电路实验-王斌编.docx

1、21 世 纪 高 职 高 专 系 列 教 材电 路 实 验王 斌 编西 北 工 业 大 学 出 版 社【 内 容 简 介 】 本 书 是 为 配 合 电 子 、 信 息 、 通 信 等 专 业 电 路 基 础 课 教 学 而 编 写 的 实 验 指 导 教 材 。 全书 分 五 部 分 : 第 一 部 分 介 绍 了 电 路 实 验 的 基 础 知 识 ; 第 二 部 分 介 绍 了 电 路 实 验 所 用 仪 器 仪 表 的 原 理 及 使 用 方 法 ; 第 三 部 分 为 电 路 基 础 性 实 验 , 涵 盖 了 电 路 主 要 知 识 点 ; 第 四 部 分 为 提 高 性 实 验

2、, 用 以 训 练 学 生 对 电 路 知 识 的 综 合 应 用 能 力 ; 第 五 部 分 为 附 录 , 介 绍 了 DGJ 系 列 电 路 实 验 装 置 和 常 用 电 子 元 器 件 知 识 。 本 书 适 用 于 高 职 高 专 学 生 使 用 。图 书 在 版 编 目 ( CIP ) 数 据电 路 实 验 / 王 斌 编 . 西 安 : 西 北 工 业 大 学 出 版 社 , 2003. 1 ISBN 7 56121574 6. 电 . 王 . 电 路 实 验 高 等 学 校 : 技 术 学 校 教 材 . T M13 33中 国 版 本 图 书 馆 CIP 数 据 核 字 (

3、 2000 ) 第 103511 号出 版 发 行 : 西 北 工 业 大 学 出 版 社通 信 地 址 : 西 安 市 友 谊 西 路 127 号 邮 编 : 710072 电 话 : (029 ) 8493844网 址 : h tt p : / w ww. nwpup. com印 刷 者 : 西 安 向 阳 印 刷 厂开 本 : 787 mm1096 mm 1/ 16印 张 : 10. 375 ( 全 套 )字 数 : 204 千 字版 次 : 2003 年 2 月 第 1 版 2003 年 2 月 第 1 次 印 刷印 数 : 1 6 000定 价 : 13. 00 元 ( 全 套 )前

4、 言本 书 是 为 配 合 高 等 职 业 技 术 学 校 电 子 类 、 通 信 类 、 计 算 机 信 息 类 专 业 电 路 基 础 课 程 教 学 而 编 写 的 实 验 教 学 指 导 书 。高 等 职 业 技 术 学 校 以 培 养 面 向 生 产 第 一 线 的 应 用 型 人 才 为 主 要 目 标 , 因 此 , 本 教 材 在 注 意 理 论 与 实 践 结 合 的 基 础 上 突 出 了 实 践 性 , 在 实 验 内 容 选 取 上 尽 量 做 到 “少 而 精” , 着 重 加 强 学 生 分 析 问 题 解 决 问 题 的 能 力 培 养 , 加 强 学 生 的 动

5、 手 操 作 能 力 。 在 第 一 、 二 部 分 着 重 介 绍 了 基 本 实 验 理 论 和 实 验 仪 器 仪 表 的 原 理 与 使 用 , 并 且 以 使 用 为 主 。 第 三 部 分 为 基 础 性 实 验 , 这 部 分 在 验 证 基 本 理 论 的 同 时 , 注 重 培 养 学 生 分 析 问 题 和 解 决 问 题 的 能 力 , 并 加 强 常 用 仪 器 仪 表 的 使 用 训 练 。 第 四 部 分 为 提 高 性 实 验 , 以 培 养 学 生 将 理 论 知 识 用 于 实 践 的 能 力 。 其 中 实 验 一 为 万 用 表 的 设 计 与 组 装 ,

6、 该 实 验 用 以 训 练 学 生 对 直 流 电 部 分 基 本 电 路 理 论 的 综 合 应 用 。 实 验 二 为 小 型 变 压 器 的 设 计 、 绕 制 和 测 试 , 该 实 验 训 练 学 生 对 交 流 电 基 本 理 论 的 综 合 应 用 。 附 录 部 分 介 绍 了 一 些 电 路 常 用 元 件 的 基 本 知 识 , 以 满 足 学 生 对 电 路 基 本 元 件 的 认 知 和 使 用 需 要 。本 书 在 编 写 过 程 中 得 到 了 西 北 工 业 大 学 范 世 贵 教 授 和 西 北 工 业 大 学 金 叶 信 息 技 术 学 院 高 级 实 验

