电路基础实训电路基础实训2.2.实训内容实训内容1 1）常用电工仪表的使用（认识性实训）。）常用电工仪表的使用（认识性实训）。2 2）直流电路中电流、电压与电位的测量（认识性实训）。）直流电路中电流、电压与电位的测量（认识性实训）。3 3）元器件伏安特性的测量（基本技能性实训）。）元器件伏安特性的测量（基本技能性实训）。4 4）电压源与电流源的等效变换（基本技能性实训）。）电压源与电流源的等效变换（基本技能性实训）。5 5）受控源的实验研究（设计性实训）。）受控源的实验研究（设计性实训）。2.实训内容1）常用电工仪表的使用（认识性实训）。4.1 4.1 常用电工仪表的使用常用电工仪表的使用4.1.1 4.1.1 实训目的实训目的 1 1）了解常用电工仪表的基本用途。）了解常用电工仪表的基本用途。 2 2）熟熟悉悉电电压压表表、电电流流表表等等电电工工仪仪表表的的使使用用方方法。法。 3 3）熟悉稳压电源的使用方法。）熟悉稳压电源的使用方法。4.1 常用电工仪表的使用4.1.1 实训目的4.1.2 4.1.2 实训原理实训原理 如如何何正正确确地地使使用用电电工工仪仪表表，是是做做好好实实验验的的保保证，也是必备的基本功。证，也是必备的基本功。 短短路路、开开路路、虚虚接接和和错错接接等等现现象象往往往往会会引引起起烧烧毁毁仪仪表表、损损坏坏设设备备、甚甚至至危危害害人人身身安安全全等等事事故。故。 实实训训的的关关键键是是：了了解解电电路路原原理理，懂懂仪仪表表性性能能，掌掌握握接接线线方方法法，熟熟悉悉实实验验规规则则。除除此此之之外外，在在实验中还要切实掌握以下技能：实验中还要切实掌握以下技能：4.1.2 实训原理 如何正确地使用电工仪表，是做好实验1.1.1.1.电路接线电路接线电路接线电路接线（1 1）准备充分）准备充分 在电路接线前，一定要做好实验准备工作。在电路接线前，一定要做好实验准备工作。 （2 2）先主后辅）先主后辅电电路路连连接接顺顺序序是是：先先接接主主回回路路，再再接接辅辅助助回回路。路。（3 3）牢固准确）牢固准确接线端的连接处，要拧紧或插紧，防止虚接。接线端的连接处，要拧紧或插紧，防止虚接。（4 4）井然有序）井然有序电电路路连连接接要要井井然然有有序序，要要易易看看、易易查查和和易易操操作。作。1.电路接线（1）准备充分 2.2.仪器仪表接线仪器仪表接线 串联：电流表要串联在电路中。串联：电流表要串联在电路中。 方向：电流从表方向：电流从表 “ “”端流进，从表端流进，从表“”“”端流出。端流出。 电流表不准与电源并联。电流表不准与电源并联。 图图4-1 4-1 电流表串联在电路中电流表串联在电路中图图4-2 4-2 电流从电流从 “”端流进，从端流进，从 “”端流出端流出（1 1）电流表的接线方法）电流表的接线方法）电流表的接线方法）电流表的接线方法 2.仪器仪表接线 串联：电流表要串联在电路中。 图4-1 （2 2 2 2）电压表的接线方法电压表的接线方法电压表的接线方法电压表的接线方法并联：电压表要并联：电压表要并联：电压表要并联：电压表要并联在被测电路中。并联在被测电路中。极性：测电压时，要注意电路极性：测电压时，要注意电路 “ “”、”端端极性。极性。 严禁电压表与电源串联严禁电压表与电源串联 。图图4-3 4-3 电流表不能与电源并联电流表不能与电源并联图图4-4 4-4 电压表并联在电路中电压表并联在电路中（2）电压表的接线方法并联：电压表要并联在被测电路中。图4-电压表的接线方法电压表的接线方法电压表的接线方法电压表的接线方法电压表电压表电压表电压表要并联接在被测电路中。要并联接在被测电路中。 测量电压时，应注意电路测量电压时，应注意电路 “ “”、”端极性。端极性。图图4-5 4-5 测电压时要注意极性测电压时要注意极性电压表的接线方法电压表要并联接在被测电路中。 图4-5 测电（3 3 3 3）欧姆表的接线方法欧姆表的接线方法欧姆表的接线方法欧姆表的接线方法 并联：欧姆表并联：欧姆表并联：欧姆表并联：欧姆表要与被测电阻或负载并接。要与被测电阻或负载并接。 测量电阻时，应注意断开电阻的一端。测量电阻时，应注意断开电阻的一端。