А. М. ПИЛИПЕНКО

Ф. А. ЦВЕТКОВ

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ 

ПО ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное

автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

“Южный федеральный университет”

А. М. ПИЛИПЕНКО

Ф. А. ЦВЕТКОВ

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ 

ПО ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Часть I

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Таганрог 2013

УДК 621.3.011.1 (075.8)

П 784

Рецензенты:

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой 

«Радиоэлектронные системы» Донского государственного техниче-
ского университета Марчук В. И.;

кандидат технических наук, доцент, генеральный директор ООО 

«Информационные и инновационные технологии» (г. Таганрог)
Мережин Н. И.

Пилипенко А.М., Цветков Ф.А.
Лабораторный
практикум
по теории электрических цепей. 

Часть I: Учебное пособие. – Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2013. – 48 с.

Учебное пособие предназначено для подготовки и проведения 

первых четырех лабораторных работ по курсу «Теория электриче-
ских цепей» для студентов направления 210700 «Инфокоммуникаци-
онные технологии и системы связи».

Ил. 18. Табл. 5. Библиогр.: 10 назв.

© ЮФУ, 2013
© А. М. Пилипенко, Ф. А. Цветков, 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................................... 4

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРАХ.......... 6

1.1. Функциональный генератор SFG-2110 ..................................... 6

1.2. Вольтметры В7-38 и В7-77 ........................................................ 9

1.3. Осциллограф GOS-620FG........................................................ 11

1.4. Комплект приборов NI ELVIS ................................................. 15

2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ.......................................................... 20

2.1. Измерение параметров постоянных и  переменных 
напряжений..................................................................................... 20

2.2. Линейные цепи при гармонических и  негармонических 
воздействиях ................................................................................... 25

2.3. Последовательные RC- и RL-цепи .......................................... 32

2.4. Колебательные контуры .......................................................... 38

ПРИЛОЖЕНИЕ .................................................................................. 45

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ................................................ 47

ВВЕДЕНИЕ

Лабораторные работы по теории электрических цепей выполня-

ются после того, как необходимый материал рассмотрен на лекциях 
и практических занятиях. Выполнение каждой лабораторной работы 
осуществляется поэтапно:

- выполнение домашнего задания к лабораторной работе;
- допуск к работе в лаборатории;
- выполнение лабораторного задания;
- оформление отчета к лабораторной работе;
- защита лабораторной работы.
Для выполнения лабораторных работ студенты объединяются в 

бригады по 2 – 3 человека. Каждой бригаде присваивается опреде-
ленный номер, который соответствует номеру варианта домашнего 
задания и номеру лабораторного стола с находящемся на нем обору-
дованием. Обязанности каждого члена бригады должны быть разгра-
ничены (работа с приборами, запись и обработка экспериментальных 
данных, построение графиков), что позволяет экономить время вы-
полнения лабораторного задания. 

Лабораторное задание считается выполненным после согласова-

ния полученных результатов эксперимента с преподавателем. Окон-
чательная обработка экспериментальных данных и формулировка 
выводов может быть проведена в домашних условиях.

Самостоятельную подготовку к лабораторной работе лучше 

начать за 2 – 3 дня до занятия и проводить в следующем порядке.

1. Изучить материал, относящийся к теме лабораторной работы,

по конспекту лекций и по учебнику [1], а также просмотреть задачи, 
решенные на практическом занятии и приведенные в задачнике [2].

2. Изучить описание лабораторной работы, записать в отчет на-

звание работы, цель работы, исходные данные, нарисовать схему 
экспериментальной установки и исследуемых цепей.

3. Выполнить домашнее задание, содержание которого приведе-

но в описании к лабораторной работе.

4. Продумать методику эксперимента, ответив на следующие 

вопросы: а) какие цепи необходимо исследовать? б) что необходимо 
измерять? в) какие измерительные приборы необходимо использо-
вать? г) как подключать измерительные приборы к исследуемой це-
пи? д) как обрабатывать экспериментальные данные?

Для получения допуска к лабораторной работе студент должен:
1) представить индивидуальный письменный отчет, содержащий 

выполненное домашнее задание;

2) знать цель и содержание работы;
3) уметь описать методику эксперимента.
При выполнении лабораторных работ на кафедре теоретических 

основ радиотехники каждый студент обязан соблюдать правила тех-
ники безопасности: 

- запрещается начинать выполнение работы без разрешения пре-

подавателя;

- запрещается выполнять работы, не предусмотренные лабора-

торным заданием, а также бесцельно переключать ручки приборов;

- не разрешается загромождать рабочее место предметами, не-

нужными для выполнения лабораторной работы;

- следует подключать соединительные провода только одной ру-

кой, так как в этом случае уменьшается опасность поражения элек-
трическим током.