7、师 仲 瑞 鹏 老 师 的 指 导 和 帮 助 , 并 且 由 范 世 贵 教 授 审 阅 了 全 书 , 在 此 表 示 衷 心 的 感 谢 。由 于 编 者 的 水 平 有 限 , 书 中 的 不 妥 和 错 误 之 处 难 免 , 衷 心 欢 迎 读 者 批 评 指 正 。编 者2002 年 11 月 于 西 北 工 业 大 学 金 叶 信 息 技 术 学 院 1 序高 等 职 业 教 育 是 在 我 国 高 等 教 育 大 发 展 的 浪 潮 中 崛 起 的 一 个 新 的 教 育 类 型 , 是 职 业 教 育 的 高 等 阶 段 , 是 高 等 教 育 的 重 要 组 成 部 分

8、。 高 等 职业 教 育 以 培 养 适 应 生 产 、 建 设 、 管 理 、 服 务 第 一 线 需 要 的 高 等 技 术 应 用 型 专 门 人 才 为 根 本 任 务 , 以 适 应 社 会 需 要 为 目 标 , 以 培 养 技 术 应 用 能 力为 主 线 设 计 学 生 的 知 识 、 结 构 和 培 养 方 案 。 高 等 职 业 教 育 由 于 其 毕 业 生应 具 有 基 础 理 论 适 度 、 技 术 和 应 用 能 力 强 、 知 识 面 较 宽 、 素 质 较 高 等 特 点 , 因 而 在 我 国 高 等 教 育 事 业 中 占 有 重 要 的 地 位 , 在 我

9、 国 社 会 主 义 现 代化 建 设 事 业 中 发 挥 着 重 要 的 作 用 。 随 着 社 会 的 发 展 、 科 技 的 进 步 , 我 国 的 高 等 职 业 教 育 必 将 进 一 步 发 展 、 壮 大 。教 材 建 设 是 高 等 学 校 建 设 的 一 项 基 本 内 容 , 培 养 和 造 就 适 应 生 产 、 建 设 、 管 理 、 服 务 第 一 线 需 要 的 高 等 技 术 应 用 性 专 门 人 才 , 要 求 我 们 必 须 重 视 高 等 职 业 教 育 教 材 改 革 与 建 设 , 编 写 和 出 版 一 批 具 有 高 等 职 业 教 育 自 身 特

10、 色 的 高 质 量 教 材 。目 前 , 我 国 的 高 等 职 业 教 育 正 在 蓬 勃 发 展 , 部 分 学 校 已 经 取 得 了 一 些 成 功 的 经 验 , 并 逐 渐 形 成 了 自 己 的 办 学 特 色 , 但 高 等 职 业 教 育 的 教 材建 设 明 显 跟 不 上 发 展 的 要 求 。 针 对 高 等 职 业 教 育 教 材 的 现 状 , 根 据 教 育 部 提 出 的 近 5 年 内 “编 写 出 版 一 批 有 特 色 的 基 础 课 程 和 专 业 主 干 课 程 教 材 ”的 工 作 目 标 , 西 北 工 业 大 学 金 叶 信 息 技 术 学 院

11、 和 西 北 工 业 大 学 出 版社 密 切 配 合 , 共 同 策 划 , 在 深 入 调 查 、 认 真 研 究 的 基 础 上 , 大 胆 创 新 , 推 出 了 一 系 列 针 对 性 强 、 难 易 适 中 、 具 有 高 等 职 业 教 育 特 色 的 教 材 。 该系 列 教 材 具 有 如 下 特 点 。1 . 内 容 新 颖 , 体 现 先 进 性在 研 究 国 内 外 同 类 教 材 的 基 础 上 , 汲 取 了 有 用 的 养 料 , 并 根 据 专 业 实 际 , 适 当 介 绍 相 关 科 技 领 域 的 新 进 展 、 新 方 法 、 新 技 术 。2 . 体

12、系 独 特 , 体 现 新 观 念本 系 列 教 材 以 能 力 培 养 为 主 , 所 涉 及 的 基 础 理 论 深 浅 适 度 。 教 材 重在 加 强 学 生 的 基 本 实 践 能 力 与 操 作 技 能 、 专 业 技 术 应 用 能 力 与 专 业 技 能 、 综 合 实 践 能 力 与 综 合 技 能 的 培 养 , 书 中 介 绍 的 基 础 理 论 , 以 “ 必需 、 够 用 ” 为 度 。3 . 品 种 多 样 , 体 现 全 面 性本 系 列 教 材 将 教 科 书 、 教 学 参 考 书 、 实 验 教 材 和 视 听 教 材 配 套 , 便 于 教 师 教 学 ,

