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1、电路分析实验指导书改1试验一元件伏安特性的测试 同，当直流电源的正极加于二极管的阳极而负极与阴极联接时, 二极管的电阻值很小，反之二极管的电阻值很大。一、 试验目的 1. 驾驭线性电阻元件，非线性电阻元件及电源元件伏安特 性的测量方法。2. 学习直读式仪表和直流稳压电源等设备的运用方法。二、 试验说明 电阻性元件的特性可用其端电压 U 与通过它的电源 I 之间 的函数关系来表示，这种 U 与 I 的关系称为电阻的伏安关系。假如将这种关系表示在 UI 平面上，则称为伏安特性曲线。1 .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，该直线斜率的倒数就是电阻元件的电阻值。如图 1 - 1 所
2、示。由图可知线性电阻的伏安特性对称于坐标原点，这种性质称为 双向性，全部线性电阻元件都具有这种特性。() U s 鞋 U U s 一 (a ) 半导体二极管是一种非线性电阻元件，它的阻值随电流的 改变而改变，电压、电流不听从欧姆定律。半导体二极管的电 路符号用一一表示，其伏安特性如图 1 - 2 所示。由图可见, 半导体二极管的电阻值随着端电压的大小和极性的不同而不 ( b ) 图 1 - 3 2 •电压源 能保持其端电压为恒定值且内部没有能量损失的电压源称 为志向电压源。志向电压源的符号和伏安特性曲线如图 1 所示。志向电压源事实上是存在的，实际电压源总具有肯定的能 量损失，这种实
3、际电压源可以用志向电压源与电阻的串联组合 来作为模型(见图1 - 3b )。其端口的电压与电流的关系为: 3( a)2U U s IR s 式中电阻 R s 为实际电压源的内阻，上式的关系曲线如图 1 - 3b 所示。明显实际电压源的内阻越小， 其特性越接近志向电压源。试验箱内直流稳压电源的内阻很小，当通过的电流在规定的范 围内改变时，可以近似地当作志向电压源来处理。T 1 2图 1 - 4 3 •电压、电流的测量 用电压表和电流表测量电阻时，由于电压表的内阻不是无 穷大，电流表的内阻不是零。所以会给测量结果带来肯定的方 法误差。例如在测量图 1 - 4 中的 R 支路的电流和电压时
4、，电压表在 线路中的连接方法有两种可供选择。如图中的 1 1 /点和 2 2 /点，在 1 1 /点时，电流表的读数为流过 R 的电流值，而电 压表的读数不仅含有 R 上的电压降，而且含有电流表内阻上的 电压降，因此电压表的读数较实际值为在，当电压表在 2 2 / 处时，电压表的读数为 R 上的电压降，而电流表的读数除含有 电阻 R 的电流外还含有流过电压表的电流值，因此电流表的读 数较实际值为大。自不待言，当 R 的阻值比电流表的内阻大得多时，电压表 宜接在 1 1 /处，当电压表的内阻比 R 的阻值大得多时则电压 表的测量位置应选择在 2 2 /处。实际测量时，某一支路的电 阻经常是未知的
5、，因此，电压表的位置可以用下面方法选定：先分别在 1 1 /和 2 2 /两处试一试，假如这两种接法电压表 的读数差别很小，甚至无差别，即可接在 1 1 /处。假如两种 接法电流表的读数差别很小或无甚区分，则电压表接于 1 1 处或 2 2 /处均可。三、仪器设备 1 •电路分析试验箱 一台 2 .直流毫安表 一只 3 、数字万用表 一只图 1 5 四、试验内容与步骤 1. 测定线性电阻的伏安特性：按图 1 5 接好线路，经检查无误后，接入直流稳压电源， 调整输出电压依次为表 1 1 中所列数值，并将测量所得对应的 电流值记录于表 1 1 中。表 1 1 U （ V ）6 9 12
