電路實驗(物理使用)(共35頁)

1、實驗室安全衛(wèi)生制度(zhd) 為了搞好以防盜、防火、防爆、防災害等事故為中心的安全預防工作，保障(bozhng)師生員工人身和實驗室的安全，特作如下規(guī)定：實驗室安全工作(gngzu)要堅持各級主管領導負責制，切實抓好安全教育，樹立“預防為主，安全第一”的思想，把安全工作真正落實到實處。實驗室要建立健全有關操作規(guī)程，建立安全值班制度；值班人員要堅守崗位，認真做好安全管理工作；當班教師要配合值班人員進行安全檢查；每次實驗結束和下班前，都要切斷電源、水源等，消除火種、關鎖好門窗等。凡有危險性的實驗，任課教師必須首先講清操作規(guī)程，安全事項，其后必須兩人以上進行實驗，不得隨便讓非實驗人員操作。實驗室要加

2、強對易燃、易爆等危險品的管理。嚴禁亂拉、亂接電源線，經常檢修，維護線路以及通風、防火設備等。電爐要專人管理，不得私用電爐與炊、烹電器。嚴禁在實驗室內抽煙與未經批準動用明火，做好防火與消防設施的維護、管理工作。如發(fā)生不安全緊急情況，要及時報警。凡違反安全規(guī)定造成的事故，要及時上報，不準隱瞞不報，并按有關規(guī)定對主管領導與當事人予以嚴肅處理。實驗工作人員，應做好本室的文明建設、整潔衛(wèi)生工作，實驗儀器設備應布局合理、擺放整齊，并且要定期對實驗室衛(wèi)生工作進行檢查，采取措施，保持良好的實驗環(huán)境。實驗室的桌面、墻面、地面、門窗和設備應無積灰、蛛網及雜物。各實驗室人員需協(xié)助實驗室主任負責實驗室的安全工作。 電

3、子科學系電路(dinl)實驗室守則一、保持實驗室內清潔、整齊和安靜(njng)，不得在室內吸煙、喧嘩、打鬧、吃東西，尤其不得在室內吃香口膠，其渣滓嚴禁掉在臺面、地板及走廊上。二、愛護設備，正確操作(cozu)和實驗，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象應迅速關機或切斷電源，立即報告實驗室管理人員；不準擅自開關照明、空調和其它用電設備，嚴禁自行拆卸搬動設備，不準動用與本實驗無關的儀器設備。三、實驗時，先按要求接好電路，認真檢查線路，經實驗教師檢查無錯后才能正式加電工作。實驗過程中認真、真實地記錄實驗數(shù)據(jù)，課后寫出實驗報告交實驗教師批改。實驗完畢先經實驗教師檢查實驗結果，整理臺面、各類導線分類歸好，儀器開關旋鈕置于合適位

4、置，得到實驗教師的許可方可離室。學生輪流值日，打掃衛(wèi)生。帶他人進入實驗室須經系領導同意。對于不遵守守則的行為，任何人都可以指出，勸其改正，不聽勸告者，實驗教師有權停止其實驗。注意安全，積極作好“防火、防盜、防破壞、防事故”工作。因違反守則而引起事故或造成損失將要追究責任。 電子(dinz)科學系電 路 實 驗 目 錄 TOC o 1-1 h z u HYPERLINK l _Toc170314019 實驗(shyn)一 常用(chn yn)電工儀表的測量與誤差分析 PAGEREF _Toc170314019 h 1 HYPERLINK l _Toc170314021 實驗三 基爾霍夫定律驗證和

5、電位的測定 PAGEREF _Toc170314021 h 10 HYPERLINK l _Toc170314022 實驗四 疊加原理驗證 PAGEREF _Toc170314022 h 14 HYPERLINK l _Toc170314023 實驗五 戴維南定理驗證和有源一端口網絡的研究 PAGEREF _Toc170314023 h 17 HYPERLINK l _Toc170314027 實驗九 元件參數(shù)測量 PAGEREF _Toc170314027 h 42 HYPERLINK l _Toc170314030 實驗十二 日光燈cos的提高 PAGEREF _Toc170314030

6、h 42 HYPERLINK l _Toc170314031 實驗十三 三相交流電路 PAGEREF _Toc170314031 h 42 HYPERLINK l _Toc170314032 附錄一 MC1050/MC1098多功能智能儀表板的使用與操作 PAGEREF _Toc170314032 h 42 HYPERLINK l _Toc170314033 附錄二 MC1026三相功率表板的使用與操作 PAGEREF _Toc170314033 h 42PAGE 42電路(dinl)實驗01實驗(shyn)一 常用(chn yn)電工儀表的測量與誤差分析實驗目的掌握系統(tǒng)誤差和隨機誤差的概念。