13、 也 便 于 学 生 自 学 。4 . 作 者 实 力 强 大 , 体 现 高 水 平西 北 工 业 大 学 金 叶 信 息 技 术 学 院 一 直 注 重 培 养 与 高 职 教 育 相 适 应 的 “双 师 型 ”的 教 师 队 伍 。 本 系 列 教 材 的 作 者 均 具 有 多 年 的 施 教 经 验 , 现 仍 活 跃 在 教 学 第 一 线 。5 . 编 写 形 式 多 样 , 体 现 新 思 路网 络 化 、 电 子 化 、 数 字 化 是 当 今 社 会 的 特 色 , 本 系 列 教 材 倡 导 电 子 讲 稿 和 多 媒 体 课 件 的 配 套 出 版 , 以 给 作 者

14、 和 读 者 提 供 一 个 更 加 广 阔 的 发展 空 间 。该 系 列 教 材 首 批 推 出 12 种 , 所 有 书 稿 几 经 修 改 , 并 经 同 行 专 家 审 定 , 内 容 选 材 新 颖 、 实 用 , 重 在 对 基 本 概 念 的 启 发 、 理 解 和 提 高 高 职 生分 析 问 题 、 解 决 问 题 的 能 力 , 因 而 我 热 情 地 向 大 家 推 荐 这 批 教 材 , 希 望 它 能 对 广 大 读 者 的 学 习 有 所 帮 助 , 更 期 望 它 能 在 强 化 素 质 教 育 、 推 动 高等 职 业 教 育 方 面 起 到 积 极 的 作

15、用 。*2003 年 1 月姜 澄 宇 西 北 工 业 大 学 校 长 , 教授 , 博 士 生 导 师 。 2 3 2 1 世 纪 高 职 高 专 系 列 教 材编 委 会顾 问 姚 书 志王 润 孝( 陕 西 省 教 育 厅 高 教 处 处 长 )( 西 北 工 业 大 学 党 委 副 书 记 、 副 校 长 )主 任 委 员副 主 任 委 员张 渤冯 学 廉(西 北 工 业 大 学 金 叶 信 息 技 术 学 院 副 院 长 )委 员张 近 乐宋 金 书( 西 北 工 业 大 学 出 版 社 社 长 )张 水 平 张 会 生 辛 柯 安 德 利高 光 涛 褚 泓 阳 张 云 李 辉目 录

16、第 一 部 分 电 路 实 验 预 备 知 识 1第 一 节 电 路 实 验 的 目 的 和 要 求 1第 二 节 实 验 误 差 分 析 及 数 据 处 理 2第 三 节 实 验 报 告 要 求 及 要 求 6附 实 验 报 告 范 例 7第 二 部 分 电 路 实 验 常 用 仪 器 仪 表 简 介 10第 一 节 模 拟 万 用 表 的 工 作 原 理 及 使 用 10第 二 节 数 字 万 用 表 的 使 用 17第 三 节 函 数 信 号 发 生 器 的 使 用 20第 四 节 示 波 器 的 基 本 原 理 与 使 用 22第 五 节 电 子 毫 伏 表 的 使 用 35第 六 节

17、 功 率 表 的 使 用 37第 三 部 分 基 础 实 验 41实 验 一 万 用 表 的 使 用 41实 验 二 基 尔 霍 夫 定 律 和 叠 加 原 理 45实 验 三 戴 维 南 定 理 49实 验 四 函 数 信 号 发 生 器 与 示 波 器 的 使 用 53实 验 五 RLC 电 路 阻 抗 特 性 的 研 究 56实 验 六 RC 一 阶 电 路 响 应 观 测 61实 验 七 三 表 法 测 量 电 路 元 件 等 效 参 数 66实 验 八 串 联 谐 振 电 路 研 究 70实 验 九 三 相 交 流 电 路 电 压 、 电 流 和 功 率 的 测 量 74实 验 十

18、互 感 电 路 观 测 79第 四 部 分 提 高 性 实 验 82实 验 一 万 用 表 的 设 计 和 组 装 82实 验 二 小 型 变 压 器 的 设 计 、 绕 制 和 测 试 88 附 录 101附 录 一 DG J 03 型 电 工 实 验 台 介 绍 101附 录 二 常 用 电 子 元 件 基 础 知 识 103第 一 节 电 阻 器 103第 二 节 电 容 器 106附 录 三 万 用 表 表 盘 上 符 号 的 意 义 108参 考 文 献 110 9 第 一 部 分 电 路 实 验 预 备 知 识第 一 节 电 路 实 验 的 目 的 和 要 求一 、 电 路 实 验

19、 的 目 的实 验 是 将 理 论 和 实 践 结 合 起 来 的 一 种 途 径 , 通 过 实 验 既 可 以 加 深 理 论 知 识 的 理解 和 掌 握 , 又 可 以 培 养 学 生 基 本 的 实 验 技 能 、 分 析 问 题 和 解 决 问 题 的 能 力 , 为 以 后 的实 际 工 作 打 下 坚 实 的 基 础 。电 学 实 验 根 据 任 务 的 不 同 分 为 三 类 : 第 一 类 实 验 是 验 证 性 实 验 , 通 过 实 验 以 加 深 对 理 论 知 识 和 有 关 概 念 的 理 解 。 第 二 类 实 验 是 提 高 性 实 验 。 要 求 学 生 能