图图4-6 4-6 万用表测电阻万用表测电阻（3）欧姆表的接线方法 并联：欧姆表要与被测电阻或负载并接欧姆表的接线方法欧姆表的接线方法欧姆表的接线方法欧姆表的接线方法 图图4-7 4-7 并联电路测量电阻并联电路测量电阻R RL L图图4-8 4-8 串联电路测量电阻串联电路测量电阻R RL L欧姆表的接线方法 图4-7 并联电路测量电阻RL图4-8 （4 4 4 4）单相功率表的接线方法单相功率表的接线方法单相功率表的接线方法单相功率表的接线方法 功率表有两对接线端子，一对标功率表有两对接线端子，一对标I I的接的接线端子，是电流接线端子，同电流表接法线端子，是电流接线端子，同电流表接法（串联）相同；另一对标（串联）相同；另一对标U U的接线端子，是的接线端子，是电压接线端子，同电压表接法（并联）相同。电压接线端子，同电压表接法（并联）相同。图图4-9 4-9 功率表的接线原理功率表的接线原理图图4-10 4-10 功率表与电路的连接功率表与电路的连接（4）单相功率表的接线方法 功率表有两对接线端子，一对（5 5 5 5）绝缘电阻表的测量接线方法绝缘电阻表的测量接线方法绝缘电阻表的测量接线方法绝缘电阻表的测量接线方法 绝绝缘缘电电阻阻表表俗俗称称兆兆欧欧表表，又又称称“摇摇表表”，它它是是测测量量 以以上上电电阻阻之之用用。主主要要是是用于测量电气设备和供电线路的绝缘电阻。用于测量电气设备和供电线路的绝缘电阻。 测测量量连连接接方方法法类类似似电电压压表表。不不同同的的是是兆兆欧欧表表有有三三个个接接线线柱柱，即即L L（线线）、E E（地地）和和G G（屏屏），在在进进行行一一般般测测量量时时，只只要要把把被被测测绝绝缘缘电电阻阻接接在在L L与与E E之之间间便便可可。但但在在测测量量表表面面不不干干净净或或潮潮湿湿的的对对象象时时，为为了了准准确确测测量绝缘电阻，就必须使用量绝缘电阻，就必须使用G G。（5）绝缘电阻表的测量接线方法 绝缘电阻表俗称兆欧表，3 3 3 3、电工仪表的分类、电工仪表的分类、电工仪表的分类、电工仪表的分类 电工仪表基本上可分为两大系列：电工仪表基本上可分为两大系列： （1 1）以以数数字字技技术术为为基基础础构构成成的的电电子子式式数数字显示仪表，简称字显示仪表，简称“数字表数字表”。 （2 2）以以电电磁磁作作用用力力为为基基础础构构成成的的机机械械式式模拟指针表，简称模拟指针表，简称“指针表指针表”。 数数字字仪仪表表是是将将连连续续变变化化的的物物理理量量（称称模模拟拟量量）转转变变为为不不连连续续的的数数字字量量加加以以显显示示的的新型仪表，是电工仪表发展的方向。新型仪表，是电工仪表发展的方向。3、电工仪表的分类 电工仪表基本上可分为两大系列：4-1 实训项目完实训项目完机械工业出版社印制机械工业出版社印制4-1 实训项目完机械工业出版社印制4.2 4.2 电流、电压与电位的测量电流、电压与电位的测量 1 1）加深对电流、电压与电位的理解。加深对电流、电压与电位的理解。 2）掌掌握握直直流流电电路路电电流流、电电压压和和电电位位的测量方法。的测量方法。 3）验验证证电电路路中中各各点点电电位位的的相相对对性性，电压的绝对性和电压的绝对性和 等电位点的公共性。等电位点的公共性。4.2.1 实训目的实训目的4.2 电流、电压与电位的测量 1）加深对电流4.2.2 4.2.2 实训原理实训原理 1.1.电路模型电路模型 电路基本上是由电源、中间环节和负载三部分构成。电路基本上是由电源、中间环节和负载三部分构成。 为为了了研研究究的的方方便便，通通常常将将实实际际电电路路抽抽象象为为电电路路模模型型，用用电电阻阻、电电容容和和电电感感等等理理想想元元件件来来模模拟拟电电路路中中的的元元器器件件，用用理理想想的的电电压压源源和和电电流流源源来来替替代代电电路路电电源源，再再用用理理想想导导线线将将这这些些元元器件连接起来，构成电路模型，如图器件连接起来，构成电路模型，如图4-114-11所示。所示。图图4-11 4-11 电路模型电路模型4.2.2 实训原理 1.电路模型 电路基本上是由电源、2.2.电路基本参数电路基本参数1 1）电流）电流2 2）电压）电压3 3）电位）电位4 4）正电位与负电位）正电位与负电位5 5）等电位）等电位2.电路基本参数1）电流3.3.电流、电压和电位的测量电流、电压和电位的测量 1 1）电流的测量）电流的测量 2 2）电压的测量）电压的测量 3 3）电位的测量）电位的测量 4 4）电压表的正确接法：）电压表的正确接法： 电压表外接法测量电路；电压表外接法测量电路； 电压表内接法测量电路。电压表内接法测量电路。3.电流、电压和电位的测量 1）电流的测量4. 4. 电压表的内接法与外接法电压表的内接法与外接法 1 1）当当被被测测电电阻阻较较大大时时，为为了了减减少少误误差差，通通常常采采用用外接法。外接法。 