第1篇 电路原理实验指导
实验1实验一 基本电工仪表的使用与测量误差的计算
一、 实验目的 
 1. 熟悉实验台、挂箱、连接导线等的结构及使用方法。
2. 熟悉直流恒压源、恒流源、模拟式电压表、电流表的使用。
3. 掌握电压表、电流表内阻的测量方法。
4. 掌握电工仪表测量误差的计算方法。
二、 实验原理
通常用电压表和电流表测量电路中的电压和电流，而电压表和电流表都具有一定的内阻，分别用RV和RA表示。如图1.1.1-1所示，图1.1.1-1 电压表、电流表测量电
压电流的电路原理图
图1.1.1-2 分流法测量电流表
内阻电路原理图测量电阻R2两端电压U2时，电压表与R2并联，只有当电压表内阻RV无穷大时，才不会改变电路原来的状态。如果测量电路的电流I，电流表要串入电路，要想不改变电路原来的状态，电流表的内阻RA必须等于零。但实际使用的电压表和电流表一般都不能满足上述要求，即它们的内阻不可能为无穷大或者为零，因此，当仪表接入电路时都会使电路原来的状态产生变化，使被测的读数值与电路原来的实际值之间产生误差，这种由于仪表内阻引入的测量误差，称为方法误差。显然，方法误差值的大小与仪表本身内阻值的大小密切相关，我们总是希望电压表的内阻越接近无穷大越好，而电流表的内阻越接近零越好。可见，仪表的内阻是一个很重要的参数。
通常用下列方法测量仪表的内阻。
1. 用“分流法”测量电流表的内阻
设被测电流表的内阻为RA，满量程电流为Im，测试电路如图1.1.1-2所示。首先断开开关S，调节恒流源的输出电流I，使电流表指针达到满偏转，即I=IA=Im。然后合上开关S，并保持I值不变，调节电阻箱R的阻值，使电流表的指针指在1/2满量程位置，即 IA=IR=Im2则电流表的内阻RA=R. 
2. 用“分压法”测量电压表的内阻
设被测电压表的内阻为RV，满量程电压为Um，测试电路如图1.1.1-3所示。首先闭合开关S，调节恒压源的输出电压U，使图1.1.1-3 分压法测量电压表
内阻电路原理图
电压表指针达到满偏转，即U=UV=Um。然后断开开关S,  并保持U值不变，调节电阻箱R的阻值，使电压表的指针指在1/2满量程位置，即UV=UR=Um2则电压表的内阻RV=R. 
3. 测量方法误差计算
图1.1.1-1所示电路中，由于电压表的内阻RV不为无穷大，在测量电压时引入的方法误差计算如下： 
R2上电压的真实值为U2=R2R1+R2U，若R1=R2，则U2=U/2。现用一内阻为RV的电压表来测U2值，当RV与R2并联后，R′2=RVR2RV+R2，以此来代替上式的R2，则得U′2=RVR2RV+R2R1+RVR2RV+R2U  绝对误差为ΔU=U2-U′2=R2R1+R2-RVR2RV+R2R1+RVR2RV+R2·U
=R1R22(R1+R2)(R1R2+R2RV+RVR1)U  若R1=R2=RV，则得ΔU=U6  相对误差为ΔU%=U2 -U′2U2×100%=U6U2×100%=33.3%  同理，可以导出由于电流表内阻RA不为零，在测量时引入的方法误差(绝对误差和相对误差)的计算式。
本实验使用的电压表和电流表采用EEL-56组件的表头(1mA、160Ω)及由该表头串、并电阻所形成的电压表(1V、10V)和电流表(1mA、10mA). 
三、 实验设备与元器件
1. 直流数字电压表、直流数字电流表(EEL系列主控制屏上). 
2. 恒压源(在主控制屏上，配置±5V、±12V、0～30V可调电压源三组恒压源). 
3. 恒流源(在主控制屏上，配置0～500mA可调电流源). 
