電路分析實驗中的數(shù)據(jù)處理

摘要：本文以電路分析實驗中的戴維寧定理實驗和二階電路實驗為例，介紹了其中的數(shù)據(jù)處理方法。筆者認為學(xué)生要理解與掌握實驗內(nèi)容并形成完整的實驗報告，這些講解是必不可少的。

關(guān)鍵詞：電路分析；實驗；數(shù)據(jù)處理

電路分析及其實驗是電類各專業(yè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)實驗。對學(xué)生來講真正面臨學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)型，其重要性是不言而喻的。電路分析實驗中的一些結(jié)果需要與理論值進行比較；而一些實驗結(jié)果只是中間值，需要進行進一步的處理，即數(shù)據(jù)處理。筆者在二本院校任教三十多年，深知這些問題如果老師不予指導(dǎo)，學(xué)生就不愿意對其處理，也不知道如何處理；盡管問題并不困難。最后上交一個不完整的實驗報告，相關(guān)知識沒有完整的理解與掌握。在本文中以戴維寧定理實驗和二階電路實驗為例來介紹筆者的一些具體教法。

一、戴維寧定理實驗中開路電壓uoc與等效電阻Ro的計算

以我校采用的浙江天煌公司的實驗電路為例如圖1。盡管這個電路并不難，指導(dǎo)教師不詳細地講解，對于像我校這種二本院校的學(xué)生也可能完全不知道怎樣計算。

1.按圖1計算開路電壓uoc

首先計算從12v的電壓源兩端看進去的總電阻R：

2.等效電阻Ro的計算

等效電阻Ro的計算用到了電阻的Y-△變換。Y-△變換對我們的學(xué)生來講也是較難掌握的問題，在此復(fù)習(xí)一下對其學(xué)習(xí)也是有幫助的。

等效電阻RO：

在我校戴維寧定理實驗，由于實驗內(nèi)容較多安排的4學(xué)時，用其中1學(xué)時筆者講解以上內(nèi)容，并且安排學(xué)生計算以上理論值，多年的教學(xué)結(jié)果表明效果是好的。

二、二階電路中衰減系數(shù)的計算

二階電路實驗要觀察RLC電路的過阻尼，臨界阻尼和欠阻尼的電壓波形。其中欠阻尼的情況還要求求出振蕩角頻率 和衰減系數(shù) 。但實驗指導(dǎo)書并沒有給出方法，學(xué)生并不會計算，需要老師講解，以便學(xué)生通過實驗數(shù)據(jù)得最終的正確結(jié)果。

欠阻尼的衰減正弦振蕩波形如圖5。它具有如下函數(shù)表達式

其中U1m，U2m和Td的值都可以從示波器上讀出來。而衰減系數(shù)不能直接讀出來。

顯然，

則

等式兩邊同時取對數(shù)，則得衰減系數(shù)

把U1m、U2m和Td的值代入上式即可得衰減系數(shù)α的值。以筆者多年的經(jīng)驗上述內(nèi)容也是必須講解的。以便學(xué)生最終形成一個完整的完驗報告。

參考文獻：

[1]胡翔駿，電路分析（第三版），北京：高等教育出版社，2016

作者簡介：胡鷹（1962-），男，西南民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院副教授。