20、 根 据 所 学 知 识 进 行 简 单 的 知 识 综 合 应 用 。 第 三 类 实 验 是 综 合 性 和 设 计 性 实 验 , 根 据 给 定 的 课 题 和 电 路 的 性 能 指 标 , 要 求 学 生 自 行 设 计 电 路 , 选 择 合 适 的 元 器 件 及 其 参 数 , 按 电 路 图 组 装实 验 电 路 并 按 测 试 方 案 对 其 进 行 测 试 、 调 整 , 最 终 使 电 路 达 到 设 计 要 求 。 通 过 这 类 实验 主 要 培 养 学 生 综 合 运 用 所 学 知 识 , 解 决 实 际 问 题 的 能 力 。 电 路 实 验 大 多 属 于

21、 一 、 二 类 实 验 , 这 就 决 定 了 该 课 程 的 目 的 是 :(1 ) 学 习 常 用 电 子 仪 器 仪 表 的 原 理 和 使 用 。 如 万 用 表 、 交 流 毫 伏 表 、 信 号 发 生 器 、 示 波 器 等 。(2 ) 掌 握 基 本 的 实 验 技 能 和 电 工 测 试 技 能 , 以 及 数 据 分 析 处 理 基 本 知 识 。(3 ) 学 会 编 写 实 验 报 告 , 掌 握 实 验 报 告 的 格 式 , 实 验 数 据 处 理 的 基 本 方 法 , 为 以 后 的 科 学 研 究 打 下 基 础 。二 、 电 路 实 验 的 要 求(1 )

22、实 验 前 必 须 认 真 预 习 并 写 出 预 习 报 告 , 否 则 不 得 进 入 实 验 室 。 预 习 报 告 内 容包 括 实 验 原 理 、 实 验 电 路 、 数 据 测 量 纪 录 表 格 及 必 要 的 文 字 说 明 等 。(2 ) 实 验 中 必 须 听 从 指 导 老 师 的 安 排 , 接 插 线 要 认 真 仔 细 , 通 电 前 要 认 真 检 查 ,确 保 电 路 正 确 无 误 , 改 接 电 路 先 关 电 源 , 严 禁 带 电 作 业 。(3 ) 实 验 中 如 出 现 异 常 现 象 , 应 立 即 切 断 电 源 , 待 查 明 原 因 并 排

23、除 故 障 后 , 方 可 重 新 通 电 。(4 ) 实 验 时 要 一 丝 不 苟 , 认 真 观 察 , 准 确 真 实 记 录 实 验 数 据 和 现 象 。 随 时 分 析 实 2 验 结 果 的 合 理 性 , 养 成 独 立 思 考 , 科 学 分 析 的 工 作 作 风 , 不 断 提 高 自 己 的 实 践 动 手 能力 。(5 ) 做 完 实 验 后 先 关 断 电 源 , 再 核 对 数 据 , 请 老 师 审 阅 签 字 后 方 可 拆 除 电 路 , 整 理 好 实 验 台 、 仪 器 , 经 允 许 后 方 可 离 开 实 验 室 。(6 ) 每 次 实 验 后 都

24、 要 写 实 验 报 告 。 实 验 报 告 要 求 简 洁 明 了 , 表 格 、 图 形 及 表 达 式要 规 范 , 对 实 验 结 果 的 分 析 要 尊 重 事 实 , 不 可 弄 虚 作 假 。 实 验 中 要 爱 护 仪 器 仪 表 , 在 不 熟 悉 仪 器 的 情 况 下 , 不 要 贸 然 动 手 。 使 用 仪 器 要 用 力 均 匀 , 不 可 过 猛 过 快 。 凡 因 责 任 事 故 造 成 仪 器 仪 表 损 坏 者 , 除 了 写 出 检 查 外 , 还 要 酌 情 赔 偿 。(7 ) 每 次 实 验 必 须 提 前 到 达 , 不 得 迟 到 。 进 入 实

25、验 室 不 得 大 声 喧 哗 , 保 持 环 境 整 洁 , 严 禁 乱 丢 废 物 。第 二 节 实 验 误 差 分 析 及 数 据 处 理一 、 误 差 的 表 达在 测 量 中 , 由 于 测 量 仪 器 、 测 量 理 论 、 测 量 方 法 、 环 境 以 及 人 为 等 多 种 因 素 影 响 , 测 量 值 与 真 实 值 之 间 总 有 一 定 偏 差 。 我 们 将 这 种 偏 差 称 为 误 差 。 误 差 不 同 于 错 误 , 错误 是 可 以 避 免 的 , 但 误 差 是 不 可 避 免 的 。 任 何 测 量 值 都 存 在 误 差 。 在 实 验 中 我 们