4. EEL-51组件、EEL-56组件。
四、 实验内容1. 根据“分流法”原理测定直流电流表1mA和10mA量程的内阻  实验电路如图1.1.1-2所示，其中R用电阻箱，用×1kΩ、×100Ω、×10Ω、×1Ω四组串联实现1Ω～10kΩ，分辨率1Ω的可调电阻。1mA电流表直接采用EEL-56组件中的磁电式表头， 10mA电流表由1mA电流表与分流电阻并联而成。由实验台主控屏上可调恒流源供电，调节可调恒流源的输出电流使表头指针指向满量程，保持恒流源输出不变，改变电阻箱的阻值，使表头指针指向中间位置，记录电阻箱此时的值。具体实验测试内容见表1.1.1-1，将实验数据记入表中。表1.1.1-1 电流表内阻测量数据被测表量程/mAS断开，调节恒流源，使
I=IA=ImS闭合，调节电阻R，使
IR=IA=Im/2R/Ω计算内阻RA/Ω1102. 根据“分压法”原理测定直流电压表1V和10V量程的内阻
实验电路如图1.1.1-3所示，其中R用电阻箱，用×1kΩ、×100Ω、×10Ω、×1Ω四组串联实现1Ω～10kΩ，分辨率1Ω的可调电阻，1V、10V电压表分别用磁电式表头和电阻串联组成。由实验台主控屏上可调恒压源供电，调节可调恒压源的输出电压使表头指针指向满量程，保持恒压源的输出不变，改变电阻箱的阻值，使表头指针指向中间位置，记录电阻箱此时的值。具体实验测试内容见表1.1.1-2，并将实验数据记入表中。表1.1.1-2 电压表内阻测量数据被测表量程/VS闭合，调节恒压源，使
U=UV=UmS断开，调节电阻R，使
UR=UV=Um/2R/Ω计算RV/Ω1103. 方法误差的测量与计算
实验电路如图1.1.1-1所示，其中U=10V, R1=R2=300Ω，用实验内容1所用的10mA量程电流表测量电流I之值，计算测量的绝对误差和相对误差，实验和计算数据记入表1.1.1-3中，其中电流表的内阻取实验内容1测量所得结果。用实验内容2所用的10V量程电压表测量电压U2之值，计算测量的绝对误差和相对误差，实验和计算数据记入表1.1.1-4中，其中电压表的内阻取实验内容2测量所得结果。表1.1.1-3 电流测量方法误差计算电流表内阻
RA/Ω电流计算值
I/mA电流实测值
I′/mA绝对误差
ΔI=I-I′/mA相对误差
ΔI/I×100%表1.1.1-4 电压测量方法误差计算电压表内阻
RV/V电压计算值
U2/V电压实测值
U′2/V绝对误差
ΔU=U2-U′2/V相对误差
ΔU/U2×100%五、 实验注意事项
1. 实验台上的恒压源、恒流源均可通过粗调(分段调)分挡开关和细调(连续调)旋钮调节其输出量，并由该组件上数字电压表、数字毫安表显示其输出量的大小。在起动这两个电源时，先应使其输出电压调节或电流调节旋钮置零位，待实验时慢慢增大。
2. 理论上恒压源输出不允许短路，恒流源输出不允许开路(观察实际现象，解释实际和理论不同的原因). 
3. 电压表并联测量，电流表串联测量，并且要注意极性与量程的合理选择。
六、 预习与思考题
1. 根据已知表头的参数(1mA、160Ω)，计算出组成1V、10V电压表的倍压电阻和1mA、10mA的分流电阻。
2. 若根据图1.1.1-2和图1.1.1-3已测量出电流表1mA挡和电压表1V挡的内阻，可否直接计算出10mA挡和10V挡的内阻?