7、學會分析系統(tǒng)誤差和隨機誤差的方法。實驗原理與說明（一）測量方法根據(jù)獲得測量結果的方法不同，測量可以分為兩大類：直接測量和間接測量。直接測量法直接測量法是指被測量與其單位量作比較，被測量的大小可以直接從測量的結果得出。例如：用電壓表測量電壓，讀數(shù)即為被測電壓值，這就是直接測量法。直接測量法又分直接讀數(shù)法和比較法兩種。上述用電壓表測量電壓，就是直接讀數(shù)法，被測量可直接從指針指示的表面刻度讀出。這種測量方法的設備簡單，操作方便，但其準確度較低，測量誤差主要來源于儀表本身的誤差，誤差最小約可達0.05%。比較法是指測量時將被測量與標準量進行比較，通過比較確定被測量的值。例如用電位差計測量電壓源的電壓，

8、就是將被測電壓源的電壓與已知標準電壓源的電壓相比較，并從指零儀表確定其作用互相抵消后，即可以刻度盤讀得被測電壓源的電壓值。比較法的優(yōu)點是準確度和靈敏度都比較高，測量誤差主要決定于標準量的精度和指零儀表的靈敏度，誤差最小約可達0.001%，比較法的缺點是設備復雜，價格昂貴，操作麻煩，僅適用于較精密的測量。間接測量法間接測量法是指測量時測出與被測量有關的量，然后通過被測量與這些量的關系式，計算得出被測量。例如用伏安法測量電阻，首先測得被測電阻上的電壓和電流，再利用歐姆定律求得被測電阻值。間接測量法的測量誤差較大，它是各個測量儀表和各次測量中誤差的綜合。（二）測量誤差測量中，無論采用什么樣的儀表，儀

9、器和測量方法，都會使測量結果與被測量的真實值（即實際值或簡稱真值）之間存在著差異，這就是測量誤差。測量誤差可分為三類，即系統(tǒng)誤差，偶然誤差和疏忽誤差。系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差的特點是測量結果總是向某一方向偏離，相對于真實值總是偏大或偏小，具有一定的規(guī)律性，根據(jù)其產生的原因可分為：儀表誤差，理論或方法誤差，個人誤差。（1）儀表誤差儀表在規(guī)定的正常工作條件下使用（儀表使用在規(guī)定的溫度、濕度，規(guī)定的安置方式，沒有外界電磁場的干擾等），由于儀表本身結構和制造工藝上的不完善所引起的誤差，叫做儀表的基本誤差。例如儀表偏轉軸的磨損，標尺刻度的不準等引起的誤差，都是屬于基本誤差，是儀表本身所固有的。由于儀表在非正常工

10、作條件下使用(shyng)而引起的誤差，叫儀表的附加誤差。例如外界電磁場的干擾所引起的誤差，就屬于附加誤差。儀表(ybio)誤差有兩種表示方法：絕對誤差(ju du w ch)用儀表測量一個電量時，儀表的指示值Ax與被測量的實際值A0之差，叫絕對誤差，用表示：=Ax-A0式（11）絕對誤差的單位與被測量的單位相同。絕對誤差在數(shù)值上有正負之分。相對誤差用絕對誤差無法比較兩次不同測量結果的準確性，例如用電流表測量100mA的電流時，絕對誤差為+1mA，又若測量10mA電流時，絕對誤差為+0.25mA，雖然絕對誤差是前者大于后者，但并不能說明后者的測量比前者準確，要使兩次測量能夠進行比較，必須采用相

11、對誤差。通常把儀表的絕對誤差與被測量的實際值的比值的百分比，叫相對誤差，用表示。100%式（12） 因為測量值Ax與實際值A0相差不大，故相對誤差也可近似表示為：100%式（13） 用相對誤差分析上述兩次測量結果：第一次測量中，被測電流的相對誤差為：100% = 100% = +1% 第二次測量中被測電流的相對誤差為：100% =100% = +2.5% 從計算結果看出，第一次測量的絕對誤差雖大，但相對誤差較小，所以第一次測量比第二次測量的結果準確。（2）理論誤差或方法誤差這是指實驗本身所依據(jù)的理論和公式的近似性，或者對實驗條件及測量方法考慮得不周到帶來的系統(tǒng)誤差。例如，未考慮儀表內阻對被接入

