電路原理實驗思考題答案

1、實驗一電阻元件伏安特性的測繪1、 設(shè)某器件伏安特性曲線的函數(shù)式為I=f (U)，試問在逐點繪制曲線時，其 坐標變量應(yīng)如何放置？在平面內(nèi)繪制xOy直角坐標系，以x軸為電壓U，y軸為電流I，觀察I和U的 測量數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)類型合理地繪制伏安特性曲線。2、 穩(wěn)壓二極管與普通二極管有何區(qū)別，其用途如何？普通二極管的主要特性是單向?qū)щ娦裕簿褪窃谡螂妷旱淖饔孟?，?dǎo)電電阻 很小；而在反向電壓作用下導(dǎo)電電阻極大或無窮大 。正因為二極管具有上述特 性，電路中常把它用在整流。穩(wěn)壓二極管的特點就是加反向電壓擊穿后，其兩 端的電壓基本保持不變。穩(wěn)壓二極管用來穩(wěn)壓或在串聯(lián)電路中作基準電壓。普通二極管和穩(wěn)壓二極管都是

2、PN半導(dǎo)體器件，所不同的是普通二極管用的是單向 導(dǎo)電性，穩(wěn)壓二極管是利用了其反向特性，在電路中反向聯(lián)接。實驗二網(wǎng)絡(luò)的等效變換于電源的等效變換1、 通常直流穩(wěn)壓電源的輸出端不允許短路，直流恒流源的輸出端不允許開路， 為什么？2p = U-如果電壓源短路，會把電源給燒壞，相當(dāng)于負載無限小，功率 R為無窮2大。如果電流源開路，相當(dāng)于負載無窮大，那么功率P= I R為無窮大，也會燒壞電流源。2、電壓源與電流源的外特性為什么呈下降趨勢 ，穩(wěn)壓源和恒流源的輸出在任何 負載下是否保持恒值？因為電壓源有一定內(nèi)阻，隨著負載的增大，內(nèi)阻的壓降也增大，因此外特性呈下降趨勢。電流源實際也有一個內(nèi)阻，是與理想恒流源并聯(lián)

3、的，當(dāng)電壓增加時，同樣由于內(nèi)阻的存在，輸出的電流就會減少，因此，電流源的外特 性也呈下降的趨勢。 不是。當(dāng)負載大于穩(wěn)壓源對電壓穩(wěn)定能力時，就不 能再保持電壓穩(wěn)定了，若負載進一步增加，最終穩(wěn)壓源將燒壞。實際的恒流源的控制能力一般都有一定的范圍，在這個范圍內(nèi)恒流源的恒流性能較 好，可以基本保持恒流，但超出恒流源的恒流范圍后，它同樣不具有恒流能 力了，進一步增加輸出的功率，恒流源也將損壞。實驗三 疊加原理實驗1、在疊加原理實驗中，要令U1、U2分別單獨作用，應(yīng)如何操作？可否直接 將不作用的電源（Ui或U2）置零連接？在疊加原理實驗中，要令u1單獨作用，則將開關(guān)k1投向Ui側(cè)，開關(guān)K2投 向短路側(cè)；要

4、令u2單獨作用，則將開關(guān)k1投向短路側(cè)，開關(guān)k2投向U2 側(cè)。不能直接將不作用的電源置零連接，因為實際電源有一定的內(nèi)阻，如這樣 做，電源內(nèi)阻會分去一部分電壓，從而造成實驗數(shù)據(jù)不準確，導(dǎo)致實驗誤差。2、實驗電路中，若有一個電阻器改為二極管，試問疊加原理的疊加性與齊次性 還成立嗎？為什么？成立。當(dāng)電流沿著二極管的正向流過二極管時，疊加原理的疊加性與齊次性都 成立，但當(dāng)反向流過二極管時，會由于二級管的單向?qū)щ娦远沟脽o法驗證疊 加原理的正確性，但這只是由于二極管的性質(zhì)造成的。實驗四戴維南定理和諾頓定理的驗證線性有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測定1、在求戴維南或諾頓等效電路時，做短路試驗，測1 SC的條件是什

5、么？在本實驗中可否直接做負載短路實驗？測I sc的條件是：插入毫安表，端接A、B端。在本實驗中可直接做負載短路實 驗，測出開路電壓U與短路電流I，等效電阻R = U 。I2、說明測有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法，并比較其優(yōu)缺點。（1）測開路電壓：零示法，優(yōu)點：可以消除電壓表內(nèi)阻的影響；缺點：操作 上有難度，尤其是精確度的把握。直接用電壓表測量，優(yōu)點：方便簡單，一 目了然；缺點：會造成較大的誤差。（2）測等效內(nèi)阻：直接用歐姆表測量， 優(yōu)點：方便簡單，一目了然；缺點：會造成較大的誤差。開路電壓、短路電 流法，優(yōu)點：測量方法簡單，容易操作；缺點：當(dāng)二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很小時，容 易損壞其內(nèi)部元件