6、15 18 I ( mA ) 2. 测定半导体二极管的伏安特性：选用 2CK 型一般半导体二极管作为被测元件， 试验线路如3图 1 - 6 ( a ) (b) 所示。图中电阻 R 为限流电阻，用以爱护二极 管。在测二极管反向特性时，由于二极管的反向电阻很大，流 过它的电流很小，电流表应选用直流微安档。图 1 - 6 1) 正向特性 按图 1-6(a) 接线，经检查无误后，开启直流稳压源，调整输出 电压，使电流表读数分别为表 1-2 中的数值，对于每一个电流 值测量出对应的电压值，记入表 1-2 中，为了便于作图在曲线 部位可适当多取几个点。表 1-20 1 nA 10 nA 100 出 A 3
7、20 30 40 刊- 30 表 1-3 中。3 .测定志向电压源的伏安特性 试验采纳直流稳压电源作为志向电压源，因其内阻在和外电 路电阻相比可以忽视不计的状况下， 其输出电压基本维持不变， 可以把直流稳压电源视为志向电压源，按图 1-7 接线，其中 Ri=1K Q 为限流电阻， R 2 作为稳压电源的负载。接入直流稳压电源，并调整输出电压 E=27V ，由大到小变更电 阻 R 2 的阻值，使其分别等于 6K 、 5K 、 4K 、 3K 、 2K 、 1K ，将 相应的电压、电流数值记入表 1-4 中。表 1 4 R 2 ( Q ) 6K 5K 4K 3K 2K 1K U(V) I(mA)
8、表 1 3 U(V) 4 6 10 15 20 1( g A)2) 反向特性 按图 1-6(b) 接线，经检查无误后，接入直流稳压源，调整输 出电压为表 1-3中所列数值，并将测量所得相应的电流值记入4. 定实际电压源的伏安特性 首先选取一个 51 Q 的电阻，作为直流稳压电源的内阻与稳 压电源串联组成一个实际电压源模型，其试验线路如图 1-8 所 示。其中负载电阻取 620 Q 、 510 Q 、 390 Q 、 300 Q 、 200 Q 、 100 Q 各值。试验步骤与前项相同，测量所得数据填入表 1-5 中。1OO-62OQ4+ J : 1 (rnAj -I Q b R 1 100-6
9、2051D F 图 1 8 表 1-5R 2 ( Q ) 开路 620 510 390 300 200 100 U(V) 10 I(mA) 0 四、思索题 有一个线性电阻 R=200 Q, 用电压表、电流表测电阻 R ,已知 电压表内阻 R V=10K Q, 电流表内阻 R A =0.2 Q ，问电压表与电 流表怎样接法其误差较小？ 五、试验报告要求 1. 用坐标纸画出各元件的伏安特性曲线， 并作出必要的分 析。2. 回答思索题，并画出测量电路图。5试验二基尔霍夫定律 一、 试验目的 1 .验证基尔霍夫电流、电压定律，加深对基尔霍夫定律的理 解。2. 加深对电流、电压参考方向的理解。二、 试验
10、原理 基尔霍夫定律是集总电路的基本定律。它包括电流定律和电 压定律。基尔霍夫电流定律 （ KCL）:在集总电路中，任何时刻，对任 节点，全部支路电流的代数和恒等于零。三、 仪器设备 1 .电路分析试验箱 一台 2 .直流毫安表 二只 3. 数字万用表 一台 2 .按图 2-1 所示接线。3 .按图 2-1 分别将 E 1 、 E 2 两路直流稳压电源接入电路。4.将直流毫安表串联在 1 1 、 1 2 、 1 3 支路中（ 留意：直流毫 I 3 安表的 + 、 - 极与电流的参考方向 ），设各电阻两端电压 U R1 、 U R1 、 U R1 与流过其电流为关联参考方向。5.认连线正确后，再通