За невыполнение правил внутреннего распорядка и техники 

безопасности в учебной лаборатории виновные могут быть отстране-
ны от работ.

Каждый студент оформляет собственный отчет по лаборатор-

ной работе, который должен содержать:

- название работы, цель работы, исходные данные;
- результаты выполнения домашнего задания; 
- результаты экспериментальных исследований;
- выводы по работе.
Для рассчитываемых величин должны быть указаны название и 

размерность, на графиках должны быть приведены обозначения осей 
и указан масштаб. Выводы должны выражать в сжатой форме: зна-
ния, умения и навыки, приобретенные студентами при выполнении 
лабораторной работы; положения теории цепей, которые нашли под-
тверждения в ходе эксперимента; причины отклонений результатов 
эксперимента от расчетных данных. 

В процессе подготовки к защите работы следует еще раз обду-

мать цель, содержание и методику выполнения лабораторной рабо-
ты, ответить на контрольные вопросы, список которых приведен в 
конце описания каждой работы.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРАХ

1.1. Функциональный генератор SFG-2110

Генератор SFG-2110 является функциональным генератором, 

который может воспроизводить выходное напряжение различной 
формы – гармоническое, периодические последовательности прямо-
угольных и треугольных импульсов. 

Временные диаграммы напряжений, формируемых генератором

SFG-2110, приведены на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Временные диаграммы периодических напряжений:

а – гармоническое колебание; б – последовательность прямоугольных им-

пульсов; в – последовательность треугольных импульсов

Периодические колебания, приведенные на рис. 1.1, характери-

зуются следующими параметрами: 
p
U
– размах (разность между 

наибольшим и наименьшим мгновенными значениями колебания); 

T – период (наименьший интервал времени, через который значение 
колебания повторяется). Величина, обратная периоду, называется 
частотой: 
T
f
/
1

.

В случае гармонического колебания вместо значения 
р
U
чаще 

используются следующие параметры: 
2
/
p
U
U m 
– амплитуда

(наибольшее мгновенное значение гармонического колебания) или

m
m
U
U
U
707
,0
2
/


– действующее (среднеквадратическое) зна-

чение.

Для периодической последовательности прямоугольных им-

пульсов с помощью генератора SFG-2110 можно регулировать дли-
тельность импульсов τи путем изменения коэффициента заполнения

T
d
/
и


(значение d часто выражается в процентах). Следует отме-

тить, что величина, обратная коэффициенту заполнения 
и
/
T
q 
,

называется скважностью импульсной последовательности.

Основные технические характеристики генератора SFG-2110:

- диапазон частот выходного напряжения: 0,1 Гц – 10 МГц;
- предел допускаемой абсолютной погрешности установки час-

тоты:
0001
,0
10
2
5




 f
f
Гц;

- внутреннее сопротивление: 50 Ом;
- максимальное значение выходного напряжения: 10 В (при со-

противлении нагрузки 50 Ом);

- диапазон плавной регулировки коэффициента заполнения пря-

моугольных импульсов 0,2 – 0,8 (20 – 80 %).

На рис. 1.2 приведена передняя панель генератора SFG-2110.

Рис. 1.2. Вид передней панели генератора SFG-2110

На рис. 1.2 обозначены следующие органы управления и индика-

ции генератора.

1. Кнопка включения и выключения питания (POWER).
2. Дисплей – отображает значение частоты на основном выходе 

генератора и содержит следующие индикаторы: индикатор формы 
выходного сигнала, индикатор размерности величин, отображаемых 
на дисплее, индикатор выбора вспомогательных функций (SHIFT), 
индикаторы включения вспомогательных функций (DUTY, -20 dB,
TTL/CMOS, GATE, OVER, EXT, COUNT, AM, FM, SWEEP).

3. Клавиша выбора формы выходного напряжения генератора 

(WAVE).

4. Клавиши ввода цифровых значений (частоты или коэффици-

ента заполнения импульсов). Если нажата клавиша SHIFT, то данные 
клавиши позволяют включать вспомогательные функции, обозна-
ченные синим цветом, например, для ввода коэффициента заполне-
ния
импульсов необходимо нажать последовательно клавиши

SHIFT и DUTY.

5. Клавиши выбора единиц измерения частоты (МГц, кГц, Гц) 

или коэффициента заполнения импульсов (%). Для установки значе-
ния частоты или коэффициента заполнения импульсов необходимо 
нажать на клавишу требуемых единиц измерения.

