一、实验目的

１、学习使用万用表，学会测量电路中的电位、电压。

2、通过实验，进一步了解电路中电位和电压的概念。

3、验证基尔霍夫电压定律。

    二、实验设备

    １、在电路中任意选定一点为参考点，令参考点的电位为零，电路其他各点的电位就是各点与参考点间的电压。参考点不同，各点的电位也不同（电位的相对性）。

电路中任意两点间的电压等于该两点间的电位差，电压与参考点的选择无关（电压的单值性）。

    2、基尔霍夫电压定律指出，任何时刻，沿电路中任一闭合回路绕行一周,各段电压的代数和恒为零，即∑U＝0，它说明了电路中各段电压的约束关系，与电路中元件的性质无关。

四、实验步骤

    １、测量电位：

（1）按图1-1所示接线（不接入R4支路），将开关S1、S2置于电源输入端。电路中电源US1=12V采用12V直流稳压电源，US2=6V采用0~30V直流可调稳压电源进行调节得到，用万用表直流电压档测量。

（2）在电路中选定d为参考点，令其电位为0，将数字直流电压档置于适当的量程，“-”端接参考点，“+”端接被测点，注意电位值的正、负值。分别测量表1-1中的各点电位并记录。

（3）在电路中选定c为参考点，重测各点电位并记录于表1-1中。

表1-1    电位（V）

（1）线性电路：取回路abda，用直流电压档分别测量回路中各支路电压，将测量结果记录于表1-2中。测量过程中注意数值的正与负。

（2）非线性电路：按图1-1所示接线（接入R4支路），重新测量支路电压并记录于表1-2中。测量过程中注意数值的正与负。

表1-2

1、复习电位、电压的概念，复习基尔霍夫定律。

2、预算数据表格中各待测数值，以供实验时选择电流表、万用表直流电压档的测量量程和极性。

　　六、总结要求

    １、根据表1-1的测量数据，说明在电路中选择不同参考点对各点的电位有无影响，并验证电位的相对性。

    ２、利用表1-2的测量结果，验证基尔霍夫电压定律，并说明适用范围。

实验课题二  直流电路的电流测量和基尔霍夫电流定律验证

    一、实验目的

１、学习使用万用表，学会测量电路中的电流。

2、通过实验，进一步了解电路中电流的概念。

3、验证基尔霍夫电流定律。

    二、实验设备

1、基尔霍夫电流定律：在任一瞬间，流入某节点的电流之和应该等于由该节点流出的电流之和。又可表述为：在任一瞬间，流入（或流出）某节点电流的代数和恒等于零，即ΣI=0。

四、实验步骤

    １、验证基尔霍夫定律（KCL）：

（1）按图1-1所示接线（不接入R4支路），将开关S1、S2置于电源输入端。电路中电源US1=12V采用12V直流稳压电源，US2=6V采用0~30V直流可调稳压电源进行调节得到，用万用表直流电压档测量。

（2）读取电流值并记录。注意电流表量程和极性的选择。

注意：直流数字毫安表只有一只，测量I1、I2、I3某一支路电流时，要将另两个接点用线短接。

表1-1

表1-2

1、复习电流的概念，复习基尔霍夫电流定律。

2、预算数据表格中各待测数值，以供实验时选择电流表的测量量程和极性。

　　六、总结要求

1、利用测量结果，验证基尔霍夫电流定律，并说明适用范围。

实验课题三  叠加定理的验证

一、实验目的

1、验证叠加定理及其适用范围。

2、加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。

　　二、实验设备

1、叠加定理：在线性电路中，任一支路的电流或电压都是电路中每一个源单独作用时，在该支路所产生的电流或电压的代数和。

2、在线性电路中，当激励(电源)增大或缩小K倍（K为实常数）时，响应（电压或电流）也将同样增大或缩小K倍。

四、实验内容及步骤

1、线性电路的叠加性

（1）按图2-1所示接线（不接入R4支路），将开关S1、S2置于短路状态。电路中电源US1=12V采用12V直流稳压电源，US2=6V采用0~30V直流可调稳压电源进行调节得到，用万用表直流电压档测量。

