黑盒子实验报告-设计性实验.doc

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1、黑盒子实验设计性实验黑盒子实验报告班级：统计与信息类103班学号：201011040314姓名：吴欣怡联系方式：******实验时间：2011.05.28一、实验任务盒里的元件可能是：干电池、定值电阻、电容器、电感器（变压器）、半导体二极管。盒外可见的两接线端之间也可能为断路或短路的情况。各元件连接在接线端（或插座）上，两个接线端（或插座）之间装接一个元件，元件之间不连成并联回路。要求设计实验方案和检测步骤，判定盒内元件。1.学习依据不同类型电学元件的特性对元件进行判别；2.进一步熟悉数字万用表等电学仪表的使用；3.根

2、据实验室提供的仪器自行设计方案，检测黑盒子内元器件类型和位置，再进一步确定元件的物理量数值。二、实验要求自行设计合理而又简捷的程序，对给出的黑盒子进行测试，判定盒中元件类型，并写出测试记录和作出判定的依据，对于电池，要判定其正负极，并测出其电动势，对于二极管，要判定其正负极，并测出二极管的正向导通压降，如果判断元件为电容和电阻，要求测出其数值。（实验过程不得自行打开盒子）1、根据实验任务，查阅有关资料。2、自拟实验步骤和直接测量数据的记录表格。3、选择实验仪器（型号或规格）。6黑盒子实验4、对实验方案作可行性报告分析。

3、5、根据设计实验方案，将测量的数据填入表中，正确写出实验测量结果。6、对实验结果进行比较、分析、讨论。三、实验仪器型暗盒实验箱、直流稳压电源、数字式万用表、电阻箱、开关、导线四、实验内容图112113456789101112131415166黑盒子实验１．用万用表直流电压挡（或直流电压表）判断有无电池。若某两端钮间有电压则有电池在内。如当电压表接通时指针稍有摆动而又回到零位，则是电池与电容串联。2判断有无二极管：可用万用电表（×1K档或×10K档）测两接线柱间电阻，并交换表笔后再测量，若两测量数值相差较大（或者两次测量

4、中有一次指针根本不动，表明二极管的反向电阻为非常大），可确定有二极管存在。由于欧姆表（指针表）的红表笔接自带电源的负极，而黑表笔接自带电源的正极，则如图黑红红黑图3图2比较图2所测显示的读数图3所测显示的读数，来判定二极管的正负极。３．判断有无电容：当黑盒子两端钮间有电容Ｃ存在时，用万用表的电阻挡（也可用直流电源串联直流电压表或直流电流表）接到两端钮。如电表指针摆动一下后又回到原位。以此可判断端钮间有电容存在。但电容Ｃ值较小或电表灵敏度不够高时可能会看不到摆动现象。6黑盒子实验５．可以用图３电路来判别端钮ａｂ间是电阻Ｒ

5、、电容Ｃ或电感Ｌ。逐步增大信号源的频率ｆ，并始终保持信号源输出电压Ｕ0不变，测量Uab。当ｆ增大时，若Uab不变，则端钮ab间为Ｒ；若Uab也增大，则为Ｌ；若Uab减小，则为Ｃ。这是因为电阻Ｒ值与频率ｆ无关；电感Ｌ的感抗随ｆ上升而增大；而电容Ｃ的容抗随ｆ上升而减小。6、方案的可行性分析1）.技术条件可行性分析：该实验所需的技术条件已有，所需仪器普遍并且方便使用，可达到预期目标。2）.经济可行性分析：实验所需仪器价格实惠，性能优越，可供大多数人使用。总体分析：方案可行，实验步骤不复杂，值得尝试。五、原始数据记录表格设计表

6、（一）红笔位置12345678黑笔位置21436587数据现象红笔位置910111213141516黑笔位置1091211141316156黑盒子实验数据现象六、数据处理方法判定盒中元件类型，并写出测试记录和作出判定的依据，对于电池，要判定其正负极，并测出其电动势，对于二极管，要判定其正负极，并测出二极管的正向导通压降，如果判断元件为电容和电阻，要求测出其数值。已知电阻Ｒ0与频率ｆ值，则可通过测量电压Ｕab与ＵR0，利用串联电路电压比等于阻抗比关系求出元件数值。若元件为电阻Ｒ，有 ……………（１）若元件为电容Ｃ，有 …

7、…………（２）　若元件为电感Ｌ，有 ……………（３）七、实验注意事项1、准确记录实验过程中有用的数据以便数据处理；2、测量时应正确选择万用电表的档位；3、注意表笔接元件时确保接触良好；4、实验结束应及时关闭电源。6黑盒子实验6