電工和電子技術(shù)(A)1實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)一電位、電壓的測定及基爾霍夫定律1.1電位、電壓的測定及電路電位圖的繪制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.驗(yàn)證電路中電位的相對性、電壓的絕對性2. 掌握電路電位圖的繪制方法二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源030V雙路2萬用表1自備3直流數(shù)字電壓表0200V14電位、電壓測定實(shí)驗(yàn)電路板1DVCC-03三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用DVCC-03實(shí)驗(yàn)掛箱上的“基爾霍夫定律/疊加原理”實(shí)驗(yàn)電路板，按圖1-1接線。圖1-11. 分別將兩路直流穩(wěn)壓電源接入電路，令 U16V，U212V。（先調(diào)準(zhǔn)輸出電壓值，再接入實(shí)驗(yàn)線路中。）2. 以圖1-1中的A點(diǎn)作為電位的參考點(diǎn)，分別測量B、C、D、E、F各點(diǎn)的電位值及

2、相鄰兩點(diǎn)之間的電壓值UAB、UBC、UCD、UDE、UEF及UFA，數(shù)據(jù)列于表中。3. 以D點(diǎn)作為參考點(diǎn)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2的測量，測得數(shù)據(jù)列于表中。電 位參考點(diǎn)與UABCDEFUABUBCUCDUDEUEFUFAA計(jì)算值測量值相對誤差D計(jì)算值測量值相對誤差四、思考題若以F點(diǎn)為參考電位點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)測得各點(diǎn)的電位值；現(xiàn)令E點(diǎn)作為參考電位點(diǎn)，試問此時(shí)各點(diǎn)的電位值應(yīng)有何變化？答：五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制兩個(gè)電位圖形，并對照觀察各對應(yīng)兩點(diǎn)間的電壓情況。兩個(gè)電位圖的參考點(diǎn)不同，但各點(diǎn)的相對順序應(yīng)一致，以便對照。答：2. 完成數(shù)據(jù)表格中的計(jì)算，對誤差作必要的分析。答：3. 總結(jié)電位相對性和電壓絕對性的結(jié)論

3、。答：1.2基爾霍夫定律的驗(yàn)證一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 驗(yàn)證基爾霍夫定律的正確性，加深對基爾霍夫定律的理解。2. 學(xué)會(huì)用電流插頭、插座測量各支路電流。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)線路與圖1-1相同，用DVCC-03掛箱的“基爾霍夫定律/疊加原理”電路板。1. 實(shí)驗(yàn)前先任意設(shè)定三條支路電流正方向。如圖1-1中的I1、I2、I3的方向已設(shè)定。閉合回路的正方向可任意設(shè)定。2. 分別將兩路直流穩(wěn)壓源接入電路，令U16V，U212V。3. 熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu)，將電流插頭的兩端接至數(shù)字電流表的“、”兩端。4. 將電流插頭分別插入三條支路的三個(gè)電流插座中，讀出并記錄電流值。5. 用直流數(shù)字電壓表分別測量兩路電源及電阻元件上的電

4、壓值，記錄之。被測量I1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)UFA(V)UAB(V)UAD(V)UCD(V)UDE(V)計(jì)算值測量值相對誤差三、預(yù)習(xí)思考題1. 根據(jù)圖1-1的電路參數(shù)，計(jì)算出待測的電流I1、I2、I3和各電阻上的電壓值，記入表中，以便實(shí)驗(yàn)測量時(shí)，可正確地選定電流表和電壓表的量程。答：2. 實(shí)驗(yàn)中，若用指針式萬用表直流毫安檔測各支路電流，在什么情況下可能出現(xiàn)指針反偏，應(yīng)如何處理？在記錄數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)注意什么？若用直流數(shù)字電流表進(jìn)行測量時(shí)，則會(huì)有什么顯示呢？答：四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選定節(jié)點(diǎn)A，驗(yàn)證KCL的正確性。答：2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選定實(shí)驗(yàn)電路中的任一個(gè)閉

5、合回路，驗(yàn)證KVL的正確性。答：3. 將各支路電流和閉合回路的方向重新設(shè)定，重復(fù)1、2兩項(xiàng)驗(yàn)證。答：4. 誤差原因分析。答：實(shí)驗(yàn)二疊加原理的驗(yàn)證一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證線性電路疊加原理的正確性，加深對線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識和理解。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備 注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源030V 雙路2直流數(shù)字電壓表0200V13直流數(shù)字電流表02000mV14迭加原理實(shí)驗(yàn)電路板1DVCC-03三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)線路如圖2-1所示，用DVCC-03掛箱的“基爾夫定律/疊加原理”電路板。圖 2-11. 將兩路穩(wěn)壓源的輸出分別調(diào)節(jié)為12V和6V，接入U(xiǎn)1和U2處。開關(guān)K3投向R5側(cè)。2. 令U1電