3. 若用量程为10A的电流表测实际值为8A电流时，仪表读数为8.1A，求测量的绝对误差和相对误差。
4. 如图1.1.1-4(a)、(b)所示为伏安法测量电阻的两种电路，被测电阻的实际值为R，电压表的内阻为RV，电流表的内阻为RA，求两种电路测电阻R的相对误差。
图1.1.1-4 伏安法测量电阻的两种电路原理图
七、 实验报告要求
1. 根据表1.1.1-1和表1.1.1-2的数据，计算各被测仪表的内阻值，并与实际的内阻值相比较。
2. 根据表1.1.1-3和表1.1.1-4的数据，计算测量的绝对误差与相对误差。
3. 回答思考题。
实验二 基尔霍夫定律和叠加原理的验证一、 实验目的  1. 验证基尔霍夫定律和叠加原理，加深对基尔霍夫定律和叠加原理的理解。
2. 理解线性电路的叠加性和齐次性。
3. 掌握数字式直流电流表、电压表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。
4. 学习检查、分析电路简单故障的方法。
二、 实验原理1. 基尔霍夫定律  基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律（KVL）是电路的基本定律，它们分别用来描述节点电流和回路电压，即对电路中的任一节点而言，在设定电流的参考方向下，应有∑I=0，一般流出节点的电流取正号，流入节点的电流取负号；对任何一个闭合回路而言，在设定电压的参考方向下，绕行一周，应有∑U=0，一般电压方向与绕行方向一致的电压取正号，电压方向与绕行方向相反的电压取负号。
2. 叠加原理
在有几个电源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个电源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。具体方法是： 一个电源单独作用时，其他的电源必须去掉(电压源短路，电流源开路)；在求电流或电压的代数和时，当电源单独作用时电流或电压的参考方向与共同作用时的参考方向一致时，符号取正，否则取负。如图1.1.2-1所示，当按图示选择参考方向，可得电路参数与单独作用时的电路参数有如下关系： I1=I′1-I" 1
I2=-I′2+I" 2
I3=I′3+I" 3
U=U′+U" 图1.1.2-1 叠加原理电路图
 (a)  电路图;       (b)  电源S1单独作用时的电路;   (c) 电源S2单独作用时的电路
  叠加原理反映了线性电路的叠加性。
线性电路的齐次性是指当激励信号(如电源作用)增加或减小时，电路的响应(即在电路其他各电阻元件上所产生的电流和电压值)也将按相同的比例增加或减小。
叠加性和齐次性都只适用于求解线性电路中的电流、电压。对于非线性电路，叠加性和齐次性都不适用。
3. 检查、分析电路的简单故障
电路常见的简单故障一般出现在连线或元件部分。连线部分的故障通常有连线接错、接触不良而造成的断路等；元件部分的故障通常有接错元件、元件参数错误、电源输出数值(电压或电流)错误等。
故障检查的方法是用万用表(电压挡或电阻挡)或电压表在通电或断电状态下进行检查。
(1) 通电检查法： 在接通电源的情况下，用万用表的电压挡或用电压表，根据电路工作原理，如果电路某两点应该有电压，电压表测不出电压，或某两点不应该有电压，而电压表测出了电压，或所测电压值与电路原理不符，则故障必然出现在此两点间。
(2) 断电检查法： 在断开电源的情况下，用万用表的电阻挡，根据电路工作原理，如果电路某两点应该无电阻(或电阻极小)，而万用表测出开路(或电阻极大)，或某两点应该开路(或电阻很大)，而测得的结果为短路(或电阻极小)，则故障必然出现在此两点间。
本实验用电压表按通电检查法检查、分析电路的简单故障。
三、 实验设备与元器件
1. 直流数字电压表、直流数字毫安表(在主控制屏上). 
2. 恒压源(在主控制屏上). 
3. EEL-53组件。
四、 实验内容
实验电路如图1.1.2-2所示，图中的电源US1用恒压源中的+5V输出端，US2用恒压源中的+12V输出端。三条支路的电流参考方向已在实验组件上标出，如图中的I1、I2、I3所示；各元件电压的参考极性可按组件上标示的字母采用下脚标表示，如图中的UAD、UAB等。
图1.1.2-2 基尔霍夫定律和叠加原理实验电路
1. 熟悉电流表插头的结构，标定电流表的正负接线
电流表的正(负)极只有接支路电流参考方向的正(负)方向，测量读数的正负才正确。因参考方向的任意性，故电流插头与插孔连接也不能随意，必须进行标定，以适应所选定的某个参考方向。
标定方法如下： 先使图1.1.2-2中电压源US1单独作用，显然，该情况下各支路电流的实际方向是可知的，又因各支路电流参考方向也已标出，故电流表读数的正负便可确定。使插头红(黑)接线柱插入表的红(黑)插孔，观察读数的正负是否正确，如不正确则改变接线，记下测量各支路电流时电流表正确的接线方法(注意： 各支路电流测量可能出现不同的接线方法，要分别记牢). 