11、电，将直流毫安表的值记录在表 2-1 内。6 .用数字万用表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值， 记录在表 2-1 内 表 2 - 1 被测量 I 1 (mA) I 2 (mA) I 3 (mA) U R1 (V) U R2 (V) U R3 (V) 计算值 测量值 相对误差 注：相对误差 =（| 测量值 |-| 计算值 |）/1 计算值 | * 100% p R 1= 5.1K Q I 2R 2=5.1K Q R 3=4.7K Q +_L E 1=5V 五、试验报告要求 1 .选定实路电路中的任一节点， 将测量数据代入基尔霍夫 电流定律加以验证。2 .选定试验电路中的任一闭合电路， 将测量
12、数据代入基尔 霍夫电压定律，加以验证。3 .将计算值与测量值比较，分析误差缘由。试验三叠加定理 由于功率是电压或电流的二次函数，因此叠加定理不能用 来干脆计算功率。例如在图 3 - 1 中一、 试验目的 1. 验证叠加定理 2. 正确运用直流稳压电源和万用电表。二、 试验原理 叠加原理不仅适用于线性直流电路，也适用于线性沟通电 路，为了测量二 r- E 2=12V 四、试验内容与步骤 1 .试验前先随意设定三条支路的电流参考方向， 可米用如图 2-1 中 1 仆 1 2 、 I 3 所示。图 3 - 1 6便利，我们用直流电路来验证它。叠加原理可简 述如下：在线性电路中，任一支路中的电流 （
13、或电压 ）等于电路中各 个独立源分别单独作用时在该支路中产生的电流 （ 或电压 ）的代 数和，所谓一个电源单独作用是指除了该电源外其他全部电源 的作用都去掉，即志向电压源所在处用短路代替，志向电流源 所在处用开路代替， 但保留它们的内阻， 电路结构也不作变更。(b) (c) 1 1 1 1 1 1 12 12 12 13 13 13 明显 P R 1（I 1 ）2 R 1 （h ）2 R 三、 仪器设备 1 •电路分析试验箱 一台 2 .直流毫安表 二只 3 .数字万用表 一台 四、 试验内容与步骤 1 •试验箱电源接通 220V 电源，调整输出电压，使第一路 输出端电压
14、E 1 = 10V ;其次路输出电压 E 2 = 6V ,（须用万用表 重新测定），断开电源开关待用。按图 3 - 2 接线，经老师检查7线路后，再接通电源开关。2 •测量 E i 、 E 2 同时作用和分别单独作用时的支路电流 1 3 并将数据记入表格 3 - 1 中。留意：一个单独作用时，另一个电源需从电路中取出，并 将空出的两点用导线连起来。还要留意电流（或电压）的正、 负极性。（留意：用指针表时，凡表针反偏的表示该量的实际方 向与参考方向相反，应将表针反过来测量，数值取为负值。4 •选一个回路，测定各元件上的电压，将数据记入表格 3 - 1 中。表 3 1试验值 计
15、算值 丨 3 (mA) U R 1 (V) U R2 (V) U R3 (V) I 3 (mA) U R 1 (V) U R2 (V) U R 3 (V) E 1 、E 2 同 时作用 E 1 单独作 用 E 2 单独作 用五、试验报告要求 1 •用试验数据验证支路的电流是否符合叠加原理， 并对实 验误差进行适当分析。2 .用实测电流值、电阻值计算电阻 R 3 所消耗的功率为多 少？能否干脆用叠加原理计算？试用详细数值说明之。8 试验四戴维南定理 一、 试验目的 1. 验证戴维南定理 2. 测定线性有源一端口网络的外特性和戴维南等效电路 的外特性。二、 试验原理 戴维南定理指出：任何