2 2）当当被被测测电电阻阻较较小小时时，为为了了减减少少误误差差，通通常常采采用用内接法。内接法。图图4-12 4-12 电压表外接测量电路电压表外接测量电路图图4-13 4-13 电压表内接测量电路电压表内接测量电路4. 电压表的内接法与外接法 1）当被测电阻较大时，为了4.2.4 4.2.4 实训内容与步骤实训内容与步骤1. .电压、电位测量电压、电位测量 电路如图电路如图4-144-14所示。电路参数：直流电源所示。电路参数：直流电源 U US1S120V20V，U US2S210V10V，R R1 1120120，R R2 2200200，R R3 3100100，R R4 4150150，R R5 5120120。图图4-14 4-14 电压、电位测量电路电压、电位测量电路4.2.4 实训内容与步骤1.电压、电位测量 电路如图4操作步骤操作步骤操作步骤操作步骤 1 1）接接通通稳稳压压电电源源，将将两两个个电电源源的的输输出出电电压压分分别别调调到到2020V V和和1010V V。 2 2）用用电电压压表表分分别别测测出出各各点点电电位位U Ua a、U Ub b、U Uc c、U Ud d、U Ue e以及电压以及电压U Uabab、U Ubcbc、U Ucdcd、U Udede。 3 3）根根据据测测得得的的数数据据，验验证证电电压压与与电电位位差差的的关关系系：U UababU Ua aU Ub b，U UbcbcU Ub bU Uc c，U UcdcdU Uc cU Ud d，U UdedeU Ud dU Ue e，其其值值与基准点与基准点O O无关。无关。操作步骤 1）接通稳压电源，将两个电源的输出电压分别2. .电流的测量电流的测量 电路如图电路如图4-15所示。电路参数：直流电源所示。电路参数：直流电源US114V，US29V，R120，R25，RL6。图图4-15 4-15 电流测量电路电流测量电路2.电流的测量 电路如图4-15所示。电路参数：直流电操作步骤操作步骤操作步骤操作步骤 1 1）调调节节直直流流稳稳压压电电源源，使使输输出出电电压压为为：U Us1s114V14V，U Us2s29V9V，并用直流电压表校准电压值。并用直流电压表校准电压值。 2 2）用用直直流流电电流流表表测测量量I I1 1、I I2 2和和I I3 3的的电电流流值值，再再用用电电压压表表测测量量U Uaoao电电压压值值，并并将将电电流流、电电压压测测量量值值填填入入表表4-34-3中。中。 3 3）根根据据公公式式I I3 3U Uaoao/R/RL L，计计算算电电流流I I3 3值值，并并验验证证I I3 3的测量值与计算值是否相等。的测量值与计算值是否相等。操作步骤 1）调节直流稳压电源，使输出电压为：Us14.2.6 4.2.6 注意事项注意事项 1 1）认认真真选选用用元元器器件件和和测测量量仪仪表表的的型型号号、规格。规格。 2 2）要要了了解解仪仪表表测测量量的的读读数数方方法法和和误误差差处处理方法。理方法。 3 3）测量时，要注意仪表的正、负极性。）测量时，要注意仪表的正、负极性。 4 4）要要根根据据估估算算的的电电压压、电电流流值值来来选选择择仪仪表表的的量量程程，量量程程太太小小，容容易易损损坏坏仪仪表表；量量程程太大，误差大，测量不精确。太大，误差大，测量不精确。4.2.6 注意事项 1）认真选用元器件和测量仪表的型4-2 实训项目完实训项目完机械工业出版社印制机械工业出版社印制4-2 实训项目完机械工业出版社印制4.3 4.3 元器件伏安特性的测量元器件伏安特性的测量 1 1）加深对元器件伏安特性的理解。加深对元器件伏安特性的理解。 2）掌掌握握线线性性和和非非线线性性元元器器件件伏伏安安特特性性的的测量方法。测量方法。 3）掌掌握握线线性性和和非非线线性性元元器器件件伏伏安安特特性性曲曲线的绘制方法。线的绘制方法。4.3.1 实训目的实训目的4.3 元器件伏安特性的测量 1）加深对4.3.2 4.3.2 实训原理实训原理 1）元元器器件件的的特特性性，一一般般用用该该元元件件上上的的电电压压U与与通通过过该该元元件件的的电电流流I之之间间的的函函数数关关系系来来表表示示，这这种种函函数数关关系系称称为为该该元元件件的的伏伏安安特特性性，有有时时也也称称为为电电路路VCR (Voltage Current Relation )。用用U U和和I I分分别别作作为为纵纵坐坐标标和和横横坐坐标标绘绘成成的的曲曲线线就就叫叫做做伏伏安安特特性性曲曲线。线。 