2. 验证基尔霍夫定律
 (1) 测量支路电流： 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出各个电流值，并记入表1.1.2-1中。表1.1.2-1 支路电流数据mA支路电流I1I2I3计算值 测量值 相对误差  该节点的∑I=
(2) 测量元件电压： 用直流数字电压表分别测量两个电源及各电阻元件上的电压值，将数据记入表1.1.2-2中。测量时电压表的红(正)接线端应插入被测电压参考方向的高电位(正)端，黑(负)接线端插入被测电压参考方向的低电位(负)端。表1.1.2-2 各元件电压数据V各元件电压US1US2UADUDEUAFUABUCD计算值  测量值  相对误差   回路ADEF的∑U=
回路ABCD的∑U=
回路FBCE的∑U=
3. 验证线性电路应用叠加原理的正确性
(1)  US1电源单独作用(将开关S1投向US1侧，开关S2投向短路侧)，画出电路图，标明各电流、电压的参考方向。用直流数字毫安表接电流插头测量各支路电流，用直流数字电压表测量各电阻元件两端电压，数据记入表1.1.2-3中。表1.1.2-3 线性电路叠加原理电流电压数据    测量项目
实验内容    US1/VUS2/VI1/mAI2/mAI3/mAUAB/VUCD/VUAD/VUDE/VUFA/VUS1单独作用120US2单独作用05US1、US2共同作用125  (2)  US2电源单独作用(将开关S1投向短路侧，开关S2投向US2侧)，画出电路图，标明各电流、电压的参考方向。完成测量并将数据记入表1.1.2-3中。
(3)  US1和US2共同作用时(开关S1和S2分别投向US1和US2侧)，各电流、电压的参考方向如图1.1.2-2所示，完成测量并将数据记录记入表1.1.2-3中。
4. 验证叠加原理对非线性电路的适用性
将开关S3投向二极管VD侧，即电阻R5换成一只二极管1N4007，重复实验内容3的测量过程，并将数据记入表1.1.2-4中。表1.1.2-4 非线性电路叠加原理电流电压数据    测量项目
实验内容    US1/VUS2/VI1/mAI2/mAI3/mAUAB/VUCD/VUAD/VUDE/VUFA/VUS1单独作用120US2单独作用05US1、US2共同作用125五、 实验注意事项
1. 所有需要测量的电压源、电流源，均以电压表、电流表测量的读数为准，不以电源表盘指示值为准，测量中注意仪表量程的及时更换。
2. 防止电压源两端碰线短路。
3. 用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性，及数据表格中“+、-”号的记录。
4. 电源单独作用时，去掉另一个电压源，只能在实验板上用开关S1或S2操作，而不能直接将电源短路。
六、 预习与思考题
1. 根据图1.1.2-2的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，分别记入表1.1.2-1、表1.1.2-2中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。
2. 在图1.1.2-2的电路中，A、D两节点的电流方程是否相同?为什么?
3. 在图1.1.2-2的电路中可以列几个电压方程?它们与绕行方向有无关系?
4. 实验电路中，若有一个电阻元件改为二极管，试问叠加原理还成立吗?为什么?
七、 实验报告要求
1. 回答思考题。
2. 根据表1.1.2-1的实验数据，选定实验电路中的节点A，验证基尔霍夫电流定律(KCL)的正确性。
3. 根据表1.1.2-2的实验数据，选定实验电路中的三个闭合回路，分别验证基尔霍夫电压定律(KVL)的正确性。
4. 根据表1.1.2-3的实验数据，分别验证叠加原理应用在线性电路和非线性电路中的正确性。
5. 各电阻元件所消耗的功率能否用叠加原理计算得出?试用上述实验数据计算、说明。
6. 根据表1.1.2-3的实验数据，当US1=US2=12V时，用叠加原理计算各支路电流和各电阻元件两端电压。
7. 写出实验中检查、分析电路故障的方法，总结查找故障的体会。
实验三 戴维南定理和诺顿定理的验证一、 实验目的  1. 验证戴维南定理、诺顿定理的正确性，加深对定理的理解。
2. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
3. 验证实际电源两种模型等效互换方法的正确性。
二、 实验原理1. 戴维南定理和诺顿定理  戴维南定理指出： 任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源US和一个电阻RS串联组成的实际电压源(即实际电源的电压源模型)来代替，其中,电压源US等于这个有源二端网络的开路电压UOC,  内阻RS等于该网络中所有独立源均置零(电压源短路，电流源开路)后的等效电阻R0. 
