試驗名稱基本電路的搭建和元件特性測量試驗

1、實驗名稱：基本電路的搭建和元件特性測量實驗姓名學(xué)號班級桌號同組人評 分本實驗指導(dǎo)教師實驗地點：基礎(chǔ)教學(xué)樓1201實驗日期20年月日時段一、實驗?zāi)康?、掌握基本電路的物理思想，了解各種元器件的功能；2、學(xué)習(xí)用九孔板搭建電路的方法，并學(xué)會橋式整流電路和分壓、限流電路；3、學(xué)習(xí)使用數(shù)字萬用表、數(shù)字示波器。二、實驗儀器九孔插件板及配套元器件、數(shù)字萬用表、數(shù)字示波器。三、實驗原理基本電路的搭建是物理實驗教學(xué)最基本的技能訓(xùn)練，也是今后學(xué)習(xí)電子技術(shù)必須掌握的 知識。所謂基本電路是指由電器設(shè)備和元器件，按基本電路原理以分立元件連接起來的電路， 如利用元器件電源、 電阻、電容、電感、二極管、IC （集成電路模塊

2、）和開關(guān)構(gòu)成的限流電路、 分壓電路、電表擴(kuò)程、整流、濾波電路、穩(wěn)壓電路、RG RL暫態(tài)電路、電橋電路等（一）、基本電路構(gòu)建平臺（九孔板） 九孔板及配套的各種元器件模塊1、本實驗構(gòu)建基本電路的平臺是九孔插件板（九孔板），它是一種多孔插件模式，實驗用的獨立元器件可在上面任意安裝、組合、拆卸。如圖1。圖1九孔插件板在它的基板上設(shè)置有若干九孔組（圖1共有24組），每一個九孔組中的九孔內(nèi)均設(shè)有電極片，且電極片之間相互連接， 即：每一個九孔組的九個孔均為等電位點，而兩個九孔組之間沒有任何連接。與之配套的實驗元器件一般選用兩腳模塊和四腳模塊，元器件模塊上的相鄰各腳之間距離剛好可以使其插接在九孔組之間。這樣，

3、元器件模塊就可在插件板上自由安裝。正是九孔插件板的這種結(jié)構(gòu)，可以使我們在其上自由的連接各種元器件模塊，如同搭積木一樣實現(xiàn)各種電路的連接。九孔板提供的LM7805三端集成穩(wěn)壓器（穩(wěn)壓、降壓作用的集成電路器件）（圖2）圖2LM7805穩(wěn)壓器圖3運算放大器（電壓放大）電子產(chǎn)品中，三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的LM78xx系列和負(fù)電壓輸出的LM79xx系列。顧名思義，三端 IC （集成電路模塊）是指這種穩(wěn)壓用的集成電路只有三條引腳輸出， 分別是輸入端（IN ）,接地端（G和輸出端（OUT。輸入端可輸入7V-35V范圍內(nèi)的電壓。LM7805表示LM78xx或LM79xx后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的

4、輸出電壓，如: 輸出電壓為正5V; LM7909表示輸出為負(fù)9V。運算放大器（Dual Amplifier ）（圖3）運算放大器（簡稱“運放”）是具有很高放大倍數(shù)的電路單元。在實際電路中，它是把輸入的電壓信號類比成數(shù)字， 而輸出信號可以是輸入信號的加、減或微分、積分等數(shù)學(xué)運算的結(jié)果。由于早期應(yīng)用于模擬計算機(jī)中，用以實現(xiàn)數(shù)學(xué)運算，故得名“運算放大器”。運放是一個從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實現(xiàn)，也可以實現(xiàn)在半導(dǎo)體芯片當(dāng)中。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展， 大部分的運放是以單芯片的形式存在。運放的種類繁多（本 九孔插板提供的“運放”僅僅是電壓放大器）變壓器，組成的電路五花八門。分壓電阻限流電

5、阻圧田 樂-日田田田田! 丹田田田田卜圖5限流和分壓電阻圖4交流變壓器九孔插件板提供的變壓器，如圖4,可將市電220V交流電壓分別轉(zhuǎn)換為交流 6V、12V、18V。限流電阻和分壓電阻（如圖5） 限流電阻：通過改變串聯(lián)在電路中的電阻大小改變電路的電流 分壓電阻：通過選取定值電阻中，不同阻值上的電壓來獲得不同電壓值（二八測量用儀器圖7數(shù)字示波器圖6數(shù)字萬用表數(shù)字萬用表使用數(shù)字萬用表測量時注意： 測量前，先確定好測量量，選擇好正確的輸入接口、功能檔和量程； 測量電流時（根據(jù)要測量的電流大小，將紅表筆連至 A或mA卩A端子，黑表筆連接至COM端子），必須把萬用表串接在電路中！即：先將待測電路連接完整，

6、然后斷開待測的電路 路徑，用測試表筆銜接斷口。 測量電壓時（根據(jù)要測量的電壓大小， 將紅表筆連至 V端子，黑表筆連接至 COM端子），, 必須把萬用表并接在電路中！即：將表筆直接接觸待測的電路測試點處進(jìn)行測量。 測量交流電壓、電流時，屏上所顯示的數(shù)值是正弦交流電的有效值。使用時，電流表串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在被測電路兩端，交流電壓表、電流表沒有極性之分， 但應(yīng)該注意量程的合理選擇。 無論測量什么量，絕不允許長時間將表筆接通在電路中！數(shù)字示波器Auto使用示波器的自動方式：將待觀察的信號經(jīng)由數(shù)據(jù)線接入示波器的輸入端子，按下 按鍵，示波器會處于自動方式并在無外部觸發(fā)狀態(tài)下采集波形。（三八實驗電路

