按6-5构建电路,注意电压源为测得的Uoc,R0为计算出的内阻,改变RL阻值,测量电阻RL两端的电压及通过的电流值。
RL(KΩ) U(v) I(mA) 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
图6-5
4.验证诺顿定理
按6-6构建电路,注意电流源为测得的Isc,R0为计算出的内阻,改变RL阻值,测量电阻RL两端的电压及通过的电流值。
图6-6
RL(KΩ) U(v) I(mA) 0 1 2 3 4 5 6 7 ∞
五、实验注意事项
1.连接原二端口网络的电压源与电流源时,应注意电源的正负极。
2.在构建戴维南、诺顿等效电路时,避免电压源的短路和电流源的开路。
3.在戴维南、诺顿等效电路中的内阻R0为计算出的值,实验挂箱上无此电阻,需要用DG09挂箱上的电位器提供阻值,阻值需要用万用表测得,使用万用表时需要调节到相对应的量程档位上。 六、实验报告要求
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1.实验报告必须有原始数据记录单,并有详细的原始数据记录。
2.通过实验数据绘制源二端口网络电路、戴维南等效电路、诺顿等效电路中电阻RL的电压电流外特性曲线。U=F(RL), I=F(RL),共六副曲线图。
3.根据实验数据表格,进行分析、比较,归纳、总结实验结论,即戴维南、诺顿定理。 4.请勿用坐标纸绘图,请保持报告整洁字迹工整。
实验六 RC一阶电路的响应测试
(验证性实验)
一、实验目的
1. 测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。 2. 学习电路时间常数的测量方法。 3. 掌握有关微分电路和积分电路的概念。 4. 学会用示波器观测波形。
二、实验原理
动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数,就必须使这种单次变化的过程重复出现。为此,我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号,即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号;利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数τ,那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下,它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。
图7-1(b)所示的 RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长,其变化的快慢决定于电路的时间常数τ。
时间常数τ的测定方法:
用示波器测量零输入响应的波形如图7-1(a)所示。
根据一阶微分方程的求解得知uc=Ume-t/RC=Ume-t/τ。当t=τ时,Uc(τ)=0.368Um。此时所对应的时间就等于τ。亦可用零状态响应波形增加到0.632Um所对应的时间测得,如图
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7-1(c)所示。
(a) 零输入响应 (b) RC一阶电路 (c) 零状态响应
图 7-1
微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的电路, 它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。一个简单的 RC串联电路, 在方波序列脉冲的重复激励下, 当满足τ=RC< (a)微分电路 (b) 积分电路 图7-2 若将图7-2(a)中的R与C位置调换一下,如图7-2(b)所示,由 C两端的电压作为响应输出,且当电路的参数满足τ=RC>>T/2,则该RC电路称为积分电路。因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。利用积分电路可以将方波转变成三角波。 从输入输出波形来看,上述两个电路均起着波形变换的作用,请在实验过程仔细观察与记录。 三、实验设备 序号 2 3 6 四、实验内容 18 名称 函数发生器 动态电路实验板 示波器 数量 1 1 1 备注 DG03 DG07 另配 实验线路板的器件组件,如图7-3所示,请认清R、C元件的布局及其标称值,各开关的通断位置等。 图7-3 动态电路、选频电路实验板 1.从电路板上选R=10KΩ,C=6800pF。调节脉冲信号发生器,使其通过B口输出Um=3V、f=1KHz、占空比为1:1的方波电压信号Ui,并通过信号发生器的输出端口B口将激励源Ui与电容C、电阻R构成RC充放电电路,用示波器分别观察电容、电阻两端的波形图。 2.调节R=10KΩ,C=0.1μF,用示波器分别观察电容、电阻两端的波形图。 3.调节R=1KΩ,C=0.01μF,用示波器分别观察电容、电阻两端的波形图。 五、实验注意事项 1.应熟练使用示波器、信号发生器各项功能。 2.用示波器双踪功能观察时,连线要注意两个通道需要共地。 3.示波器的辉度不应过亮,尤其是光点长期停留在荧光屏上不动时,应将辉度调暗,以延长示波 管的使用寿命。 4.不要按信号发生器上的幅度衰减按钮。 六、实验报告要求 1.实验报告必须有原始数据记录单,并有详细的原始波形记录。 2.计算出三组电容、电阻的τ值,并分别画出相对应的微分波形和积分波形。 3.比较三种τ值的波形图,说明时间常数对电容充放电速度的影响。 4.请勿用坐标纸绘图,请保持报告整洁字迹工整。 19 实验七 正弦稳态交流电路相量的研究 (综合性实验) 一、实验目的 1研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。 2.掌握日光灯线路的接线。 3.理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。 二、实验原理 在单相正弦交流电路中,用交流电流表测得各支路的电流值,用交流电压表测得回路各元件两端的电压值,它们之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律,即 。 20