诺顿定理指出： 任何一个有源二端网络，总可以用一个电流源IS和一个电阻RS并联组成的实际电流源(即实际电源的电流源模型)来代替，其中,电流源IS等于这个有源二端网络的短路电流ISC,  内阻RS等于该网络中所有独立源均置零(电压源短路，电流源开路)后的等效电阻R0. US、RS和IS、RS称为有源二端网络的等效参数。
2. 有源二端网络等效参数的测量方法
(1) 开路电压、短路电流法
在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测量其输出端的开路电压UOC,  然后再将其输出端短路，测量其短路电流ISC，则内阻为RS=UOCISC图1.1.3-1 有源二端网络
的伏安特性
  注意： 若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。
(2) 伏安法
方法一： 用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图1.1.3-1所示。开路电压为UOC，根据外特性曲线求出斜率tan，则内阻为： RS=tan=ΔUΔI  方法二: 测量有源二端网络的开路电压UOC，以及额定电流IN和对应的输出端额定电压UN，如图1.1.3-1所示，则内阻为RS=UOC-UNIN三、 实验设备与元器件
1. 直流数字电压表、直流数字毫安表(在主控制屏上). 
2. 恒压源(在主控制屏上). 
3. 恒流源(在主控制屏上). 
4. EEL-51组件、EEL-53组件。
四、 实验内容
被测有源二端网络如图1.1.3-2所示。
图1.1.3-2 有源二端网络
1. 测量开路电压和短路电流
按图1.1.3-2所示线路接入稳压源US=12V和恒流源IS=20mA。设定UOC和ISC的参考方向(建议采用如图中所示的参考方向)，先断开RL，测量UOC，再用开关S1使RL短接测量ISC，则R0=UOC/ISC，填入表1.1.3-1. 表1.1.3-1 开路电压、短路电流数据UOC/VISC/mAR0/Ω2. 负载实验
按图1.1.3-2所示测量有源二端网络的外特性。即用开关S1、S2将负载电阻RL接入有源二端网络，改变RL阻值，使负载电阻的端电压分别等于表1.1.3-2中的各电压值，测量对应的各电流，将测得数据填入表1.1.3-2，计算对应的负载电阻值，也填入表1.1.3-2. 表1.1.3-2 负载伏安特性数据UL/V2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.2IL/mARL/Ω3. 验证戴维南定理
将按键电阻阻值调整到等于按实验内容1所得的等效电阻R0值；将可调直流电压源的电压调整到等于按实验内容1所测得的开路电压UOC之值，电压源与电阻相串联，得到戴维南等效电路。用开关S1、S2将负载电阻RL接入，仿照实验内容2测其特性，将测得数据填入表1.1.3-3. 表1.1.3-3 戴维南等效电路负载伏安特性数据记录UL/V2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.2IL/mARL/Ω4. 验证诺顿定理
将按键电阻阻值调整到等于按实验内容1所得的等效电阻R0值；将可调直流电流源的电流调整到等于按实验内容1所测得的短路电流ISC之值，电流源与电阻相并联，得到诺顿等效电路。用开关S1、S2将负载电阻RL接入，仿照实验内容2测其特性，将测得数据填入表1.1.3-4. 表1.1.3-4 诺顿等效电路负载伏安特性数据记录UL/V2.01.81.61.41.21.00.80.60.40.2IL/mARL/Ω五、 实验注意事项
1. 测量时，注意电流表量程的更换。
2. 改接线路时，必须关掉电源。
六、 预习与思考题
1. 如何测量有源二端网络的开路电压和短路电流？在什么情况下不能直接测量开路电压和短路电流?
2. 说明测量有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。
七、 实验报告要求
1. 根据实验内容2、3、4分别绘出曲线，验证戴维南定理、诺顿定理的正确性，并分析产生误差的原因。
2. 根据实验内容3、4绘出的曲线，验证实际电源两种模型等效变换的正确性。
实验四 受控源的实验研究一、 实验目的  1. 加深对受控源的理解。
2. 熟悉由运算放大器组成受控源电路的分析方法，了解运算放大器的应用。
3. 掌握受控源转移特性、负载特性的测量方法。
二、 实验原理1. 受控源  受控源向外电路提供的电压或电流受其他支路的电压或电流控制，因而受控源是双口元件： 一个为控制端口，或称输入端口，输入控制量(电压或电流);另一个为受控端口或称输出端口，向外电路提供电压或电流。受控端口的电压或电流，受控制端口的电压或电流的控制。根据控制变量与受控变量的不同组合，受控源可分为以下四类。
(1) 电压控制电压源(VCVS)，如图1.1.4-1(a)所示，其特性为u2=μu1其中，μ=u2u1，称为转移电压比(即电压放大倍数). 