7、介紹一般電路可分為電源、控制電路和測量電路三部分。 控制電路就是控制負(fù)載的電流和電壓，使其達(dá)到預(yù)定要求。物理實驗常見的電路有：限流與分壓電路；RC RL暫態(tài)電路；濾波電路;穩(wěn)壓電路；電橋電路等；本次課僅對限流與分壓電路、整流電路進(jìn)行實際操作。圖8限流電路1、限流與分壓電路。如圖&圖9:Rn圖9分壓電路2、整流電路電力網(wǎng)供給用戶的是交流電，而各種無線電裝置需要用直流電。整流，就是把交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^程。利用具有單向?qū)щ娞匦缘钠骷?，可以把方向和大小交變的電流變換為直流電。下面介紹利用晶體二極管組成的各種整流電路。半波整流電路是一種最簡單的整流電路如圖10。它由電源變壓器 E整流二極管 D

8、和負(fù)載電阻 Rz ,組成。變壓器把市電電壓（多為220伏）變換為所需要的交變電壓 E2D再把正弦交流電壓 E2 變換為單向脈動電壓。圖10半波整流電路全波整流電路（本實驗使用橋式整流電路）橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要增加兩只二極管連接成“橋” 式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點，如圖11。橋式整流電路的工作原理如下：E2為正半周時，對 D1、D3加正向電壓，Dl，D3導(dǎo)通;對D2、D4加反向電壓，D2、D4截止。電路中構(gòu)成 E2、Dl、Rfz、D3通電回路，在 Rfz ， 上形成上正下負(fù)的半波整流電壓，E2為負(fù)半周時，對 D2、D4加正向電壓，D2、D4導(dǎo)通；對D1、D3

9、加反向電壓，D1、D3截止。電路中構(gòu)成 E2、D2、Rfz、D4通電回路，同樣在 Rfz上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。3、濾波電路經(jīng)整流電路后輸出的電壓是含有波動的單向脈動電壓，脈動較大時會難以達(dá)到穩(wěn)壓的效果，故通過兩個濾波電容，禾U用電容的充、放電作用，濾掉高高低低的脈動，使輸出電壓趨于 平滑，達(dá)到輸出直流電壓的效果。整流部分 疤波' 歸虱分圖12整流、濾波、穩(wěn)壓電路)整流前整流后I-Fff4+4+4fgFFHF44+44+4-HE44+-I4+J+4+4+4+整流后卄砰Ig:.HHIII11|11111irnmui四、實驗內(nèi)容（一）、根據(jù)圖10、圖11組裝半波整流電路、全波整

10、流電路并通過數(shù)字示波器觀察未整（注意：先用變壓器將220V交流電變壓成12V的交流電，再進(jìn)行示波器的觀測和整流。整流電路的輸入、輸出端千萬不能接錯！否則會使電源短路!請在下面畫出在示波器上看到的整流前和整流后的電信號圖形半波整流：橋式全波整流：整流前（二）、在全波整流濾波電路基礎(chǔ)上，利用LM7805搭建提供直流穩(wěn)壓的電路如圖,H：川川川出II和:,流的電信號和整流后的電信號。:器盟盟盟霽器盟烈盟:盟霽盟:巳:盟盟霽盟:詣?wù)Z盟話器盟霽器霽梆器語盟器盟:匕 nHaHBIBIHBBlIBHHIHBaKBBaBHIHaHHBaHaHaBHIiaBBHIBaBBaBHBaHBiani整流部井觀L總壓部分

11、用數(shù)字萬用表測量其輸出電壓 V。（三）、測量線性和非線性元件的伏安特性（測量線性電阻、白熾燈元件在直流電路中伏 安特性） 伏安特性是指元件的端電壓與通過該元件電流之間的函數(shù)關(guān)系。一般線性電阻元件的伏安特性滿足歐姆定律?？杀硎緸椋篣=IR,其中U為元件兩端的電壓，I為通過元件的電流,R為常量，稱為電阻的阻值，它不隨其電壓或電流改變而改變。非線性電阻元件不遵循歐姆定 律，它的阻值 R隨著其電壓或電流的改變而改變，即它不是一個常量。 測量內(nèi)容：（測量1K。a、在九孔插接板上搭建電源為直流輸出的分壓電路，調(diào)節(jié)分壓電阻旋鈕， 使旋鈕分別處在a、b、c、d、e、f、g、位置，并測量流經(jīng)負(fù)載 R的電流值及兩端電壓 U,并計算對應(yīng)的電 阻值。數(shù)據(jù)記入表 1-1、1-2下圖為實驗連接圖：圖13線性電阻元件的分壓實驗線路LM7805分壓電阻位置abcdefgI（ mA）U （v）R=U/I圖14非線性電阻元件分壓的實驗線路線性電阻元件（1K1-1結(jié)論（伏安特性）：分壓電阻位置abcdefgI（ mA）r u（ v）R=U/I非線性電阻元件（白熾燈）實驗數(shù)據(jù)測量數(shù)據(jù)表1-2結(jié)論（伏安特性）：b、在九孔插接板上搭建電源為直流輸出的限流電路，調(diào)節(jié)限流電阻旋鈕，測量負(fù)載 電流