26、应 尽可 能 地 减 少 误 差 , 将 误 差 控 制 在 一 定 范 围 内 , 使 测 量 值 尽 可 能 地 接 近 真 实 值 。 在 实 际测 量 中 , 我 们 常 用 绝 对 误 差 和 相 对 误 差 两 个 概 念 从 不 同 的 角 度 去 描 述 误 差 。1. 绝 对 误 差我 们 把 测 量 值 A 与 真 值 A0 之 差 称 为 绝 对 误 差 , 用 表 示 即 : = A - A0其 值 可 正 可 负 , 由 绝 对 误 差 我 们 可 以 直 观 的 看 出 测 量 值 与 真 实 值 之 间 的 差 别 大小 , 但 使 用 绝 对 误 差 不 足 以

27、 衡 量 测 量 的 准 确 程 度 。例如 : 你 去 校 外 买 水 果 , 货 主 称 给 你 的 是 1 kg , 而 实 际 只 有 0 .8 kg , 你 是 否 会 平 静 的 接 受 呢 ?但 如 果 你 是 买 10 kg 或 50 kg 的 , 同 样 是 少 0 .2 kg , 你 感 受 又 如 何 呢 ?很 明 显 , 虽 然 都 差 0 .2 kg , 但 后 一 种 称 量 就 比 前 一 种 称 量 准 确 得 多 。2. 相 对 误 差为 了 说 明 测 量 的 准 确 程 度 , 人 们 常 用 相 对 误 差 这 个 概 念 。 我 们 把 绝 对 误 差

28、 与 真 值 之 比 叫 相 对 误 差 , 用 表 示 = 100 %A0其 绝 对 值 越 小 , 表 明 测 量 越 准 确 。 3 二 、 误 差 的 分 类 及 减 小 方 法1. 系 统 误 差把 测 量 系 统 本 身 所 具 有 的 误 差 称 为 系 统 误 差 。 如 : 由 于 测 量 仪 器 仪 表 精 度 不 高 或 测 量 所 依 据 的 理 论 方 法 有 缺 陷 而 引 入 的 误 差 , 这 种 误 差 只 有 在 采 取 改 进 系 统 的 前 提下 才 能 减 少 , 否 则 无 法 改 变 。例 如 : 采 用 伏 安 法 测 电 阻 时 , 采 用 电

29、 流 表 外 接 法 和 内 接 法 所 产 生 的 误 差 是 不 同 的 , 如 图 1 1 ( a ) , ( b ) 所 示 。 采 用 外 接 法 时 , 电 流 表 测 得 电 流 I 比 真 实 值 大 , 从 而 使 得 最 终 值 R 比 实 际 值 小 。 采 用 内 接 法 时 , 电 压 表 测 的 电 压 值 比 实 际 值 大 , 从 而 使 得 R 比真 实 值 大 。 在 这 个 实 验 中 要 减 少 误 差 , 只 有 分 情 况 采 取 不 同 的 方 法 。 当 电 流 表 内 阻 Rg n R 时 , 应 采 用 内 接 法 ; 当 Rv m R 时

30、, 应 采 用 外 接 法 。图 1 12. 随 机 误 差随 机 误 差 是 指 在 相 同 的 条 件 下 , 对 同 一 参 量 进 行 多 次 测 量 , 结 果 变 化 没 有 规 律 的 误 差 。 这 种 误 差 也 叫 偶 然 误 差 。随 机 误 差 服 从 统 计 规 律 , 随 着 测 量 次 数 的 增 加 , 测 量 值 总 围 绕 某 一 确 定 值 变 化 。理 论 分 析 证 明 : 当 测 量 次 数 N 时 , 1N i = 0。 即 随 机 误 差 的 算 术 平 均 值 趋 于零 。 因 此 减 少 随 机 误 差 的 方 法 是 : 对 被 测 参 量

31、 在 同 一 测 量 条 件 下 , 用 同 一 种 测 量 方 法进 行 多 次 测 量 , 然 后 取 其 平 均 值 。3. 粗 大 误 差 这 种 误 差 是 由 于 测 量 者 操 作 不 当 引 起 的 。 其 特 点 是 测 量 值 明 显 偏 离 真 实 值 。 对 含有 这 种 误 差 的 数 据 被 视 为 无 效 数 据 , 舍 去 不 用 。判 断 的 方 法 是 : 设 Ap 为 算 术 平 均 值 , 用 它 代 替 真 实 值 A0 , 即Ap = AiN则 每 次 测 量 的 误 差 为 4 2 i = Ai - Ap用 表 示 均 方 根 误 差 , 但 测