图1.1.4-1 四种类型受控源电路符号
(2) 电压控制电流源(VCCS)，如图1.1.4-1(b)所示，其特性为i2=gu1其中，g=i2u1，称为转移电导。
(3) 电流控制电压源(CCVS)，如图1.1.4-1(c)所示，其特性为u2=ri1其中，r=u2i1，称为转移电阻。
(4) 电流控制电流源(CCCS)，如图1.1.4-1(d)所示，其特性为i2=βi1其中，β=i2i1，称为转移电流比(即电流放大倍数). 
2. 用运算放大器组成的受控源
运算放大器的电路符号如图1.1.4-2所示，它具有两个输入端： 同相输入端u+和反相输入端u-，一个输出端uo，放大倍数为A，则uo=A(u+-u-). 
图1.1.4-2 运算放大器的
电路符号
对于理想运算放大器，放大倍数A为∞，输入电阻为∞，输出电阻为0，由此可得出两个特性： 
特性1:  u+=u-;  特性2:  i+=i-=0. 
(1) 电压控制电压源(VCVS)
电压控制电压源电路如图1.1.4-3所示。由运算放大器的特性可得u2=1+R2R1u1  可见，运算放大器的输出电压u2受输入电压u1控制，其电路模型如图1.1.4-1(a)所示，转移电压比为μ=1+R2R1  (2) 电压控制电流源(VCCS)
电压控制电流源电路如图1.1.4-4所示。由运算放大器的特性可得i2=1R1u1图1.1.4-3 电压控制电压源电路
图1.1.4-4 电压控制电流源电路
可见，运算放大器的输出电流i2受输入电压u1控制，其电路模型如图1.1.4-1(b)所示。转移电导为g=1R1  (3) 电流控制电压源(CCVS)
电流控制电压源电路如图1.1.4-5所示。由运算放大器的特性可得u2=Ri1  可见，运算放大器的输出电压u2受输入电流i1控制,其电路模型如图1.1.4-1(c)所示。转移电阻为r=R  (4) 电流控制电流源(CCCS)
电流控制电流源电路如图1.1.4-6所示。由运算放大器的特性可得i2=-1+R1R2i1图1.1.4-5 电流控制电压源电路
图1.1.4-6 电流控制电流源电路
可见，运算放大器的输出电流i2受输入电流i1的控制。其电路模型如图1.1.4-1(d)所示。转移电流比为β=-1+R1R2三、 实验设备与元器件
1. 直流数字电压表、直流数字毫安表(在主控制屏上). 
2. 恒压源(在主控制屏上)、恒流源(在主控制屏上). 
3. EEL-54A组件、EEL-51组件。
四、 实验内容1. 测试电压控制电流源(VCCS)特性  实验电路如图1.1.4-4所示，图中U1用恒压源的可调电压输出端，负载电阻RL=2kΩ(用EEL-51电阻箱组件). 
(1) 测试VCCS的转移特性I2=f(U1)
调节恒压源输出电压U1(以电压表读数为准)，将电流表串入输出端，测量对应的输出电流I2，将数据记入表1.1.4-1中。表1.1.4-1 VCCS的转移特性数据U1/V00.511.522.533.544.55I2/mA  (2) 测试VCCS的负载特性I2=f(RL)
保持U1=2V，负载电阻RL用EEL-51电阻箱组件，并调节其大小，用电流表测量对应的输出电流I2，将数据记入表1.1.4-2中。表1.1.4-2 VCCS的负载特性数据RL/kΩ54.543.532.521.510.50I2/mA2. 测试电流控制电压源(CCVS)特性
实验电路如图1.1.4-5所示，I1用恒流源，负载电阻RL=2kΩ(用EEL-51电阻箱组件). 
(1) 测试CCVS的转移特性U2=f(U1)
调节恒流源输出电流I1(以电流表读数为准)，将电压表并联在输出端，测量对应的输出电压U2，将数据记入表1.1.4-3中。表1.1.4-3 CCVS的转移特性数据I1/mA00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5U2/V  (2) 测试CCVS的负载特性U2=f(RL)
保持I1=0.2mA，负载电阻RL用EEL-51电阻箱组件，调节其大小，用电压表测量对应的输出电压U2，将数据记入表1.1.4-4中。表1.1.4-4 CCVS的负载特性数据RL/Ω1002003004005001k2k5k10kU2/V3. 测试电压控制电压源(VCVS)特性
实验电路为图1.1.4-4所示电路与图1.1.4-5所示电路的级联，即图1.1.4-4所示电路的输出端与图1.1.4-5所示电路的输入端对应相连，输入电压U1用恒压源的可调电压输出端，输出端接负载电阻RL=2kΩ(用EEL-51电阻箱组件). 