2 2）电电阻阻、白白炽炽灯灯泡泡和和半半导导体体二二极极管管等等，都都是是电电路路元元件件。其其中中线线性性电电阻阻的的伏伏安安特特性性是是一一条条通通过过原原点点的的直直线线，该该直直线线的的斜斜率等于该电阻的阻值，如图率等于该电阻的阻值，如图4-16 4-16 A A所示。所示。4.3.2 实训原理 1）元器件的特性，一般用该元件上 3 3）白白炽炽灯灯泡泡在在工工作作时时，灯灯丝丝处处于于高高温温状状态态，其其灯灯丝丝电电阻阻随随着着温温度度的的改改变变而而改改变变，具具有有非非线线性性电电阻阻元元件件的的伏伏安安特特性性，其其阻阻值值也也不不是是常常数数，所所以以它它的的伏伏安安特特性性为为一一条曲线，不服从欧姆定律。条曲线，不服从欧姆定律。 4 4）半半导导体体二二极极管管也也是是非非线线性性元元件件，其其阻阻值值不不但但随随电电压压和和电电流流的的大大小小而而改改变变，还还与与电电流流的的方方向向有有关关。当当正正向向接接法法时时，其其外特性如图外特性如图4-16 4-16 C C所示。所示。 3）白炽灯泡在工作时，灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随 5 5）稳稳压压二二极极管管的的正正向向伏伏安安特特性性类类似似普普通通二二极极管管，但但反反向向伏伏安安特特性性则则较较特特别别，如图如图4-16 4-16 D D所示。所示。 在在反反向向电电压压开开始始增增加加时时，其其反反向向电电流流几几乎乎为为零零，但但当当电电压压增增加加到到某某一一数数值值时时（一一般般称称稳稳定定电电压压），电电流流突突然然增增加加，以以后后它它的的端端电电压压维维持持恒恒定定，这这种种稳稳压压特特性性，在电子设备中有着广泛的应用。在电子设备中有着广泛的应用。 5）稳压二极管的正向伏安特性类似普通二极管，但反向伏特性曲线特性曲线图图4-16 4-16 线性电阻与非线性电阻的特性曲线线性电阻与非线性电阻的特性曲线特性曲线图4-16 线性电阻与非线性电阻的特性曲线4.3.4 4.3.4 实训内容与步骤实训内容与步骤1. . 测量线性电阻的伏安特性测量线性电阻的伏安特性 电电路路如如图图4-174-17所所示示。电电路路参参数数：直直流流电电源源0 02020V V，R RL L100100，S S为为单刀单掷开关。单刀单掷开关。图图4-17 4-17 测量线性电阻伏安特性电路测量线性电阻伏安特性电路4.3.4 实训内容与步骤1. 测量线性电阻的伏安特性 操作步骤操作步骤操作步骤操作步骤 1 1）先先将将稳稳压压电电源源调调到到零零位位，闭闭合合开开关关S S，缓缓慢慢调调节节稳稳压压电电源源UsUs的的输输出出电电压压，使使输输出出电电压压分分别别为为表表4-54-5所所列列出出的电压值。的电压值。 记记录录时时，以以并并联联的的电电压压表表的的指指示示值值为为准准。然然后后逐逐点点测量通过负载电阻测量通过负载电阻R RL L的电流值，并填入表的电流值，并填入表4-54-5中。中。 2 2）在在实实训训报报告告册册上上，用用逐逐点点法法绘绘制制线线性性电电阻阻R RL L的的伏伏安特性曲线。安特性曲线。操作步骤 1）先将稳压电源调到零位，闭合开关S，缓慢调2. .测量白炽灯泡的伏安特性测量白炽灯泡的伏安特性 将将上上述述电电路路中中的的负负载载电电阻阻R RL L换换成成2020W/36VW/36V白白炽炽灯灯泡泡，重重复复上上述述步步骤骤，即即可可测测得得白白炽炽灯灯泡泡两两端端的的电电压压及及相相应应电电流流数数值，如图值，如图4-184-18所示。所示。图图4-18 测量白炽灯泡伏安特性的电路测量白炽灯泡伏安特性的电路2.测量白炽灯泡的伏安特性 将上述电路中的负载电阻R操作步骤操作步骤操作步骤操作步骤 1 1）将将稳稳压压电电源源Us调调到到零零位位，闭闭合合开开关关S S，缓缓慢慢调调节节U Us s的输出电压，使输出电压分别为表的输出电压，使输出电压分别为表4-64-6所列出的电压值。所列出的电压值。 记记录录时时，以以并并联联的的电电压压表表的的指指示示值值为为准准。然然后后逐逐点点测量通过白炽灯泡的电流值，并填入表测量通过白炽灯泡的电流值，并填入表4-6中。中。 2 2）在在实实训训报报告告册册上上，用用逐逐点点法法绘绘制制非非线线性性电电阻阻白白炽灯泡的伏安特性曲线。炽灯泡的伏安特性曲线。操作步骤 1）将稳压电源Us调到零位，闭合开关S，缓慢调3. .