6、，因此不宜選用。伏安法，優(yōu)點：利用伏安特性曲線可以 直觀地看出其電壓與電流的關(guān)系；缺點：需作圖，比較繁瑣。半電壓法，優(yōu) 點：方法比較簡單；缺點：難于把握精確度。實驗五典型電信號的觀察與測量1、 示波器面板上t/div ”和V/div ”的含義是什么？t“div ”指的是掃描速率，順時針旋轉(zhuǎn)該旋鈕，波形在X方向變大。V/div ”指的 是電壓靈敏度，順時針旋轉(zhuǎn)該旋鈕，波形在丫方向變大。2、 觀察本機 標準信號”時，要在熒光屏上得到兩個周期的穩(wěn)定波形，而幅度要 求為3格，試問丫軸電壓靈敏度應(yīng)置于哪一檔位置？ t'/div ”又應(yīng)置于哪一檔位 置？標準信號”為 0.6V，1KHz。則峰峰值

7、Upp=0.6V,Upp/3=0.2V=200Mv，則 丫軸電壓靈敏度應(yīng)置于1:200mV的位置。因要在熒光屏上得到兩個周期的穩(wěn)定波形，所以2T=2 Xl/f= 2ms，假設(shè)兩個周期共占據(jù) 4格，則2ms/4=0.5ms=500 pS，即t“div ”應(yīng)置于500 Q的位置。實驗六一階動態(tài)電路的研究1、什么樣的電信號可作為 RC一階電路零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的 激勵源？階躍信號可作為RC一階電路零輸入響應(yīng)激勵源；脈沖信號可作為RC一階電路 零狀態(tài)響應(yīng)激勵源；正弦信號可作為RC一階電路完全響應(yīng)的激勵源，2、已知RC 一階電路R=10K Q, C=0.1療，試計算時間常數(shù)t,并根據(jù)T值的

8、物I 、十一，、亠+I'1理意義，擬定測量T勺方案。R3UsCE = RC=1O=<io 匯0.1匯10 =1漢10 (s)=1ms。測量T勺方案：如右圖所示電路，測出電阻R的值與電容C的值，再由公式t=RC計算出時間常數(shù)t。3、何謂積分電路和微分電路，他們必須具備什么條件？它們在方波序列脈沖的 激勵下，其輸出信號波形的變化規(guī)律如何？這兩種電路有何功用？積分電路：輸出電壓與輸入電壓的時間積分成正比的電路 ；應(yīng)具備的條件： UclUsdt。微分電路：輸出電壓與輸入電壓的變化率成正比的電路 ;應(yīng) 具備的條件：Ur吧RC Us。在方波序列脈沖的激勵下，積分電路的輸出信號Rdt波形在一定

9、條件下成為三角波；而微分電路的輸出信號波形為尖脈沖波。功 用：積分電路可把矩形波轉(zhuǎn)換成三角波；微分電路可把矩形波轉(zhuǎn)換成尖脈沖 波。實驗七用三表法測量電路等效參數(shù)在50Hz的交流電路中，測得一只鐵心線圈的P、I和U，如何算得它的阻值及 電感量？若測得一只鐵心線圈的P、I和U,則聯(lián)立以下公式：阻抗的模Z=-,電路的Ipp功率因數(shù)cos® =，等效電阻R =|Z|cos®，等效電抗X =|Z| sin®，UIIX二Xl=2二fL可計算出阻值R和電感量L。實驗八正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究1、在日常生活中，當(dāng)日光燈上缺少了啟輝器時，人們常用一根導(dǎo)線將啟輝器的 兩端短接一下，

10、然后迅速斷開，使日光燈點亮；或用一只啟輝器去點亮多只同 類型的日光燈，這是為什么？當(dāng)開關(guān)接通的時候，電源電壓立即通過鎮(zhèn)流器和燈管燈絲加到啟輝器的兩極。220伏的電壓立即使啟輝器的惰性氣體電離，產(chǎn)生輝光放電。輝光放電的熱量 使雙金屬片受熱膨脹，兩極接觸。電流通過鎮(zhèn)流器、啟輝器觸極和兩端燈絲構(gòu) 成通路。燈絲很快被電流加熱，發(fā)射出大量電子。這時，由于啟輝器兩極閉 合，兩極間電壓為零，輝光放電消失，管內(nèi)溫度降低；雙金屬片自動復(fù)位，兩 極斷開。在兩極斷開的瞬間，電路電流突然切斷，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很大的自感電動 勢，與電源電壓疊加后作用于管兩端。燈絲受熱時發(fā)射出來的大量電子，在燈 管兩端高電壓作用下，以極大的速