（2）将开关S1、S2置向电源输入端，读取支路电流值并记录。注意电流表量程和极性的选择。

（3）将US2电源置于短路状态，测量在US1电源单独作用时的电流I及电压Ubd，并将测量结果记录于表2-1中，测量中注意电流方向。

（4）将US1电源置于短路状态，测量在US2电源单独作用时电流I及电压Ubd，并将测量结果记录于表2-1。

（5）测量US1和US2电源同时作用时，支路的电流I及电压Ubd，并将测量结果记录于表2-1。 

2、线性电路的齐次性

将US2的数值增大1.2倍，调至7.2V，重测数据并将数据记录于表2-1中。

表2-1  线性电路

表2-2  非线性电路

1、复习叠加定理。

2、预算数据表格中各待测数值，并考虑电流值为负值时应如何测量。

六、总结要求

1、根据测量结果，用数据验证叠加定理，并说明它的适用范围。

实验课题四  电信号的观察与测量

一、实验目的

　　1、初步认识示波器面板旋钮的功用，练习示波器的使用操作。

2、学会用示波器测量正弦量的频率与有效值。

    3、学会用双踪示波器观察感性电路中的电压与电流之间的相位关系。

二、实验设备

1、电子示波器是一种信号图形测量仪器，可定量测出电信号的波形参数，从荧光屏的Y轴刻度尺并结合其量程分档选择开关（Y轴输入电压灵敏度V/格分档选择开关）读得电信号的幅值；从荧光屏的X轴刻度尺并结合其量程分档（时间扫描速度s/格分档）选择开关，读得电信号的周期、相位差等参数。为了完成对各种不同波形、不同要求的观察和测量，它还有一些其它的调节和控制旋钮，希望在实验中加以摸索和掌握。

    一台双踪示波器可以同时观察和测量两个信号波形。

2、当使用10:1探头测量时，则输入电压信号经过探头已被衰减为1/10，所以被测电压的峰峰值应乘上10倍才是实际被测电压的峰峰值，被测电压的有效值为：。　

3、双踪示波器的自检

将示波器面板部分的“标准信号”插口，按图3-1所示，通过示波器探头接至双踪示波器的Y轴输入插口CH1或CH2端，然后开启示波器电源，指示灯亮，稍后，协调地调节示波器面板上的“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”、“X轴位移”、“Y轴位移”等旋钮，使大荧光屏的中心部分显示出线条细而清晰、亮度适中的方波波形；通过选择幅度和扫描速度灵敏度，并将它们的微调旋钮旋至“校准”位置，从荧光屏上读出该“标准信号”的幅值与频率，并与标称值（1V、1kHz的信号）作比较，如相差较大，请指导老师给予校准。

四、实验步骤

1、正弦波信号的观测

（1）将示波器的Y轴衰减开关和X轴扫描开关微调旋钮旋至“校准”位置。

（2）调节信号发生器输出为500Hz、3V，按图3-1所示，将示波器的CH1探头接于信号发生器输出端。注意探头的接地端须同信号发生器接地端联在一起。

（3）接通电源，调节示波器“垂直衰减开关”及其微调、“水平扫描速度开关”及其微调、“X位移”、“Y位移”，将以上各项观察到的实验现象记入表3-1中。

表3-1

（4）调节信号发生器输出分别为500Hz、3V；10kHz、5V时，练习调节各旋钮，使屏幕上均出现两个周期清晰稳

定的波形。调节示波器Y轴和X轴灵敏度至合适的位置，使荧光屏上读得幅值及周期，记入表3-2中。

2、观测感性电路中电压和电流的相位关系

按图3-2接线。 调节信号发生器输出电压为3V，频率为100kHz，取R=10k，L=10mH，观测电路中电压和电流的相位关系。并在座标纸上描绘其电压波形及电流波形于同一座标系中。

注意：1）线路图中电阻两端电压与电流同相位，CH2用于测取电路中的电流波形。

      2）CH1、CH2探头的接地端可只用其中之一接入信号发生器的接地端，另一探头的接地端可悬空。

五、预习要求

1、阅读有关实验设备的使用说明及本实验的实验说明。

2.复习电阻、电感、电容单一参数的交流电路的电压、电流的瞬时变化，u(t)、i(t)波形，并分析其相位差。

六、总结要求

1、总结用示波器测量正弦量的频率与有效值的方法及其注意事项。

2、用坐标纸绘制R –-L电路的u(t)、i(t)波形，计算其相位差，得出相应结论。

第三章  电路实验中常用的仪器、设备、元器件

3.1  电流插座

在做多支路电流测量实验时，由于难以提供多只电流表，因此必须借助于电流插座来实现用一只电流表测量多个支路的电流。先在需要测量电流的各支路中，象电流表一样串联接入电流插座。电流表是通过电流插头插入电流插座来读取电流读数，其作用原理可以从图3.1看出。通常，电流插座上的A、B两弹簧片（即触点）接通，电流直流通过（图a）。当接在电流表上的电流插头插入时，插头上的C、D两铜片分别与A、B接触，同时将A、B分开（图b），这时电流就通过电流表得到测量，拔出插头时，弹簧片A、B又自动接通，这样，在测量电流过程中，电路并没有中断。