测量二极管的正反向伏安特性测量二极管的正反向伏安特性 电电路路如如图图4-19所所示示，R为为限限流流电电阻阻。首首先先用用万万用用表表R100或或R1K档档，判判定定二二极极管管的的极极性性，并并记记录录等等效效正正向阻值和反向阻值。向阻值和反向阻值。图图4-19 4-19 测量二极管和稳压管伏安特性电路测量二极管和稳压管伏安特性电路3.测量二极管的正反向伏安特性 电路如图4-19所示操作步骤操作步骤操作步骤操作步骤 1 1）将将稳稳压压电电源源调调到到零零位位，闭闭合合开开关关S S，接接通通电电源源，缓缓慢慢调调节节U Us s的的输输出出电电压压，使使输输出出电电压压U U分分别别为为表表4-74-7所所列列出出的的电电压压值值。然然后后逐逐点点测测量量通通过过二二极极管管的的正正向向电电流流I ID+D+和和反反向电流向电流I ID D- ，将所测的电流值填入表，将所测的电流值填入表4-7中。中。 2 2）在在实实训训报报告告册册上上，用用逐逐点点法法绘绘制制二二极极管管正正反反向向伏伏安特性曲线。安特性曲线。操作步骤 1）将稳压电源调到零位，闭合开关S，接通电源，4. .测量稳压管正反向的伏安特性测量稳压管正反向的伏安特性 将将图图4-19所所示示电电路路中中的的二二极极管管换换成成稳稳压压二二极极管管，重重复复上上述步骤并记下读数。述步骤并记下读数。 图图4-19 4-19 测量二极管和稳压管伏安特性电路测量二极管和稳压管伏安特性电路4.测量稳压管正反向的伏安特性 将图4-19所示电路4.3.6 4.3.6 注意事项注意事项 1 1）实实验验时时，电电流流表表应应串串接接在在电电路路中中，电电压压表表应应并并接接在在被被测测电电路路两两端端，要要注注意意电电流流表表的方向和电压表的极性。的方向和电压表的极性。 2 2）合合理理选选择择量量程程，切切勿勿超超过过电电压压表表和和电电流表的量程，以免损坏电表。流表的量程，以免损坏电表。 3 3）稳稳压压电电源源的的输输出出，应应由由小小至至大大逐逐步步增增加，输出端切勿碰线短路。加，输出端切勿碰线短路。 4 4）测测量量二二极极管管正正向向特特性性时时，电电源源输输出出要要由由小小到到大大，逐逐渐渐增增加加，切切勿勿超超过过最最大大工工作作电电流而损坏二极管。流而损坏二极管。4.3.6 注意事项 1）实验时，电流表应串接在电路4-3 实训项目完实训项目完机械工业出版社印制机械工业出版社印制4-3 实训项目完机械工业出版社印制4.4 4.4 电流源与电压源的等效变换电流源与电压源的等效变换 1) 加深对电流源与电压源的理解。加深对电流源与电压源的理解。2) 熟悉电流源与电压源的外特性。熟悉电流源与电压源的外特性。3) 掌掌握握电电压压源源与与电电流流源源的的等等效效变变换方法。换方法。4.4.1 实训目的实训目的4.4 电流源与电压源的等效变换 1) 加深对4.4.2 4.4.2 实训原理实训原理 1 1）电电压压源源是是一一种种理理想想的的电电路路元元件件，其其端端电电压压是是一一固固定定值值。无无论论负负载载如如何何变变化化，端端电电压压总总保保持持一一定定。实实际际电电压压源源模模型型可可以以看看作作一一个个理想电压源与一个电阻的串联组合。理想电压源与一个电阻的串联组合。 2 2）电电流流源源也也是是一一种种理理想想的的电电路路元元件件，其其输输出出电电流流是是一一固固定定值值。无无论论负负载载如如何何变变化化，输输出出电电流流总总保保持持一一定定。实实际际电电流流源源模模型型可可以以看看作一个理想电流源与一个电阻的并联组合。作一个理想电流源与一个电阻的并联组合。4.4.2 实训原理 1）电压源是一种理想的电路元件，其端 3 3）电电路路分分析析时时，有有时时将将实实际际电电源源看看成成理理想想电电压压源源与与等等效效内内阻阻相相串串联联，或或看看成成理理想想电电流流源源与与等等效效内内阻阻相相并并联联，根根据据电电路路分分析析的的需需要要，电电压压源源与与电电流流源源可可以以进行等效变换。进行等效变换。 电电压压源源与与电电流流源源的的等等效效变变换换是是指指外外部部变变换换，即即变变换换前前后后端端口口的的外外特特性性保保持持不变。不变。 3）电路分析时，有时将实际电源看成理想电压源与等效内4.4.4 4.4.4 实训内容与步骤实训内容与步骤1. .测量理想电压源的外特性测量理想电压源的外特性 电电路路如如图图4-204-20所所示示。电电路路参参数数：直直流流电电源源UsUs10V10V，电阻电阻R200200，可变电阻可变电阻R RL L1K1K，R为限流电阻。