11、度由低電勢端向高電勢端運動。在加速運動 的過程中，碰撞管內(nèi)氬氣分子，使之迅速電離。氬氣電離生熱，熱量使水銀產(chǎn) 生蒸氣，隨之水銀蒸氣也被電離，并發(fā)出強烈的紫外線。在紫外線的激發(fā)下， 管壁內(nèi)的熒光粉發(fā)出近乎白色的可見光。2、為了改變電路的功率因數(shù)常在感性負載上并聯(lián)電容器此時增加了一條電流支 路問電路的總電流增大還是減小，此時感性原件上的電流和功率是否改變？ 總電流減?。淮藭r感性原件上的電流和功率不變。3、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？采用并聯(lián)電容補償，是由線路與負載的連接方式?jīng)Q定的：在低壓線路上（1KV 以下），因為用電設(shè)備大多數(shù)是電機類的，

12、都是感性負載，又是并聯(lián)在線路 上,線路需要補償?shù)氖歉行詿o功，所以要用電容器并聯(lián)補償。串聯(lián)無法補償。電容器是無功元件，如果補償過頭，造成過補償，線路中的容性無功功率過大，線路的功率因數(shù)一樣會降低。所以補償要恰到好處（適量），不是越大越 好。1.參閱課外資料，了解日光燈的啟輝原理。工作原理是：當(dāng)開關(guān)接通的時候，電源電壓立即通過鎮(zhèn)流器和 燈管燈絲加到啟輝器的兩極。220伏的電壓立即使啟輝器的惰 性氣體電離，產(chǎn)生輝光放電。輝光放電的熱量使雙金屬片受熱 膨脹，兩極接觸。電流通過鎮(zhèn)流器、啟輝器觸極和兩端燈絲構(gòu) 成通路。燈絲很快被電流加熱，發(fā)射出大量電子。這時，由于 啟輝器兩極閉合，兩極間電壓為零，輝光放電

13、消失，管內(nèi)溫度 降低；雙金屬片自動復(fù)位，兩極斷開。在兩極斷開的瞬間，電 路電流突然切斷，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很大的自感電動勢，與電源電壓 疊加后作用于管兩端。燈絲受熱時發(fā)射出來的大量電子，在燈 管兩端高電壓作用下，以極大的速度由低電勢端向高電勢端運 動。在加速運動的過程中，碰撞管內(nèi)氬氣分子，使之迅速電 離。氬氣電離生熱，熱量使水銀產(chǎn)生蒸氣，隨之水銀蒸氣也被 電離，并發(fā)出強烈的紫外線。在紫外線的激發(fā)下，管壁內(nèi)的熒 光粉發(fā)出近乎白色的可見光。3. 為了改善電路的功率因數(shù)，常在感性負載上并聯(lián)電容器，此時增加了一條電 流支路，試冋電路的總電流是增大還是減小，此時感性兀上的電流和功率是否 改變？感性元件上的電流和

14、功率不變，因為對感性負荷并聯(lián)電容器的目的就是減少原來供電回路上的工作電流，從而達到減少線損、減少對變壓器功率的占用、提高工作電壓的目的。并聯(lián)上電容器后，有一部分 電流在感性負荷與電容器之間來回流動，所以感性負荷上的電流沒有任何減 小，它的功率也不受任何影響。電路的總電流有變化，在欠補償條件下是使電 流減小的，在嚴重過補償時電流是增加的。負載的功率不會變化，只是總的輸 入電流會降低。提高了電路的功率因數(shù)，用得比不并電容更少的電能。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?并聯(lián)的電容器是否越大越好？在并聯(lián)電容之前，電感單獨于電源進行能量交換，它所消耗的無功功率全部由 電源供給。并聯(lián)電容后，電感與電容也進行著能量交換，或者說電容 產(chǎn)生”的 無功功率部分的補償了電感所消耗”的無功功率。從而減少了電源提供的無功功率，這樣就提高了功率因數(shù)。而串聯(lián)電容會改變?nèi)展鉄舻墓ぷ麟妷嚎赡苁谷?光燈無法點亮電容器也是無功元件，如果補償過頭，造成過補償，線路中的容性無功功率過大，線路的功率因數(shù)一樣會降低。所以補償要恰到好處（適 量），不越大越好實驗九三相交流電路的研究1、 試分析三相星形聯(lián)接不對稱負載在無中線的情況下，當(dāng)某相負載開路或短路時會出現(xiàn)什么情況？