16、一个线性有源一端口网络，对于外 电路而言，总可以用一个志向电压源和电阻的串联形式代替， 志向电压源的电压等于原一端口开路电压 U oc ，其电阻（又称 等效内阻）等于网络中全部独立源置零时的入端等效电阻 R eq, 见图 4 1 。图 4 1 1. 开路电压的测量方法 方法一：干脆测量法。当有源二端网络的等效内阻 R eq 与 电压表的内阻 R v 相比可以忽视不计时，可以干脆用电压表测量 开路电压。方法二：补偿法。其测量电路如图 4 2 所示， E 为高精度 的标准电压源， R 为标准分压电阻箱， G 为高灵敏度的检流计。调整电阻箱的分压比， C 、 d 两端的电压随之变更，当 U cd =
17、 U ab 时，流过检流计 G 的电流为零，因此 分压比 K 就查可求得开路电压 U ab ,因为电路平衡时 | G =0 ,不 消耗电能，所以此法测量精度较高。2 .等效电阻 R eq 的测量方法 对于已知的线性有源一端口网络，其入端等效电阻 R eq 可 以从原网络计算得出，也可以通过试验测出，下面介绍几种测 量方法：方法一：将有源二端网络中的独立源都去掉，在 ab 端外加 一已知电压 U ，测量一端口的总电流 I ，则等效电阻 R eq= U 。实际的电压源和电流源都具有肯定的内阻，它并不能与电 源本身分开，因此在去掉电源的同时， 也把电源的内阻去掉了， 无法将电源内阻保留下来，这将影响
18、测量精度，因而这种方法 只适用于电压源内阻较小和电流源内阻较大的状况。方法二：测量 ab 端的开路电压 U oc 及短路电流 I sc 则等效 电阻 R eq = U oc /| sc 1,X 1 ( )诚| 源二1 - r 邑 f 1hloi_ Uab Ucd R E KE R 1 R 2 式中 K R 2 R 1 R 2 为电阻箱的分压比。依据标准电压 图 4 彼厠电路9这种方法适用于测量 ab 端等效电阻 R eq 较大，而短路电流 不超过额定值的情形，否则有损坏电源的危急。依据戴维南定理将 AB 以左的电路化简为戴维南等效电路。即 计算图示虚线部分的开路电压 U OC , 等效内阻 R
19、 eq 及 A 、 B 干脆图 4 3 方法三：两次电压测量法 测量电路如图 4 3 所示，第一次测量 ab 端的开路电压 U OC ,其次次在 ab 端接一已知电阻 R L(负载电阻)，测量此时 a 、 b 端的负载电压 U ，贝 U a 、 b 端的等效电阻 R eq 为： R eq oc 1)R L第三种方法了克服了第一和其次种方法的缺点和局限性， 在实际测量中常被采纳。3. 假如用电压等于开路电压 U OC 的志向电压源与等效电阻 R eq 相串联和电路(称为戴维南等效电路， 参见图 4 4 )来代替 原有源二端网络，则它的外特性 U=f(l) 应与有源二端网络的外 特性平安相同。试验
20、原理电路见图 4 5b 。三、预习内容 在图 4 5( a )中设 E j = 10V , E 2= 6V , R 1R 21K Q -(b) 图 4 5 四、仪器设备 1 •电路分析试验箱 一台 2 .直流毫安表 3 .数字万用表 一只 .一-台 短路时的短路电流 图 4 4 確测电路 I sc 之值，填入自拟的表格中。10五、试验内容与步骤 1. 用戴维南定理求支路电流 1 3 测定有源二端网络的开路电压 U oc 和等效电阻 R eq 按图 4 - 5 ( a )接线，经检查无误后，采纳干脆测量法测定 有源二端网络的开路电压 U oc 。电压表内阻应远大于二端网络 的等效电阻
21、R eq 。用两种方法测定有源二端网络的等效电阻 R eq A .采纳原理中介绍的方法二测量：首先利用上面测得的开路电压 U °c 和预习中计算出的 q 估算网络的短路电流 I sc 大小，在 I sc 之值不超过直流稳压电源 电流的额定值和毫安表的最大量限的条件下，可干脆测出短路 电流，并将此电路短路电流 I sc 数据记入表格 4 1 中。B .采纳原理中介绍的方法三测量：接通负载电阻 R L , 调整电位器 R 4 ，使 R L= 1K Q, 使毫安 表短接，测出此时的负载端电压 U ，并记入表格 4 1 中。表 4 1 项目 U oc (V) U ( V ) I sc (mA)