为限流电阻。图图4-20 4-20 测量理想电压源伏安特性电路测量理想电压源伏安特性电路4.4.4 实训内容与步骤1.测量理想电压源的外特性 操作步骤操作步骤操作步骤操作步骤 1）闭闭合合开开关关S，调调节节Us的的输输出出电电压压为为10V。然然后后，缓缓慢慢调调节节可可变变电电阻阻RL，使使RL阻阻值值由由小小到到大大变变化化，分分别别为为表表4-9所列出的值。所列出的值。 2）逐逐点点测测量量电电压压和和电电流流值值，并并将将所所测测电电流流和和电电压压值值填入表填入表4-9中。中。操作步骤 1）闭合开关S，调节Us的输出电压为102. .测量实际电压源的外特性测量实际电压源的外特性 电路如图电路如图4-214-21所示。电路参数：直流电源所示。电路参数：直流电源U Us s10V10V，R R0 0100100，限流电阻限流电阻R R200200，可变电阻可变电阻R RL L1K1K。将直流将直流电源电源U US S与电阻与电阻R R0 0串联，来模拟实际电压源。串联，来模拟实际电压源。图图4-21 4-21 测量实际电压源伏安特性的电路测量实际电压源伏安特性的电路2.测量实际电压源的外特性 电路如图4-21所示。电操作步骤操作步骤操作步骤操作步骤 1 1）闭闭合合开开关关S S，使使稳稳压压电电源源UsUs的的输输出出电电压压为为10V10V。再再缓缓慢慢调调节节可可变变电电阻阻R RL L，使使R RL L阻阻值值由由小小到到大大变变化化，分分别别为为表表4-104-10所列出的值。所列出的值。 2 2）逐逐点点测测量量电电压压值值和和电电流流值值，并并将将所所测测电电流流和和电电压压值填入表值填入表4-104-10中。中。操作步骤 1）闭合开关S，使稳压电源Us的输出电压为103. .测量理想电流源的外特性测量理想电流源的外特性 电路如图电路如图4-22所示。电路参数：所示。电路参数：Is为直流稳流源，输出为直流稳流源，输出电流为电流为10mA。负载电阻负载电阻R RL L470470，电阻电阻Ro分别为分别为1K和和（开关（开关S1接通或断开）。接通或断开）。图图4-22 4-22 测量理想电流源外特性电路测量理想电流源外特性电路3.测量理想电流源的外特性 电路如图4-22所示。电路操作步骤操作步骤操作步骤操作步骤 1 1）断断开开开开关关S S1 1（相相当当于于R R0 0开开路路），闭闭合合开开关关S S2 2，缓缓慢慢调调节节电电阻阻R RL L，使使可可变变电电阻阻R RL L的的阻阻值值分分别别为为表表4-114-11所所列列出的值。出的值。 2 2）逐点测量电流和电压值，并填入表）逐点测量电流和电压值，并填入表4-114-11中。中。操作步骤 1）断开开关S1（相当于R0开路），闭合开关4. .测量实际电流源的外特性测量实际电流源的外特性 1 1）测量电路仍如图）测量电路仍如图4-224-22所示。闭合开关所示。闭合开关S S1 1和和S S2 2，使电流使电流源源I Is s与电阻与电阻R R0 0并联，模拟电流源。并联，模拟电流源。 2 2）缓缓慢慢调调节节电电阻阻R RL L，使使R RL L的的阻阻值值分分别别为为表表4-124-12所所列列出出的的值。然后逐点测量电流和电压值，并填入表值。然后逐点测量电流和电压值，并填入表4-114-11中。中。4.测量实际电流源的外特性 1）测量电路仍如图4-22所5. .电压源与电流源等效变换电压源与电流源等效变换 1）电路按图）电路按图4-23（a）接线。电路参数：接线。电路参数：Us10V，R0100，RL470，闭合开关闭合开关S，并记录电压表和电流表读数。并记录电压表和电流表读数。图图4-23 a 测量测量电压源外特性电路电压源外特性电路5.电压源与电流源等效变换 1）电路按图4-23（a） 2）然后利用原有的元件和仪表，按图）然后利用原有的元件和仪表，按图4-23（b）接线。接线。调节电流源的输出电流调节电流源的输出电流IS，使电压表与电流表的读数与图使电压表与电流表的读数与图4-23（a）电压源相等，记录电压源相等，记录I IS S值。值。图图4-23 b 测量测量电流源外特性电路电流源外特性电路 2）然后利用原有的元件和仪表，按图4-23（b）接线。 3 3）验证电压源与电流表等效变换条件的正确性。）验证电压源与电流表等效变换条件的正确性。图图4-23 4-23 a b a b 电压源与电流源等效变换电压源与电流源等效变换 3）验证电压源与电流表等效变换条件的正确性。