(1) 测试VCVS的转移特性U2=f(U1)
调节恒压源输出电压U1(以电压表读数为准)，接入图1.1.4-4所示电路的输入端(即VCCS的输入端)，测量图1.1.4-5所示电路的输出端(即CCVS的输出端)电压U2，将数据记入表1.1.4-5中。表1.1.4-5 VCVS的转移特性数据U1/V00.511.522.533.544.55U2/V  (2) 测试VCVS的负载特性U2=f(RL)
保持U1=2V，负载电阻RL用EEL-51电阻箱组件，并调节其大小，用电压表测量对应的输出电压U2，将数据记入表1.1.4-6中。表1.1.4-6 VCVS的负载特性数据RL/Ω507010020030040050010002000U2/V4. 测试电流控制电流源(CCCS)特性
实验电路为图1.1.4-5所示电路与图1.1.4-4所示电路的级联，即图1.1.4-5所示电路的输出端与图1.1.4-4所示电路的输入端对应相连，输入电流I1用恒流源，负载电阻RL=2kΩ(用EEL-51电阻箱组件). 
(1) 测试CCCS的转移特性I2=f(I1)
调节恒流源输出电流I1(以电流表读数为准)，接入图1.1.4-5所示电路的输入端(即CCVS的输入端)，测量图1.1.4-4所示电路的输出端(即VCCS的输出端)电压U2，将数据记入表1.1.4-7中。表1.1.4-7 CCCS的转移特性数据I1/mA00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5I2/mA  (2) 测试CCCS的负载特性I2=f(RL)
保持I1=0.2mA，负载电阻RL用EEL-51电阻箱组件，调节其大小，将电流表串入输出端测量对应的输出电流I2，将数据记入表1.1.4-8中。表1.1.4-8 CCCS的负载特性数据RL/kΩ54.543.532.521.510.50I2/mA五、 实验注意事项
1. 用恒流源供电的实验中，不允许恒流源开路。
2. 运算放大器输出端不能与地短路，输入端电压不宜过高(小于5V). 
3. 实验时必须将组件箱的+12V、-12V、地端与实验台上的对应电源端连接。
六、 预习与思考题
1. 了解四种受控源的电路模型、控制量与被控量的关系。
2. 四种受控源中的转移参量μ、g、r和β的意义是什么?如何测得?
3. 若受控源控制量的极性反向，试问其输出极性是否发生变化?
4. 由CCVC和VCCS获得CCCS和VCVS，它们的输入输出如何连接?
七、 实验报告要求
1. 根据实验数据，在方格纸上分别绘出四种受控源的转移特性和负载特性曲线，并求出相应的转移参量μ、g、r和β. 
2. 根据实验数据，说明转移参量μ、g、r和β受电路中哪些参数的影响。
实验五 RC一阶电路暂态过程的研究
一、 实验目的  
1. 研究RC一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的规律和特点。
2. 学习一阶电路时间常数的测量方法，了解电路参数对时间常数的影响。
3. 掌握微分电路和积分电路的基本概念。
4. 进一步熟练掌握示波器、信号发生器的使用。
二、 实验原理
1. RC一阶电路的零状态响应  RC一阶电路如图1.1.5-1所示，开关S在“1”的位置，电容电压为零，即电路为零状态。在t=0时刻，开关S合向“2”的位置，电源通过R开始向电容C充电，这个过程称为RC一阶电路的零状态响应，电容电压uC(t)的时域响应为uC(t)=US-USe-tτ, t≥0  RC一阶电路的零状态变化曲线如图1.1.5-2所示，当uC上升到0.632US所需要的时间称为时间常数τ, τ=RC. 
图1.1.5-1 RC一阶电路
图1.1.5-2 RC一阶电路零状态响应
2. RC一阶电路的零输入响应
在图1.1.5-1中，开关S在“2”的位置电路稳定后，在t=0时刻，再合向“1”的位置，电容C通过R放电，这个过程称为RC一阶电路的零输入响应，电容电压uC(t)的时域响应为