22、 R eq ( Q ) 数值况下，测量相应的负载电压和流过负载的电流，共取五个点将 数据记入自拟的表格中。测量时留意，为了避开电表内阻的影 响，测量电压 U 时，应将接在 AC间的毫安表短路，测量电流 主 I 时，将电压表从 A 、 B 端拆除。若采纳万用表进行测量， 要 特殊留意换档。3. 测定戴维南等效电路的外特性。将另一路直流稳压电源的输出电压调整到等于实测的开路 电压 U oc 值，以此作为志向电压源，调整电位器 R 6 ,使 R 5R 6R eq ，并保持不变，以此作为等效内阻，将两者串联 起来组成戴维南等效电路。按图 4 5 ( b )接线，经检查无误 后，重复上述步骤测出负载电压
23、和负载电流，并将数据记入自 拟的表格中。六、试验报告要求 1• 应用戴维南定理，依据试验数据计算 R 3 支路的电流丨 3 ，并与 计算值进行比较。2• 在同一坐标纸上作出两种状况下的外特性曲线，并作适当分 析。推断戴维南定理的正确性取 A 、 B 两次测量的平均值作为 R eq ( | 3 的计算在试验报 告中完成) 2. 测定有源二端网络的外特性 调整电位器 R 4 即变更负载电阻 R L 之值，在不同负载的情11试验五运算放大器和受控源 一、 试验目的 1. 获得运算放大器有源器件的感性相识。2. 测试受控源特性，加深对它的理解。二、 试验说明 1 .运算放大器是一种
24、有源三端元件，图 5 - 1 ( a )为运放的电 路符号。 F V Uo( a ) (b) 图 5 - 1 它有两个输入端，一个输出端和一个对输入和输出信号的 参考地线端。+ 端称为非倒相输入端，信号从非倒相输入端 输入时，输出信号与输入信号对参考地线来说极性相同。- 端称为倒相输入端，信号从倒相输入端输入时，输出信号与输 入信号对参考地线来说极性相反。运算放大器的输出端电压 U o A(U b U a ) 其中 A 是运算放大器的开环电压放大倍数。在志向状况下， A 和输入电阻 R in 均为无穷大，因此有 U b U a 上述式子说明：(1) 运算放大器的 + 端与-端之间等电位，通常
25、称为虚短路。(2) 运算放大器的输入端电流等于零。称为虚断路 此外，志向运算放大器的输出电阻为零。这些重要性质是 简化分析含运算放大器电路的依据。除了两个输入端、一个输出端和一个参考地线端外，运算 放大器还有相对地线的电源正端和电源负端。运算放大器的工 作特性是在接有正、负电源(工作电源)的状况下才具有的。运算放大器的志向电路模型为一受控源。如图 5 - 1 所示。在它的外部接入不同的电路元件可以实现信号的模拟运 算或模拟变换，它的应用极其广泛。含有运算放大器的电路是 一种有源网络，在电路试验中主要探讨它的端口特性以了解其 功能。本次试验将要探讨由运算放大器组成的几种基本受控源 电路。5 2
26、所示的电路是一个电压限制型电压源( 运算放大器的 + 和-端为虚短路，有 U a U b U 1 VCVS )。i b U b R n 0 , U a R in (b) 由于 故 又因 所以 U b U 1 i R2 R 2 R 2 iR1 iR2 U2 iR1 R 1 iR2 R 2 iR2 ( R 1 R 2 )U 1 R 2 (R 1 R 2 )12 U 2 l i即运算放大器的输出电压 u 2 受输入电压 u 1 的限制，它的理 g m 具有电导的量纲称为转移电导。图 5 - 4 所示电路中，输入、 输出无公共接地点，这种联接方式称为浮地联接。图 5 - 5 想电路模型如图 5 - 3