6、源單獨(dú)作用（將開關(guān)K1投向U1側(cè)，開關(guān)K2投向短路側(cè)）。用直流數(shù)字電壓表和直流數(shù)字電流表（接電流插頭）測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，記錄之。測量項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容U1 (V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U1單獨(dú)作用U2單獨(dú)作用U1、U2共同作用2U2單獨(dú)作用3. 令U2電源單獨(dú)作用（將開關(guān)K1投向短路側(cè)，開關(guān)K2投向U2側(cè)），重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2的測量，記錄之。4. 令U1和U2共同作用（開關(guān)K1和K2分別投向U1和U2側(cè)）， 重復(fù)上述的測量，并記錄之。5. 將U2的數(shù)值調(diào)至12V，重復(fù)上述第3項(xiàng)的測量，記錄之。6. 將

7、R5（330）換成二極管 1N4007（即將開關(guān)K3投向二極管IN4007側(cè)），重復(fù)15的測量過程，記錄之。7. 任意按下某個(gè)故障設(shè)置按鍵，重復(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4的測量和記錄，再根據(jù)測量結(jié)果判斷出故障的性質(zhì)。測量項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U1單獨(dú)作用U2單獨(dú)作用U1、U2共同作用2U2單獨(dú)作用四、預(yù)習(xí)思考題1. 在疊加原理實(shí)驗(yàn)中，要令U1、U2分別單獨(dú)作用，應(yīng)如何操作？可否直接將不作用的電源（U1或U2）短接置零？答：2. 實(shí)驗(yàn)電路中，若有一個(gè)電阻器改為二極管， 試問疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎？

8、為什么？答：五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證線性電路的疊加性與齊次性。答：2. 各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出？ 試用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算并作結(jié)論。答：3. 對實(shí)驗(yàn)步驟6進(jìn)行分析，你能得出什么樣的結(jié)論？答：實(shí)驗(yàn)三正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓、電流相量之間的關(guān)系。2. 掌握日光燈線路的接線。3. 理解改善電路功率因數(shù)的意義并掌握其方法。二、原理說明 1. 在單相正弦交流電路中，用交流電流表測得 圖3-1各支路的電流值， 用交流電壓表測得回路各元件兩端的電壓值，它們之間的關(guān)系滿足相量形式的基爾霍夫定律，即 0和0 。2. 圖3-1所示的RC串聯(lián)

9、電路，在正弦穩(wěn)態(tài)信號的激勵(lì)下，與保持有90º的相位差，即當(dāng) R阻值改變時(shí)，R的相量軌跡是一個(gè)半園。 圖3-2、與三者形成一個(gè)直角形的電壓三角形，如圖3-2所示。R值改變時(shí)，可改變角的大小，從而達(dá)到移相的目的。3. 日光燈線路如圖3-3所示，圖中 A 是日光燈管，L 是鎮(zhèn)流器， S是啟輝器， C 是補(bǔ)償電容器，用以改善電路的功率因數(shù) 圖3-3（cos值）。有關(guān)日光燈的工作原理請自行翻閱有關(guān)資料。 序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)三相交流電源0450V12交流數(shù)字電壓表0500V13交流數(shù)字電流表5A14鎮(zhèn)流器、啟輝器與30W燈管配用各1DVCC-045日光燈燈管30W1屏內(nèi)6電容器1F

10、,2.2F,4.7F/500V各1DVCC-057白熾燈220V，15W13DVCC-048電流插座3DVCC-04三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 按圖3-1 接線。R為220V、15W的白熾燈泡，電容器為4.7F/450V。 經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，接通實(shí)驗(yàn)臺電源， 將自耦調(diào)壓器輸出( 即U)調(diào)至220V。記錄U、UR、UC值，驗(yàn)證電壓三角形關(guān)系。測 量 值計(jì) 算 值U（V）UR（V）UC（V）U（V）j 2. 日光燈線路接線與測量。 圖3-4按圖3-4接線。經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后接通實(shí)驗(yàn)臺電源，調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的輸出，使其輸出電壓緩慢增大，直到日光燈剛啟輝點(diǎn)亮為止，記下三表的指示值。然后將電壓調(diào)至220