32、量 次 数 足 够 多 时 , 可 用 下 式 表 示 , 即 = iN用 m a x 表 示 最 大 可 能 误 差 ( 又 称 极 限 误 差 ) 。 理 论 证 明 m a x = 3因 此 , 凡 是 存 在 i 3 的 测 试 数 据 均 被 认 为 是 无 效 数 据 。三 、 实 验 数 据 的 处 理实 验 的 目 的 就 是 通 过 对 实 验 所 得 到 测 试 数 据 处 理 分 析 来 揭 示 客 观 规 律 , 数 据 的处 理 包 括 两 方 面 的 内 容 : 第 一 是 数 据 的 可 靠 性 分 析 和 数 据 的 精 度 分 析 , 第 二 是 在 数 据

33、分 析 的 基 础 上 通 过 归 纳 总 结 、 图 形 图 表 来 揭 示 客 观 规 律 。 所 以 实 验 数 据 处 理 分 析 是 每 个 实 验 必 做 的 内 容 , 缺 少 这 一 环 节 , 实 验 就 不 算 完 成 。( 一 ) 实 验 数 据 的 精 度 分 析 和 可 靠 性 分 析精 度 分 析 就 是 前 面 所 讲 的 误 差 分 析 , 可 靠 性 分 析 就 是 对 数 据 的 有 效 数 字 进 行 处理 , 以 进 一 步 提 高 测 量 精 度 。1. 有 效 数 字 的 概 念 所 谓 有 效 数 字 就 是 从 一 个 数 据 的 左 端 第 一

34、 个 不 为 零 的 数 字 起 到 这 个 数 据 最 右 端的 所 有 数 字 。一 般 地 , 一 个 测 试 数 据 由 两 部 分 组 成 : 准 确 数 字 部 分 和 最 后 一 位 的 估 读 数 字 组 成 。 如 : 测 得 某 一 电 流 值 为 12 .3 m A , 这 一 数 据 由 3 位 有 效 数 字 组 成 , 其 中 最 后 一 位 数 字 3 是 估 读 的 。2. 有 效 数 字 的 记 录 有 效 数 字 的 记 录 应 注 意 以 下 几 点 :(1 ) 当 末 位 有 效 数 字 为 零 时 , 该 有 效 数 字 “0”不 可 省 略 。如 :

35、 12 .0 mA , 这 个 数 据 由 3 位 有 效 数 据 组 成 。 其 中 最 后 一 位 数 字 “ 0”表 示 该 数 据精 确 到 0 .1 m A“, 0”是 估 读 的 。 若 去 掉 “0”, 则 成 了 12 m A , 表 示 该 数 据 有 两 位 有 效 数字 , 其 中 “ 2”是 估 读 的 , 该 数 据 精 确 到 1 m A。 显 然 , 12 .0 mA 不 等 于 12 mA。 (2 ) 有 效 数 字 的 位 数 及 精 度 不 因 单 位 的 变 化 而 变 化 。如 : 对 12 .0 m A, 若 要 以 安 培 为 单 位 , 可 记 作

36、 : 0 .012 0 A 或 1 .20 10 - 2 A。 (3 ) 测 量 结 果 的 有 效 数 字 位 数 应 与 测 量 仪 器 的 精 度 相 一 致 。例 如 : MF500 B 型 万 用 表 直 流 电 压 10 V 档 最 多 能 精 确 到 小 数 点 后 两 位 , 因 此 测 量 结 果 8 .257 V 的 末 尾 数 “7”应 被 处 理 掉 。(4 ) 测 量 数 据 进 行 运 算 后 , 其 结 果 的 精 度 由 参 与 运 算 的 所 有 数 据 中 精 度 最 差 的那 个 数 决 定 。 5 3. 有 效 数 字 的 取 舍有 时 根 据 需 要

37、, 要 对 多 余 的 有 效 数 字 进 行 取 舍 , 这 时 一 般 按 “ 四 舍 五 入 ”的 原 则 处 理 。 具 体 舍 入 规 则 是 :(1 ) 当 末 尾 数 小 于 5 , 则 舍 去 不 要 ; 大 于 5 时 , 舍 去 向 高 位 进 1。(2 ) 当 末 尾 数 恰 好 等 于 5 时 , 如 “5”后 有 数 字 , 则 舍 “ 5”进 “ 1”; 如 “ 5”后 无 数 字 或 等 于 0 时 , 要 看 “ 5”前 面 的 数 字 是 偶 数 还 是 奇 数 。 若 是 偶 数 , 则 舍 “ 5”不 进 位 ; 若 是 奇数 , 则 舍 “ 5”进 “1