27、 所示。其电压比 U 2 1 R_ U i R 2 卩无量纲，称为电压放大倍数。该电路是一个非倒相比例 放大器，其输入和输出端钮有公共接地点。这种联接方式称为 共地联接。3 •将图 5 - 2 电路中的 R i 看作一个负载电阻，这个电路就 成为一个电压限制型电流源（ VCCS ）如图 5 - 4 所示，运算放 大器的输出电流 U a U i i s I R R R 即 I s 只受运算放大器输入电压 U i 的限制，与负载电阻 R L 无关。图 5 - 5 是它的志向电路模型。比例系数：图 5 6 图 5 - 7 4 •一个简洁的电流限制型电压源（ CCVS ）电路如图
28、5 - 6 所示。由于运算放大器的 + 端接地，即 U b 0 ，所以- 端电压 U a 也为零，在这种状况下，运算放大器的-端称为 虚地点，明显流过电阻 R 的电流即为网络输入端口电流 | 1 , 运算放大器的输出电压 U 2l i R ，它受电流 1 1 所限制。图 5 7 是它的志向电路模型。其比例系数：U i13 5 .运算放大器还可构成一个电流限制电流源（ CCCS ）如 图 5 - 8 所示，由于 u ci R2 R 2i 1R 2叫-尽即输出电流 i s 受输入端口电流 i i 的限制，与负载电阻 R L 无关。它的志向电路模型如图 5 9 所示。其电流比 L 1 电 i 1 R
29、 3 无量纲称为电流放大系数。这个电路事实上起着电流放大的 作用，联接方式为浮地联接。6 •本次试验中，受控源全部采纳直流电源激励（输入），对于 沟通电源激励和其它电源激励，试验结果完全相同。由于运算 放大器的输出电流较小， 因此测量电压时必需用高内阻电压表， 如用万用表等。三、仪器设备 四、试验内容与步骤 1. 测试电压限制电压源和电压限制电流源特性。试验线路及参数如图 5 10所示。表 5 1 给定值 U 1 ( V ) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 VCVS 测量值 U 2 ( V ) 计算值 /VCCS 测量值 I s ( mA ) 计算值 g m (s) /电路接好后
30、，先不给激励电源 Ui ，将运算放大器 + 端对 地短路，接通试验箱电源工作正常时，应有 u 2= 0 和 I s = 0 。 接入激励电源 5，取 U 1 分别为 0.5V 、 1V 、 1.5V 、 2V 、 2.5V （操作时每次都要留意测定一下），测量 U 2 及 I s 值并逐一记入 表 5 1 中。保持 U i 为 1.5V ，变更 R i （即 R L ）的阻值，分别测量 U 2 及 I s 值并逐一记入表 5 2 中。表 5 2 1 . 2 . 3 . 电路分析试验箱 一台 直流毫安表 二只 数字万用表 图 5 1014给定值 R 1 ( K Q) 1 2 3 4 5 VCVS
31、 测量值 U 2 ( V )计算值 / VCCS 测量值 I s ( mA )计算值 g m (S ) /核算表 5 1 和表 5 2 中的各和 g m 值，分析受控源特性。2. 测定电流限制电压源特性 试验电路如图 5 11 所示，输入电流由电压源 U S 与串联电阻 Ri 所供应。 给定 R 为 1K Q, U s 为 1.5V ，变更 R i 的阻值，分别测量 11 和 U 2 的值，并逐一记录于表 5 3 中，留意U 2 的实际方向。表 5 3 给定值 R i ( K Q) 1 2 3 4 5 测量值 l 1 ( mA)U 2 ( V )计算值 r m ( Q) 保持 U s 为 1.
