实验1 电阻电路测量与分析综合实验

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1、实验一电阻电路测量与分析综合实验一、实验目的1、熟悉并掌握直流电压表、电流表、恒压源等使用；2、学会电阻元件的伏安特性的逐点测试法；3、学会电路中电位、电压的测量方法，掌握电路电位图的测量、绘制方法；4、验证基尔霍夫定律，学会检查、分析电路简单故障；5、验证叠加定理，学会叠加定理的应用。二、实验原理1、电阻元件的伏安特性任一二端电阻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U＝f(I)来表示，即用U－I平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该电阻元件的伏安特性曲线。根据伏安特性的不同，电阻元件分两大类：线

2、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，如图1－1中(a)所示，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，它们的伏安特性如图1－1中（b）、（c）、（d）。在图1－1中，U>0的部分为正向特性，U<0的部分为反向特性。绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法，即在不同的端电压作用下，测量出

3、相应的电流，然后逐点绘制出伏安特性曲线，根据伏安特性曲线便可计算其电阻值。2、电路中的电压、电位测量在一个确定的闭合电路中，各点电位的大小视所选的电位参考点的不同而异，但任意两点之间的电压(即两点之间的电位差)则是不变的，这一性质称为电位的相对性和电压的绝对性。据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电压。7若以电路中的电位值作纵坐标，电路中各点位置（电阻或电源）作横坐标，将测量到的各点电位在该坐标平面中标出，并把标出点按顺序用直线条相连接，就可得到电路的电位图，每一段直线段即表示该两点电位的变化情况

4、。而且，任意两点的电位变化，即为该两点之间的电压。在电路中，电位参考点可任意选定，对于不同的参考点，所绘出的电位图形是不同，但其各点电位变化的规律却是一样的。3、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负号，流入结点的电流取正号；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

5、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，即关联参考方向，见图1－4所示。4、叠加定理在有几个电源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个电源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。具体方法是：一个电源单独作用时，其它的电源必须去掉（电压源短路，电流源开路）；在求电流或电压的代数和时，当电源单独作用时电流或电压的参考方向与共同作用时的参考方向一致时，符号取正，否则取负。在图1－2中：叠加定理反映了线性电路的叠加性，线性电路的齐次性是指当激励信号（如电源作

6、用）增加或减小K倍时，电路的响应（即在电路其它各电阻元件上所产生的电流和电压值）也将增加或减小K倍。叠加性和齐次性都只适用于求解线性电路中的电流、电压。对于非线性电路，叠加性和齐次性都不适用。三、实验设备1．直流数字电压表、直流数字电流表；2．恒压源(双路0～30V可调)；73．NEEL－11B电工原理（一）、MEEL-04电工原理（二）模块板。四、实验内容（一）测定线性电阻的伏安特性按图1－3接线，图中的电源U选用恒压源的可调稳压输出端，通过直流数字毫安表与1kΩ（8W）线性电阻相连，电阻两端的电压用直流数字电压表测量。恒压

7、源必须置10V档位上，调节恒压源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10V），在表1－1中记下相应的电压表和电流表的读数。表1－1线性电阻伏安特性数据U(V)0246810I(mA)（二）电路中电位、电压的测量实验电路如图1－4所示，图中的电源US1用恒压源I路0～＋30V可调电源输出端（置10V档位），并将输出电压调到＋6V，US2用II路0～＋30V可调电源输出端（置20V档位），并将输出电压调到＋12V。开关S1、S2、S3均朝上打。1．测量电路中各点电位以图1－4中的A点作为电位参考点，分别测量B、

8、C、D、E、F各点的电位。用电压表的负端（黑色接线柱）与A点相连，正端（红色接线柱）分别对B、C、D、E、F各点进行测量，数据记入表1－2中。以D点作为电位参考点，重复上述步骤，测得数据记入表2－1中。2．测量电路中相邻两点之间的电压值在图1－4中，测量电压UAB：将电压表的