2345 I (mA) 3.测定半导体二极管的伏安特性 按图33接线，R为限流电阻器。测一极管的正向特性时，其正向电流不得超时35mA, 二极管D的正向施压Uo可在0~0.75V之间取值。在0.5一0.75V之间应多取几个测量点 测反向特性时，只需将图3-3中的二极管D反接，且其反向施压Uo-可达30V。 正向特性实验数据 U=0.100.300.500.550.600.650.70 I (mA)
8 三、 实验设备 序号 名 称 型号与规格 数量 备注 1 可调直流稳压电源 0~30V 1 2 万 用 表 FM-47 或其他 1 自备 3 直流数字毫安表 0~200mA 1 4 直流数字电压表 0~200V 1 5 二 极 管 IN4007 1 DGJ-05 6 稳 压 管 2CW51 1 DGJ-05 7 白 炽 灯 12V，0.1A 1 DGJ-05 8 线性电阻器 200Ω，1KΩ/8W 1 DGJ-05 四、实验内容 1. 测定线性电阻器的伏安特性 按图 3-2 接线，调节稳压电源的输出电压 U，从 0 伏开始缓慢地增加，一直到 10V，记 下相应的电压表和电流表的读数 UR、I。 图 3-2 图 3-3 UR（V） 0 2 4 6 8 10 I（mA） 2. 测定非线性白炽灯泡的伏安特性 将图 3-2 中的 R 换成一只 12V，0.1A 的灯泡，重复步骤 1。UL为灯泡的端电压。 UL（V） 0.1 0.5 1 2 3 4 5 I（mA） 3. 测定半导体二极管的伏安特性 按图 3-3 接线，R 为限流电阻器。测二极管的正向特性时，其正向电流不得超过 35mA， 二极管 D 的正向施压 UD+可在 0～0.75V 之间取值。在 0.5～0.75V 之间应多取几个测量点。 测反向特性时，只需将图 3-3 中的二极管 D 反接，且其反向施压 UD－可达 30V。 正向特性实验数据 UD+ (V) 0.10 0.30 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 I（mA） ＋ － U m A ＋ － R 2 00Ω V ＋ － D I N4 00 7 ＋ － U m A ＋ － R 1 K V ＋ －
反向特性实验数据 Uo-()0 5 -10 -15 -20-25-30 I (mA) 4测定稳压一极管的伏安特性 (1)正向特性实验 将图3-3中的二极管换成稳压二极管2CW51,重复实验内容3中 的正向测量。U2为2CW51的正向施压。 Uz)0.100.300.500.550.600.650.70 I (mA) (2)反向特性实验：将图3-3中的R换成1KQ,2CW51反接，测量2CW51的反向特 性。稳压电源的物出电压Uo从0一20V,测量2CW51二端的电压Uz-及电流1，由Uz-可看 出其稳压特性。 Uo(V) 023468101214161820 U2-(V) 1(mA) 五、实验注意事项 1.测二极管正向特性时，稳压电源输出应由小至大逐渐增加，应时刻注意电流表读数 不得超过35mA。 2.进行不同实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程， 勿使仪表超量程，仪表的极性亦不可接错。 六、实验报告 1.根据各实验数据，分别在方格纸上绘制出光滑的伏安特性曲线。（其中二极管和稳 压管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取为不同的比例尺) 2.根据实验结果，总结、归纳被测各元件的特性。 3.心得体会及其他。 9
9 反向特性实验数据 UD－(V) 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 I（mA） 4. 测定稳压二极管的伏安特性 （1）正向特性实验：将图 3-3 中的二极管换成稳压二极管 2CW51，重复实验内容 3 中 的正向测量。UZ+为 2CW51 的正向施压。 UZ (V) 0.10 0.30 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 I（mA） （2）反向特性实验：将图 3-3 中的 R 换成 1KΩ，2CW51 反接，测量 2CW51 的反向特 性。稳压电源的输出电压 UO从 0～20V，测量 2CW51 二端的电压 UZ－及电流 I，由 UZ－可看 出其稳压特性。 UO(V) 0 2 3 4 6 8 10 12 14 16 18 20 UZ－（V） I（mA） 五、实验注意事项 1. 测二极管正向特性时，稳压电源输出应由小至大逐渐增加， 应时刻注意电流表读数 不得超过 35mA。 2. 进 行 不 同 实 验 时 ， 应 先 估 算 电 压 和 电 流 值 ， 合 理 选 择 仪 表 的 量 程 ， 勿使仪表超量程，仪表的极性亦不可接错。 六、实验报告 1. 根据各实验数据， 分别在方格纸上绘制出光滑的伏安特性曲线。（其中二极管和稳 压管的正、反向特性均要求画在同一张图中，正、反向电压可取为不同的比例尺） 2. 根据实验结果，总结、归纳被测各元件的特性。 3. 心得体会及其他