32、5V ,变更变更 R i 为 1K Q 的阻值，分别测量 1 1 和 U 2 的值，并逐一记录于表 5 4 中。表 5 4 给定值 R ( K Q) 1 2 3 4 5 测量值 1 1 (mA)U 2 ( V )计算值 r m ( Q) 核算表 5 3 和表 5 4 中的各 r m 值，分析受控源特性。2. 测试电流限制电流源特性，试验电路及参数如图 5 12 所 示。 给定 U s 为 1.5V , R i 为 3K Q, R 2 和 R 3 为 1 K Q, 负载分 别到 0.5 K Q 、 2 K Q 、 3 K Q 逐一测量并测量 I 1 和 | 2 的数值。 保持 U s 为 1.5
33、V , 为 1K Q, R 2 和 R 3 为 1 K Q, 分别 取 R i为 3 K Q 、 2.5 K Q 、 2 K Q 、 1.5 K Q 、 1K Q, 逐一测量并测 量 1 1 和I 2 的数值。 保持 U s 为 1.5V , R L 为 1K Q 、 R i 为 3K Q, 分别取 R 2 （或 R 3 ）为 1 K Q 、 2 K Q 、 3 K Q 、 4 K Q 、 5K Q, 逐一测量并记录 1 1 和 I 2 的数值。以上各试验记录表格仿前自拟。 核算各种电路参数下的 a 值，分析受控源特性。五、 留意事项 1 . 试验电路确认无误后，方可接通电源，每次在运算放大
34、器外部换接电路元件时，必需先断开电源。2 •试验中，作受控源的运算放大器输出端不能与地端短接。1. 做电流源试验时，不要使电流源负载开路。六、 试验报告要求 1. 整理各组试验数据，并从原理上加以探讨和说明。2. 写出通过试验对实际受控源特性所加深的相识。3 •试分析引起本次试验数据误差的缘由。 1516试验六一阶、二阶动态电路即：当 很小时，输出电压 U se 近似与输入电压 U sr 对时间的导数成正比，所以称图 8 - 1 电路为微分电路、试验说明 1. 用示波器探讨微分电路和积分电路。（ 1 ）微分电路 微分电路在脉冲技术中有广泛的应用。在图 8 - 1 电路中,
35、u seRi RC dU£( 1 ) dt图 8 1 图 8 - 2 （ 2 ）积分电路 将图 8 - 1 电路中的 R 、 C 位置对调，就得到图 8 - 2 电路。电路中即输出电压 U se 与电容电压 U e 对时间的导数成正比。当电 1 1 U R 1U se idt R dt U R dt ( 4 ) C C R RC 路的时间常数 RC 很小， U e>> U se 时，输入电压 U sr 与电 容电压 U e 近似相等。U sr U e (2) 将（ 2 ）代入（ 1 ）得 use dt (3) 即输出电压 U se 电阻电压 U R 对时间的积分成正比。
36、汉电路的时间常数 RC 很大、 U R>> U se 时，输入电压 U sr 与电阻电压 U R 近似相等， U sr U R（ 5 ）将（ 5 ）代入（ 4 ）时 、试验目的 1 .加深对 RC 微分电路和积分电路过渡过程的理解。2 .探讨 R 、 L 、 C 电路的过渡过程。1 17下的振荡角频率，习惯上称为无阻尼振荡电路的固有角频率,UscRC Usrdt(6) 在 R 0 时，放电电路的固有振荡角频率 将随 即：当 很大时，输出电压 U se 近似与输入电压 U sr 对时间的积 R 2L 增加而下降; 分成正比，所以称图 8 - 2 电路为积分电路。2 . R 、 L 、