为了使测量时电流表的极性不至于接错，可将电流插头连接线上的红色接线叉与电流表的正（+）极接线端钮相对应进行接线，如图(b)所示。这样，只要把电流插座上的红色接线柱当作电流表的正极（电流流入端）接线端钮接入电路，测量时电流表就不致于反向偏转，因此在实验时必须先分析出各支路的实际电流方向，接入电流插座，极性不要接错。

3.2  MOS-620CH 双踪示波器

面板控制键作用说明

（1）校准信号输出端子（CAL）：提供1KHz，幅度为2Vp-p方波作为本机Y轴、X轴校准用。

（2）亮度旋钮（INTEN）：顺时针方向旋转旋钮，亮度增强。接通电源之前将该旋钮逆时针方向旋转到底。

（3）聚集旋钮（FOCUS）：用亮度控制钮将亮度调节至合适的标准，然后调节聚焦控制钮直至轨迹达到最清晰的程度，虽然调节亮度时聚焦可自动调节，但聚焦有时也会轻微变化。如果出现这种情况，需要重新调节聚焦。

（4）光迹旋转旋钮（TRACE FOTATION）：由于磁场的作用，当光迹在水平方向轻微倾斜时，该旋钮用于调节光迹与水平刻度线平等。

（5）电源指示灯：电源接通时，指示灯亮。

（6）电源开关（POWER）：将电源开关按键弹出即为“关”位置，将电源线接入，按电源开关，以接通电源。

（7）、（22）垂直衰减开关（VOLTS/DIV）：调节垂直偏转灵敏度，共10档。

如果使用的是10 : 1的探极，计算时将幅度×10

（8）CH1(X)：通道1垂直方向的输入端；在X-Y方式时，作为X轴输入端。

（9）、（21）垂直微调旋钮（VAR）：用于连续改变电压偏转系数。此旋钮在正常情况下应置于校正位置。

（10）、（18）AC—DC—GND：选择输入信号的输入方式。

AC：输入端与信号连接由电容器来交流耦合。

GND：输入信号与放大器断开，放大器的输入端接地；

DC：放大器输入与信号输入端直接耦合。

（11）、（19）▲▼垂直移位（POSITION）：调节光迹在屏幕中的垂直位置。

（12）ALT/CHOP：在双踪显示时，放开此键，表示通道1和通道2交替显示（用在高扫速）；在按下此键，通道1和通道2断续显示（用于低扫速）。

（13）、（17）CH1和CH2的DC BAL：衰减器的平衡调试。

（14）垂直方式工作开关（MODE）：选择（CH1、CH2）的工作模式

CH1：屏幕上仅显示CH1通道的信号；

CH2：屏幕上仅显示CH2通道的信号；

DUAL：屏幕上同时显示CH1和CH2通道上的信号；

ADD：显示CH1和CH2输入信号的代数和CH1+CH2。

（15）GND：示波器机箱的接地端子。

（16）CH2 INV：此键按下时通道2的信号反向。

（20）CH1(Y)：通道2垂直方向的输入端；在X-Y方式时，作为Y轴输入端。

（23）触发源选择开关（SOURCE）

CH1：当垂直方式工作开关（14）设在DUAL或ADD时，选择通道1作为内部触发信号源；

CH2通道2触发（）：CH2通道的输入信号是触发信号；

电源触发（LINE）：电源频率信号为触发信号；

外触发（EXT）：外触发输入端的触发信号是外部信号，用于特殊信号的触发。

（24）外触发输入端子（TRIG IN）  用于外部触发信号的输入。用该功能时开关（23）应置于（EXT ）位置。 

（25）触发方式选择（TRIGGER MODE）

ATUO：自动，扫描电路自动进行扫描。在没有信号输入时，屏幕上仍然可以显示扫描基线；

NORM：常态，当没有触发信号时，踪迹处在待命状态下，屏幕上并不显示。

TV-V：电视场，当要观察一场的电视信号时。

TV-H：电视行，当要观察一行的电视信号时。

（仅当同步信号为负脉冲时，方可同步电视场和电视行信号）

（26）极性：触发信号的极性选择，“+”上升沿触发，“-”下降沿触发。

（27）TRIG.ALT：当垂直方式工作开关（14）设在DUAL或ADD状态，触发源选择开关（23）选在通道1或通道2，按下此键则交替选择通道1或通道2作为内触发源。

