前言

   在本章节中将运用立体声光实验室进行实验演练，由于立体声光实验室主要面对的是初学者，所以在本章中的理论会少一点，而在第八章中将会加大理论的份量，务求做到理论与实际相结合。

5.1 基本电学实验

   Edison提供的元器件和仪器足够我们应付简单基本的电学实验，在本节我们将介绍如何用Edison做基本的电学实验。

5.1.1 欧姆定律实验

   欧姆定律在电学里是最简单，最基本的重要的定理，它是以德国物理学家George Simon Ohm的名字命名的。欧姆定律是通过电阻的电流跟电阻两端的电压成正比，跟电阻值成反比。I表示通过电阻的电流，U表示电阻两端的电压，R表示电阻值，则欧姆定律的公式可以写成：

或

   下面我们来验证一下，实验做法：在元器件模型库里取出可调电源,一个电阻,一个安培表放在工作台上，把它们串联起来。如图5.1.1所示。

图5.1.1 欧姆定律实验电路

   当电源电压为5V,电阻为1KΩ的时候，回路的电流就是安培表所显示的5mA。 用欧姆公式来验证：

   实验结果与理论值一致。 现在保持电阻值1kΩ不变，改变电源电压，测出电流值(理想状态)并填入下表：

电压值	0V	3V	5V	8V	9V	11V	12V
电流值	0mA	3mA	5mA	8mA	9mA	11mA	12mA

5.1.2 灯泡实验

   电流流过电阻所做的功与完成这些功的时间的比值叫做功率，用P表示，公式为：

或    
      

   灯泡在我们日常生活中经常用到，它的原理就是把电能转化为光能，设灯泡的电阻为R，外加电压为U，则灯泡的电功率P为：

   灯泡的每一个参数都有其上限值，超过其上限值，灯泡就会烧毁。本次实验使用的灯泡的额定功率为3W，额定电压为5.6V。实验电路图如图5.1.3所示。

图5.1.3 灯泡实验电路图

   开始实验时，先把电源电压调到灯泡电压的上限值5.6V，让灯泡达到最亮的亮度。这时安培表上显示的回路电流为535.7mA。 所以灯泡的功率P:

   实验表明：实验结果与理论值一致。 当电源电压等于或低于5.6V而高于0V时，灯泡的亮度会随着电压的变化而变化。电压高，亮度高；电压低，亮度低。
   当电源电压超过5.6V时，灯泡烧毁，电路呈开路状态，如图5.1.4所示。这时把开关打开，再按菜单中的修复，鼠标立即变成一个螺丝刀，然后移动鼠标指向烧毁灯泡，按左键即可修复如图5.1.5、图5.1.6所示：

图5.1.4 灯泡烧毁

图5.1.5 修复

图5.1.6 修复灯泡

5.1.3 分压实验
    当若干个电阻串联在一起的时候，当它们的阻值不相等，则每个电阻上分配到的电压有也就不相同。 在串联电路中，我们常常会用到分压公式去计算电阻电压。设外加电压为U，电阻R1的电压为U1，电阻R2的电压为U2，电阻R1和R2的电阻值都为100Ω，则U1和U2可表示为：

        

   下面就以两个电阻串联为例，介绍分压实验。实验电路图如图5.1.7所示。

                    

图5.1.7 分压实验电路图

   当电源电压为4.5V时，伏特表测得100Ω电阻分配到的电压V1为2.25V。当然，我们也可用鼠标右击伏特表，在快捷菜单中的公式，打开方程编辑器，观察Edison的计算过程和结果。如图5.1.8所示。

图5.1.8 方程编辑器

    我们用分压定理公式去计算得：

   实验结果与理论值一致。

5.1.4 分流实验

   当若干个电阻并联在一起的时候，若各电阻的电阻值不相等，则每个电阻上分配到的电流也不相同，在这一节，我们将演练如何用分流公式计算电流。 在并联电路中，我们常常用分流公式去计算每条支路流过的电流。
   电阻R1的电阻值为20Ω，电阻R2的电阻值为10Ω，电路总电流为I，电阻R1的电流为I1，电阻R2的电流为I2，则I1和I2可表示为：

    

    在声光实验室里编辑分流电路图，如图5.1.9所示。

                      

图5.1.9 分流实验电路图

   当电源电压为6V时，安培表测得电路总的电流I为900mA，IR1的电流为300mA，IR2的电流为600mA。 当然，我们也可用鼠标右击安培表，选择公式，打开方程编辑器，观察Edison的计算过程和结果，如图5.1.10所示。

图5.1.10 方程编辑器

   当电源电压为6V时，我们用分压定理公式去计算得电阻 、流过的电流为：

   实验结果与理论值一致。