37、 C 电路的过度过程。( 1 )将图 8 3 电路接至直流电压，当电路参数不同时, 电路的过渡过程有不同的特点：当电阻 R 0 过程 图 8 - 3 II 当 R 2 L 时，过渡过程中的电压、电流具有非周期振 C 荡的特点。2J 丄时，过渡过程中的电压、电流具有衰减振荡 C 的特点：此时衰减系数 2L 0 是在 R = 0 状况 vLC 就变为非振荡性质了。( 2 )将图 8 4 电路接直流电压，当电路参数不同时，其 过渡过程也有不同的特点: 2 一时，响应是非振荡性质的。R 乍 g 时，响应将形成衰减振荡。这时电路的衰减系 1 数 。2RC 2 .如何用示波器视察电路的过渡过程 电路中的过
38、渡过程，一般经过一段时间后，便达到稳定。由于这一过程不是重复的，所以无法用一般的阴极示波器来观 察(因为一般示波器只能显示重复出现的、即周期性的波形) 为了能利用一般示波器探讨一个电路接到直流电压时时的过渡 过程，可以采纳下面的方法。18图 8 - 5 在电路上加一个周期性的矩形波电压（图 8 5 ）。它 对电路的作用可以这样来理解：在 t 1 、 t 3 等时刻，输入电压由 零跳变为 U ° ,这相当于使电路突然在与一个直流电压 U ° 接 通；在 t 2 、 t 4 等时刻，输入电压由 U 。跳变为零，这相当于使电 路输入端突然短路。由于不断地使电路接通与短路，电路便出 现
39、重复性的过渡过程，这样就可以用一般示波器来视察了。如 果要求在矩形波作用的半个周期内， 电路的过渡过程趋于稳态， 则矩形波的周期应足够大。三、 仪器设备 1 .双踪示波器 1 台 2. 方波发生器 1 台 3 •电路分析试验箱 1 台 四、 预习内容 1 .图 8 6 电路中设 U 入 为一阶跃电压，其幅度为 U = 3V ; 2 .图 8 7 电路中设 U 入 为一矩形脉冲电压，其幅度为 U = 6V ;频率为 1KHZ , C = 0.033 卩 F ，试分别画出 R = 3 .图 8 8 电路中设 U 入 为一矩形脉冲电压，其幅度为 U = 6V ;频率为 1KHZ , C =
40、 0.033 卩 F , R = 10K 。试画出 u 出 的 曲线。C = 20 卩 F 。试分别画出 R = 100K , R = 10K , R = 1K 时U 由 -4 Uo 图 8 6 100K 及 R = 10K 时 U 出 的曲线。图 8 719卩 F ，定性推断 R = 2K 及 R = 11K 两种状况下 u C 的波形是否振 荡。五、试验内容与步骤 1 .按图 8 - 9 接线，用示波器视察作为电源的矩形脉冲电 压。周期 T = 1ms 。2. 图 8 10 接线，使 R 为 10K ，分别视察和记录 C = 0.01 卩 F 、 0.1 卩 F 、 1 卩 F 荧光屏上显
41、示的波形。 4. 按图 8 3 电路接线 L = 0.2H , C = 0.1 卩 F接入 T = 10ms 的矩形脉冲视察并描绘 R = 500 及 R = 2K 两种状况下的 U se 波形。记录必要的数据。5 .按图 8 4 接线 L = 0.2H , C = 0.1 卩 F 接入 T = 10ms 的 矩形脉冲视察并描绘 R = 4K 及 R = 500 , R = 270 三种情 况下的 U se 波形。记录必要的数据。六、试验报告要求 1 .将试验任务 1 、 2 、 3 、 4 、 5 中记录的波形整理在坐标纸 上。2 •总结微分和积分电路区分。图 8 9 图 8 10 3. 按图 8 11 接线。使 R 为 10K ，分别视察和记录 C = 0.5 卩 F 、 0.01 F 两种状况下荧光屏上显示的波形。UA 1 > 4- t F. 11由 图 8 11 4 .已知图 8 - 3 , R 、 L 、 C 串联电路中， L = 0.2H , C = 0.02