图4-234.4.6 4.4.6 注意事项注意事项 1)1)在在测测量量电电压压源源的的外外特特性性时时，切切勿勿忘忘记记测测空空载载时时的的电电压压值值（即即时时的的电电压压值值）。测测电电压压源源时时，一一定定要要接接限限流流电电阻阻，且且不不允允许许短路。短路。 2)2)在在测测量量电电流流源源的的外外特特性性时时，切切勿勿忘忘记记测测短短路路时时的的电电流流值值。测测电电流流源源时时，负负载载电电压压不允许超过不允许超过2020V V，更不允许开路。更不允许开路。 3)3)拆拆装装线线路路时时，务务必必关关断断电电源源，不不许许带带电操作。电操作。4.4.6 注意事项 1)在测量电压源的外特性时，切勿4-4 实训项目完实训项目完机械工业出版社印制机械工业出版社印制4-4 实训项目完机械工业出版社印制*4.5 *4.5 受控源的实验研究 （设计性实训） 1) 加深对受控源的理解。加深对受控源的理解。 2) 了了解解受受控控源源特特性性的的实实验验研研究究方法。方法。 3) 初初步步掌掌握握设设计计性性实实训训的的思思路路和方法。和方法。4.5.1 实训目的实训目的*4.5 受控源的实验研究 （设计性实训4.5.2 4.5.2 实训原理实训原理 1) 1) 电电源源可可分分为为独独立立源源（电电压压源源、电电流流源源）与与非非独独立立源源（受受控控源源）两两种种。在在电电路路分分析析中中，受受控控源源可可视视为为一一个个与与电电阻阻、电电容容和电感等无源元件一样重要的元件。和电感等无源元件一样重要的元件。 2) 2) 受控源通常分为四种：受控源通常分为四种： 电电压压控控制制电电压压源源（VCVSVCVS） 电电流流控控制制电电压源（压源（CCVSCCVS） 电电压压控控制制电电流流源源（VCCSVCCS） 电电流流控控制制电电流源（流源（CCCSCCCS）4.5.2 实训原理 1) 电源可分为独立源（电压源、电1. 1. 1. 1. 电压控制电压源电压控制电压源电压控制电压源电压控制电压源1. 电压控制电压源2. 2. 2. 2. 电压控制电压控制电压控制电压控制电流电流电流电流源源源源 2. 电压控制电流源 3. 3. 3. 3. 电流电流电流电流控制电压源控制电压源控制电压源控制电压源3. 电流控制电压源4. 4. 4. 4. 电流电流电流电流控制控制控制控制电流电流电流电流源源源源4. 电流控制电流源受控源的基本特性受控源的基本特性受控源的基本特性受控源的基本特性 受受控控源源的的基基本本特特性性主主要要有有：输输入入特特性性、输输出出特特性性及及转转移移特特性性。输输入入特特性性是是指指控控制制端端电电压压与与电电流流之之间间的的关关系系，用用输输入入特特性性曲曲线线表表示示。输输出出特特性性是是指指控控制制量量为为某某一一常常数数时时，输输出出端端电电压压与与电电流流之之间间的的关关系系，用用输输出出特性曲线表示。特性曲线表示。 转移特性是指输出量与控制量之间的关系。转移特性是指输出量与控制量之间的关系。受控源的基本特性 受控源的基本特性主要有：输入特性、输4.5.4 4.5.4 实训内容与步骤实训内容与步骤1. . VCVS的的实验研究实验研究 电电路路如如图图4-26所所示示。电电路路参参数数：直直流流稳稳压压电电源源U1010V连连续续可可调调，R1R210K，RL02K（可可调调电电阻阻），受控源实验电路板（或集成运放），受控源实验电路板（或集成运放）。图图4-26 电压控制电压源测试电路电压控制电压源测试电路4.5.4 实训内容与步骤1. VCVS的实验研究 电路操作步骤操作步骤 1 1）测试）测试VCVSVCVS转移特性转移特性 调节稳压电源的输出电压调节稳压电源的输出电压U1 ，用电压表逐点对应测量用电压表逐点对应测量输出电压输出电压U2 ，并将所测数据填入表并将所测数据填入表4-14中，并绘制曲线。中，并绘制曲线。 2 2）测试）测试VCVSVCVS负载特性负载特性 保保持持U12V，调调节节负负载载电电阻阻RL的的大大小小，用用电电压压表表逐逐点点对应测量输出电压值对应测量输出电压值U2，并将所测电压值填入表并将所测电压值填入表4-15中中。操作步骤 1）测试VCVS转移特性2. . VCCS实验研究实验研究 电电路路如如图图4-274-27所所示示。电电路路参参数数：稳稳压压电电源源U U1 1 010V连连续续可可调调，R R1 110K，RL02K（可可调调电电阻阻），受受控控源源电电路板（或集成运放），操作步骤同上。路板（或集成运放），操作步骤同上。