6. Клавиши для выбора числового разряда устанавливаемой ве-

личины и ручка для изменения значения в данном разряде.

7. Разъем основного выхода генератора (OUTPUT) с внутрен-

ним сопротивлением Ri = 50 Ом.

8. Дополнительные разъемы: выход генератора напряжения ти-

па ТТЛ/КМОП (TTL/CMOS OUTPUT) и вход встроенного частото-
мера (COUNTER INPUT).

9. Ручка контроля амплитуды (размаха) колебаний на выходе 

генератора (AMPL).

10. Ручки контроля вспомогательных функций: контроль посто-

янной составляющей (среднего значения) выходного напряжения 
(OFFSET);
контроль 
уровня 
напряжения 
типа 
ТТЛ/КМОП 

(TTL/CMOS); контроль времени качания частоты (SWEEP TIME); 
настройка полосы качания частоты (SWEEP SPAN); выбор режима и 
глубины модуляции (АМ/FM).

1.2. Вольтметры В7-38 и В7-77

Вольтметры В7-38 и В7-77 – являются универсальными цифро-

выми вольтметрами и предназначены для измерения уровня посто-
янного напряжения и действующего значения гармонического на-
пряжения. Кроме того, эти вольтметры позволяют измерять сопро-
тивление постоянному току, уровень постоянного тока и действую-
щее значение гармонического тока.

Внешний вид передних панелей вольтметров показан на рис. 1.3.

а

б

Рис. 1.3. Вид передних панелей вольтметров В7-38 (а) и В7-77 (б)

На передней панели каждого вольтметра расположены входные 

измерительные гнезда, цифровой индикатор и переключатель рода 
работ (кнопочный для В7-38 и барабанный для В7-77). Выключатели
питания вольтметров расположены на задней панели. 

В лабораторных работах по теории цепей вольтметры будут ис-

пользоваться в следующих режимах:

1) измерение уровня постоянного напряжения U_ (переключа-

тель рода работ устанавливается в положение V
);

2) измерение действующего значения гармонического напряже-

ния U (переключатель рода работ устанавливается в положение V~).

Основные технические характеристики вольтметров В7-38 и 

В7-77 приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Основные технические характеристики вольтметров

Вольтметр
В7-38
В7-77

Измерение уровня постоянного напряжения (V
)

Диапазон измеряемых 

величин 
*
U
± 10 мкВ … ±1000 В
± 40 мкВ … ±1000 В

Значения пределов

измерений 
k
U
0,2;  2;  20;  200; 1000 В
0,2; 2; 20; 200; 1000 В

Основная относитель-

ная погрешность
*
_
02
,0
07
,0

U

Uk

U




%
*
_
02
,0
07
,0

U

Uk

U




%

Входное сопротивле-
ние вольтметра 
_
U
вх
R
(10  0,5) МОм
(10  0,5) МОм

Измерение действующего значения гармонического напряжения (V~)

Диапазон измеряемых 

величин 
*
U
10 мкВ … 300 В
1 мВ … 750 В

Значения пределов 

измерений 
k
U
0,2; 2; 20; 200; 300 В
0,2; 2; 20; 200; 750 В

Диапазон частот ис-
следуемого напряже-
ния и основная отно-
сительная погреш-

ность при 
20

k
U
В*

1) 30 Гц ≤ fр ≤ 40 Гц

*
~
1,0
5,1

U

Uk

U




%

1) 20 Гц ≤ fр ≤ 10 кГц

*
~
1,0
5,0

U

Uk

U



%

2) 40 Гц ≤ fр ≤ 60 Гц

*
~
05
,0
4,0

U

Uk

U




%

2) 10 кГц ≤ fр ≤ 20 кГц

*
~
5,0
5,0

U

Uk

U




%

3) 60 Гц ≤ fр ≤ 10 кГц

*
~
05
,0
2,0

U

Uk

U




%

3) 20 кГц ≤ fр ≤ 50 кГц

*
~
5,0
1

U

Uk

U




%

4) 10 кГц ≤ fр ≤ 100 кГц

*
~
1,0
2,0

U

Uk

U




%

4) 50 кГц ≤ fр ≤ 100 кГц

*
~
2

U

Uk

U



%

Входное сопротивле-
ние вольтметра 
~
U
вх
R
(1  0,05) МОм
(1  0,1) МОм

Входная емкость
вольтметра 
вх
С
не более 100 пФ
не более 100 пФ

* Исследование напряжений, для которых
20
* 
U
В, в данном лаборатор-

ном практикуме не проводится