38、”。( 二 ) 利 用 实 验 数 据 作 图在 有 些 实 验 中 , 我 们 的 最 终 目 的 是 要 定 性 地 找 出 某 两 个 量 之 间 的 变 化 规 律 , 这 时 通 常 采 用 作 图 来 达 到 这 个 目 的 。 因 为 , 图 形 具 有 形 象 、 直 观 的 特 点 , 利 用 它 , 能 够 加 深大 家 对 概 念 或 规 律 的 认 识 和 理 解 。例 如 : 在 研 究 谐 振 电 路 时 , 我 们 需 要 知 道 电 路 的 电 流 如 何 随 频 率 发 生 变 化 。 这 时 我 们 就 可 以 先 测 定 若 干 不 同 频 率 值 下 电

39、 路 中 的 电 流 大 小 , 然 后 在 坐 标 纸 上 描 出 I - f 变 化 曲 线 , 通 过 这 条 曲 线 可 以 清 楚 地 看 出 电 流 随 频 率 的 变 化 规 律 , 从 而 很 好 了 解 谐 振 电 路 的 特 点 。利 用 实 验 数 据 作 图 , 一 般 遵 循 下 面 几 个 步 骤 :(1 ) 要 确 定 合 适 的 坐 标 系 , 一 般 地 采 用 直 角 坐 标 系 。 作 图 时 , 最 好 是 在 坐 标 纸 上 进 行 , 这 样 做 出 的 图 形 较 为 准 确 。(2 ) 合 理 选 择 坐 标 的 分 度 和 单 位 , 坐 标

40、分 度 的 确 定 应 考 虑 参 量 的 变 化 特 点 。 如 果 选 择 的 合 理 , 最 终 得 到 的 图 形 较 为 清 楚 , 并 能 准 确 反 映 被 测 参 量 的 变 化 规 律 。 一 般 坐标 分 度 有 采 用 线 性 分 度 的 , 也 有 采 用 对 数 分 度 的 。 如 : 描 绘 元 件 的 伏 安 特 性 曲 线 时 , 纵横 坐 标 轴 采 用 线 性 分 度 。 而 在 研 究 放 大 电 路 的 幅 频 特 性 时 , 横 轴 采 用 线 性 分 度 , 纵 轴采 用 对 数 分 度 。 在 坐 标 的 取 值 上 , 纵 横 坐 标 的 比 例

41、 不 一 定 要 相 同 。(3 ) 要 合 理 地 采 集 数 据 , 特 别 要 注 意 在 曲 线 的 急 剧 变 化 部 分 附 近 多 采 集 几 组 数据 , 而 在 曲 线 的 变 化 缓 慢 部 分 可 以 少 取 几 组 数 据 。 这 就 要 求 事 先 对 被 测 量 的 大 致 变 化 情 况 依 靠 理 论 分 析 做 出 预 测 。(4 ) 将 取 得 的 测 试 数 据 描 在 选 好 的 坐 标 系 中 , 得 到 若 干 个 坐 标 点 。(5 ) 关 于 曲 线 的 修 整 。 由 于 测 量 误 差 的 影 响 , 使 得 测 量 得 到 的 数 据 具

42、有 一 定 的 离散 性 , 此 时 , 若 将 上 述 坐 标 点 一 个 不 漏 地 连 接 起 来 , 得 到 的 曲 线 是 很 不 光 滑 的 , 这 条 曲 线 难 以 反 映 被 测 量 的 变 化 规 律 。 为 了 减 少 误 差 带 来 的 不 利 影 响 , 常 常 采 用 下 面 两 种 方 法 : 在 坐 标 点 离 散 程 度 不 大 时 , 可 以 用 曲 线 板 或 徒 手 作 出 一 条 光 滑 曲 线 , 使 得 曲线 尽 可 能 通 过 更 多 的 坐 标 点 , 或 者 使 得 各 坐 标 点 均 匀 地 分 布 在 曲 线 两 则 。 如 图 1 2(

43、 a ) 所 示 。 在 坐 标 点 离 散 程 度 较 大 时 , 沿 横 坐 标 轴 将 坐 标 点 依 次 分 成 若 干 组 , 每 组 2 4 6 个 点 , 求 出 每 组 点 的 纵 、 横 坐 标 平 均 值 , 以 它 们 做 出 新 的 坐 标 点 ( 实 际 上 就 是 每 组 点 所 围 成 图 形 的 重 心 坐 标 ) , 然 后 以 这 些 点 为 基 础 , 按 中 所 述 方 法 作 出 一 条 光 滑 曲 线 。 如 图 1 2( b ) 所 示 。图 1 2第 三 节 实 验 报 告 及 要 求我 们 每 次 做 完 实 验 后 , 都 要 写 实 验 报