图图4-27 电压控制电流源测试电路电压控制电流源测试电路2. VCCS实验研究 电路如图4-27所示。电操作步骤操作步骤 1 1）测试）测试VCVSVCVS转移特性转移特性 调调节节直直流流电电源源的的输输出出电电压压U U1 1，用用电电压压表表逐逐点点对对应应测测量量输出电流输出电流I I2 2，将所测数据填入表将所测数据填入表4-16中，并绘制曲线。中，并绘制曲线。 2 2）测试）测试VCVSVCVS负载特性负载特性 保保持持U12V，调调节节负负载载电电阻阻RL的的大大小小，用用电电压压表表逐逐点点对应测量电压值输出对应测量电压值输出I2，并将所测电压值填入表并将所测电压值填入表4-17中。中。操作步骤 1）测试VCVS转移特性3. .CCVS实验研究实验研究 电电路路如如图图4-28所所示示。电电路路参参数数：直直流流稳稳流流源源的的输输出出电电流流值值为为I1，R10K，RL02K（可可调调电电阻阻），受受控控源源实实验电路板（或集成运放）。验电路板（或集成运放）。图图4-28 4-28 电流控制电压源测试电路电流控制电压源测试电路3.CCVS实验研究 电路如图4-28所示。电路参数：操作步骤操作步骤 1 1）测试）测试CCVSCCVS的转移特性的转移特性 调节直流稳流源输出电流调节直流稳流源输出电流I I1 1，用电压表逐点对应测量用电压表逐点对应测量输出电压输出电压U U2 2，将所测数据填入表将所测数据填入表4-18中，并绘制曲线。中，并绘制曲线。 2 2）测试）测试CCVSCCVS负载特性负载特性 保保持持I10.2mA，调调节节负负载载电电阻阻RL的的大大小小，用用电电压压表表逐点对应测量输出电压逐点对应测量输出电压U2，并将所测电压值填入表并将所测电压值填入表4-19中。中。操作步骤 1）测试CCVS的转移特性4. . CCCS实验研究实验研究 电电路路如如图图4-294-29所所示示。电电路路参参数数：稳稳流流源源IsIs输输出出电电流流连连续续可可调调，R R1 1 R R2 2 1010K，RL 02K （可可调调电电阻阻），受受控源电路板（或集成运放），操作步骤同上。控源电路板（或集成运放），操作步骤同上。图图4-29 电流控制电流源测试电路电流控制电流源测试电路4. CCCS实验研究 电路如图4-29所示。操作步骤操作步骤 1 1）测试）测试CCCSCCCS的转移特性的转移特性 调调节节直直流流稳稳流流源源的的输输出出电电流流I I1 1，用用电电流流表表逐逐点点对对应应测测量量输输出出电电流流I I2 2，并并将将所所测测电电流流值值填填入入表表4-20中中，并并绘绘制制特特性曲线。性曲线。 2 2）测试）测试CCVSCCVS负载特性负载特性 保保持持I10.2mA，调调节节负负载载电电阻阻RL的的大大小小，用用电电流流表表逐点对应测量电流值逐点对应测量电流值I2，并将所测电流值填入表并将所测电流值填入表4-21中。中。操作步骤 1）测试CCCS的转移特性4.5.6 4.5.6 注意事项注意事项 1) 1) 运运算算放放大大器器输输出出端端不不准准与与地地短短路路，输输入电压不得大于入电压不得大于5 5V V。 2) 2) 运运算算放放大大器器需需用用1212V V或或1515V V供供电电，其正负极和管脚不能接错。其正负极和管脚不能接错。 3) 3) 用电流源供电的实验，不允许开路。用电流源供电的实验，不允许开路。4.5.6 注意事项 1) 运算放大器输出端不准与地 4) 4) 做做VCVSVCVS及及CCVSCCVS实实验验时时，输输出出端端严严禁禁短短路。路。 5) 5) 做做受受控控源源实实验验时时，严严禁禁用用万万用用表表的的电电流档测流档测VCVSVCVS及及CCVSCCVS的输出电压的输出电压。 6) 6) 稳稳压压电电源源输输出出应应由由小小至至大大逐逐步步增增加加，输出端切勿短路。输出端切勿短路。 4) 做VCVS及CCVS实验时，输出端严禁短路。4.5.7 4.5.7 设计报告要求设计报告要求 主要内容：主要内容： 1 1）实实训训目目的的、基基本本原原理理和和实实训训设设计计方案。方案。 2 2）电电路路图图、所所需需仪仪表表、元元器器件件及及电电路参数。路参数。 3 3）实验内容和操作步骤。）实验内容和操作步骤。 4 4）数据测量与分析。）数据测量与分析。 5 5）设计总结。）设计总结。4.5.7 设计报告要求 主要内容：4-5 实训项目完实训项目完机械工业出版社印制机械工业出版社印制4-5 实训项目完机械工业出版社印制感谢聆听