11、V，測量功率P， 電流I， 電壓U，UL，UA等值，驗(yàn)證電壓、電流相量關(guān)系。P(W)CosI(A)U(V)UL(V)UA(V)啟輝值正常工作值3 并聯(lián)電路電路功率因數(shù)的改善。按圖3-5組成實(shí)驗(yàn)線路。經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，接通實(shí)驗(yàn)臺電源，將自耦調(diào)壓器的輸出調(diào)至220V，記錄功率表、電壓表讀數(shù)。通過一只電流表和三個(gè)電流插座分別測得三條支路的電流，改變電容值，進(jìn)行三次重復(fù)測量并記錄。圖3-5電容值測 量 數(shù) 值計(jì) 算 值(F)P(W)COSU(V)I（A）IL(A)IC(A)I(A)Cos 012.24.74.7+2.2 五、預(yù)習(xí)思考題1. 參閱課外資料，了解日光燈的啟輝原理。2. 在日常生活中，當(dāng)日光

12、燈上缺少了啟輝器時(shí)， 人們常用一根導(dǎo)線將啟輝器的兩端短接一下，然后迅速斷開，使日光燈點(diǎn)亮（DVCC-04實(shí)驗(yàn)掛箱上有短接按鈕，可用它代替啟輝器做試驗(yàn)。）；或用一只啟輝器去點(diǎn)亮多只同類型的日光燈，這是為什么？ 答：3. 為了改善電路的功率因數(shù)，常在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器， 此時(shí)增加了一條電流支路，試問電路的總電流是增大還是減小，此時(shí)感性元件上的電流和功率是否改變？答：4. 提高線路功率因數(shù)為什么只采用并聯(lián)電容器法， 而不用串聯(lián)法？所并的電容器是否越大越好？答：六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 完成數(shù)據(jù)表格中的計(jì)算，進(jìn)行必要的誤差分析。答：2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別繪出電壓、電流相量圖， 驗(yàn)證相量形式的基爾霍夫定律。

13、答：3. 討論改善電路功率因數(shù)的意義和方法。答：4. 裝接日光燈線路的心得體會(huì)及其他。答：實(shí)驗(yàn)四三相交流電路電壓、電流的測量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握三相負(fù)載作星形聯(lián)接、三角形聯(lián)接的方法， 驗(yàn)證這兩種接法下線、相電壓及線、相電流之間的關(guān)系。2. 充分理解三相四線供電系統(tǒng)中中線的作用。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)三相交流電源0450V12交流數(shù)字電壓表0500V13交流數(shù)字電流表05A14三相燈組負(fù)載220V，15W白熾燈9DVCC-045電流插座3DVCC-04三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 三相負(fù)載星形聯(lián)接（三相四線制供電）按圖4-1線路組接實(shí)驗(yàn)電路。即三相燈組負(fù)載經(jīng)三相自耦調(diào)壓器接通三相對

14、稱電源。將三相調(diào)壓器的旋柄置于輸出為0V的位置（即逆時(shí)針旋到底）。經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可開啟實(shí)驗(yàn)臺三相電源開關(guān)，然后調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出，使輸出的三相線電壓為220V，并按數(shù)據(jù)表格要求的內(nèi)容完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，將所測得的數(shù)據(jù)記入表中，并觀察各相燈組亮暗的變化程度，特別要注意觀察中線的作用。 圖4-1測量數(shù)據(jù)負(fù)載情況開燈盞數(shù)線電流（A）線電壓（V）相電壓（V）中線電流I0(A)中點(diǎn)電壓UN0(V)A相B相C相IAIBICUABUBCUCAUA0UB0UC0Y0接對稱負(fù)載333Y接對稱負(fù)載333Y0接不對稱負(fù)載123Y接不對稱負(fù)載123Y0接B相斷開1斷3Y接B相斷開1斷3Y接B相短路1短32. 負(fù)載三角形聯(lián)接（三相三線制供電）按圖4-2改接線路，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查合格后接通三相電源，并調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使其輸出線電壓為220V，并按數(shù)據(jù)表格要求進(jìn)行測試。 圖4-2 測量 數(shù)據(jù) 負(fù)載情況開 燈 盞 數(shù)線電壓=相電壓（V）線電流（A）相電流（A）A-B相B-C相C-A相UABUBCUCAIAIBICIABIBCICA三相對稱333三相不對稱123四、預(yù)習(xí)思考題1. 三相負(fù)載根據(jù)什么條件作星形或三角形連接？答：2. 復(fù)習(xí)三相交流電路有關(guān)內(nèi)容， 試分析三相星形聯(lián)接不對稱負(fù)載在無中線情況下，當(dāng)某相負(fù)載開路或