44、 告 。 通 过 写 报 告 , 一 方 面 有 助 于 我 们 进 一 步理 解 实 验 原 理 , 理 解 概 念 , 掌 握 实 验 的 技 能 技 巧 , 为 以 后 的 实 践 工 作 打 下 基 础 。 另 一 方 面 , 有 助 于 我 们 学 会 科 学 研 究 报 告 的 写 作 方 法 。 因 此 我 们 必 须 重 视 实 验 报 告 的 撰 写 。 一 般 地 , 实 验 报 告 的 格 式 因 专 业 的 不 同 , 要 求 不 同 , 但 大 的 方 面 却 是 相 同 的 。 对 电学 实 验 应 包 含 这 样 几 方 面 的 内 容 。(1 ) 实 验 名 称

45、 、 实 验 人 、 同 组 人 、 实 验 地 点 、 时 间 等 。(2 ) 实 验 目 的 。 说 明 本 次 实 验 要 达 到 的 目 标 。(3 ) 实 验 要 求 、 方 案 。(4 ) 实 验 原 理 。 实 验 原 理 是 指 导 本 次 实 验 的 理 论 依 据 , 同 时 也 包 含 了 实 验 方 法 ,所 以 这 部 分 叙 述 说 明 力 求 简 洁 明 了 , 推 理 严 密 , 电 路 图 清 楚 无 误 。(5 ) 实 验 仪 器 。 本 次 实 验 所 采 用 的 主 要 仪 器 、 仪 表 及 型 号 。(6 ) 实 验 内 容 及 步 骤 。 说 明

46、实 验 的 项 目 及 采 用 的 电 路 , 具 体 实 验 过 程 , 测 试 数 据及 其 分 析 、 结 论 。(7 ) 实 验 中 异 常 现 象 及 分 析 。 如 实 验 中 无 异 常 现 象 , 这 部 分 可 略 去 。 若 有 , 一 定 要进 行 分 析 研 究 。 许 多 重 大 发 现 或 实 验 技 巧 就 是 在 这 一 过 程 中 发 现 的 。(8 ) 实 验 收 获 体 会 。(9 ) 完 成 有 关 的 思 考 题 。总 之 , 实 验 报 告 在 撰 写 时 , 力 求 做 到 文 理 通 顺 , 语 言 精 炼 , 书 写 及 电 路 图 工 整 规

47、范 , 不 可 潦 草 , 敷 衍 了 事 。 7 附 : 实 验 报 告 范 例电 源 外 特 性 研 究实 验 人 : XXX 同 组 人 : XXX 时 间 : 2002 年 10 月 26 日一 、 实 验 目 的 :(1 ) 学 会 电 源 外 特 性 曲 线 的 测 试 方 法 。(2 ) 了 解 内 阻 对 电 源 带 负 载 能 力 的 影 响 。二 、 实 验 原 理 :1. 电 压 源 外 特 性电 压 源 的 外 特 性 是 指 电 压 源 在 不 同 负 载 下 , 输 出 端 电 压 与 输 出 电 流 之 间 的 关 系 ,即 伏 安 特 性 。 对 如 图 ( 1

48、) 所 示 的 电 路 , 存 在 如 下 关 系 , 即Ua b = Us - I R0这 是 一 线 性 方 程 , 其 电 压 电 流 曲 线 如 图 ( 2) 所 示 。图 ( 1) 图 ( 2)对 理 想 电 压 源 , R0 = 0 , 伏 安 特 性 曲 线 是 一 条 平 行 于 横 轴 的 直 线 , 即 端 电 压 不 随 外 接 负 载 的 变 化 而 变 化 , 它 的 带 负 载 能 力 最 强 。 如 图 (2 ) 中 虚 线 所 示 。对 实 际 电 压 源 , R0 0 , 伏 安 特 性 曲 线 是 一 条 倾 斜 的 曲 线 , 如 图 (2 ) 中 实 线

49、 所 示 。 R0 越 大 , 倾 斜 的 程 度 越 大 。 在 不 同 负 载 下 , 端 电 压 变 化 越 显 著 , 因 而 , 其 带 负 载 能 力 越差 。 所 以 , 电 源 内 阻 成 了 衡 量 电 源 性 能 的 重 要 参 数 之 一 。 一 般 地 , 当 负 载 RL m R0 时 , 可 以 近 似 地 认 为 电 压 源 是 理 想 的 。2. 实 际 电 源 的 等 效实 验 室 常 用 的 稳 压 电 源 , 因 其 内 阻 很 小 , 所 以 通 常 认 为 是 理 想 电 压 源 。 在 用 这 个 8 电 源 等 效 实 际 电 压 源 时 , 需 要 用 一 个 阻 值 较 小