（28）触发电平：显示一个同步稳定的波形。

（29）水平扫描速度开关（TIME/DIV）：共20档，在0.2μs～0.5s/div范围选择扫描速率。当设置到X-Y位置时用作X-Y示波器，垂直偏转信号接入CH2输入端，水平偏转信号接入CH1输入端。

（30）水平扫描微调（SWP.VAR）：此旋钮以反时针方向旋转到底时，处于校准位置，扫描由Time/div开关指示。

（31）扫描扩展开关（×10  MAG）：按下去时扫描速度扩展10倍。

（32）水平移位（POSITION）：用于调节光迹在水平方向移动。

（33）显示屏  仪器的测量显示终端。

3.3  SP11B 函数信号发生器

3.3.1 前面板说明

（1）频率显示窗口  显示输出信号的频率或外测频信号的频率。

（2）幅度显示窗口  显示函数输出信号的幅度

（3）扫描宽度调节旋钮  调节此电位器可调节扫频输出的频率范围。在外测频时，逆时针旋到底（绿灯亮），为外输入测量信号经过低通开关进入测量系统。

（4）扫描速率调节旋钮  调节此电位器可以改变内扫描的时间长短。在外测频时，逆时针旋到底（绿灯亮），在外输入测量信号经过衰减“20dB”进入测量系统。

（5）扫描/计数输入插座  当“扫描/计数键（13）功能选择在外扫描状态或外测频功能时，外扫描控制信号或外测频信号由此输入。”

（6）TTL信号输出端  输出标准的TTL幅度的脉冲信号，输出阻抗为600Ω。

（7）函数信号输出端  输出多种波形受控的函数信号，输出幅度20VP-P（1MΩ负载），10VP-P（50Ω负载）

（8）函数信号输出幅度调节旋钮  调节范围20dB。

（9）函数输出信号直流电平偏移调节旋钮

调节范围：-5V～+5V（50Ω负载），当电位器处在关位置时，则为0电平。

（10）输出波形对称性调节旋钮

调节此旋钮可改变输出信号的对称性。当电位器处在关位置时，则输出对称信号。

（11）函数信号输出幅度衰减开关

“20dB”、“40dB”键均不按下，输出信号不经衰减，直接输出到插座口。“20dB”、“40dB”键分别按下，则可选择20dB或40dB衰减。

（12）函数输出波形选择按钮  可选择正弦波、三角波、脉冲波输出。

（13）“扫描/计数”按钮  可选择多种扫描方式和外测频方式。

（14）频率微调旋钮  

调节此旋钮可微调输出信号频率，调节基数范围为从＞0.3至＜3。

（15）倍率选择按钮  每按一次按钮可递减输出频率的1个频段。

（16）倍率选择按钮  每按一次此按钮可递增输出频率的1个频段。

（17）整机电源开关

此按键揿下时，机电电源接通，整机工作。此键释放为关掉整机电源。

3.3.2  后面板说明

（1）电源插座  交流市电220V输入插座。内置保险丝容量为0.5A。

（2）TTL/CMOS电平调节  “关”为TTL电平，打开为CMOS电平，输出幅度从5V调节打15V。

（3）TTL/CMOS输出插座

3.4  KHDL-1电路原理实验箱

3.5  THA-JDZ1交流电路综合实验箱

实验箱的面板如图3.5.1所示，包含了数字交流电压表、电流表、功率表和功率因数表，以及交流实验的模块。

功率表和功率因数表的操作简要说明如下：

（1）按要求接好电路。

（2）开启电源，显示屏出现逐位跳动的“P”。

（3）按动功能键，使显示屏出现“P”，然后按确认键，即可获得功率P的读数。

（4）继续按动功能键，待显示屏出现“cos”，然后按确认键，即可获得功率因数cos的读数及负载的性质（容性指示C，感性指示L）。下载本文