12、電路的影響而造成的系統(tǒng)誤差，就是屬于這一類。（3）測量者個人因素帶來的個人誤差例如測量者反應速度的快慢，分辨能力的高低，個人的固有習慣(xgun)等，致使讀數(shù)總是偏大或偏小。偶然誤差 偶然誤差是由于某種偶然因素所造成的，其特點是在相同的測量條件下，有時偏大，有時偏小，無規(guī)律性。例如，溫度(wnd)、外界電磁場、電源頻率的偶然變化，即使采用同一儀表去多次測量同一個量，也會得到不同的結果。疏忽(sh hu)誤差疏忽誤差是指測量結果出現(xiàn)明顯的錯誤，是由于實驗者的疏忽造成讀錯或記錯等所引起的誤差。實驗設備名稱 數(shù)量 型號 直流穩(wěn)壓電源 1臺 030V可調萬用表 2臺電阻 2只 1k*1 15k*1短接

13、橋和連接導線 若干 P8-1和50148實驗用9孔插件方板 1塊 297mm 300mm實驗步驟圖1-1接線，Us用直流穩(wěn)壓電源，取R1=1K，R2=15K，測量電路中的電流I1與U1，將數(shù)據(jù)填入表1-1內。然后改動電壓表正表棒按圖1-2接線，測量電路中電流I2與U2，且將數(shù)據(jù)填入表1-1中。然后再改變電壓表正極表棒按圖1-1接線，進行步驟1的測量，重復步驟1，步驟2三次，共測得六組數(shù)據(jù)，分別填入表1-1中。通過計算，分別得出兩個接線圖中四個電量I1、U1、I2、U2的平均值，填入表1-2中。根據(jù)式（1-1），式（1-2）計算實驗結果的絕對誤差，相對誤差，并填入表1-2。表1-1 測量誤差實驗

14、(shyn)數(shù)據(jù)123456圖1-1I1 (mA)U1 (V)圖1-2I2 (mA)U2 (V)表1-2 實驗數(shù)據(jù)(shj)計算值平均值絕對誤差相對誤差圖1-1I1U111圖1-2I2U222分析(fnx)與討論按接線圖所示，計算電阻R2上兩端電壓和流過電流的大小。根據(jù)表1-2中的數(shù)據(jù)，比較前一小題算得的數(shù)據(jù)，分析哪一種接法測得的數(shù)據(jù)更為準確，并分析解釋原因，說明屬于哪類誤差？若要求測量電阻R1兩端電壓，將接線圖中R1、R2兩個電阻位置互換。仍分別采用實驗步驟1、2、3中的兩種接法，對實驗結果進行分析，此時哪一種接法測得的數(shù)據(jù)更準確，從而最終可以得出什么結論？電路(dinl)實驗03實驗(sh

15、yn)三 基爾霍夫定律驗證和電位(din wi)的測定一、實驗目的驗證基爾霍夫電流定律（KCL）和電壓定律（KVL）。通過電路中各點電位的測量加深對電位、電壓及它們之間關系的理解。通過實驗加強對參考方向的掌握和運用的能力。訓練電路故障的診查與排除能力。二、原理與說明1基爾霍夫電流定律（KCL） 在任一時刻，流出（或流入）集中參數(shù)電路中任一可以分割開的獨立部分的端子電流的代數(shù)和恒等于零，即：I=0 或 I入=I出 式（3-1）此時，若取流出節(jié)點的電流為正，則流入節(jié)點的電流為負。它反映了電流的連續(xù)性。說明了節(jié)點上各支路電流的約束關系，它與電路中元件的性質無關。要驗證基式電流定律，可選一電路節(jié)點，按

16、圖中的參考方向測定出各支路電流值，并約定流入或流出該節(jié)點的電流為正，將測得的各電流代入式（3-1），加以驗證。2基爾霍夫電壓定律（KVL） 按約定的參考方向，在任一時刻，集中參數(shù)電路中任一回路上全部元件兩端電壓代數(shù)和恒等于零，即：U=0 式（3-2）它說明了電路中各段電壓的約束關系，它與電路中元件的性質無關。式（3-2）中，通常規(guī)定凡支路或元件電壓的參考方向與回路繞行方向一致者取正號，反之取負號。3電壓、電流的實際方向與參考方向的對應關系參考方向是為了分析、計算電路而人為設定的。實驗中測量的電壓、電流的實際方向，由電壓表、電流表的“正”端所標明。在測量電壓、電流時，若電壓表、電流表的“正”端與

17、參考方向的“正”方向一致，則該測量值為正值，否則為負值。4電位(din wi)與電位差 在電路中，電位的參考點選擇不同，各節(jié)點的電位也相應改變，但任意兩節(jié)點間的電位差不變，即任意兩點間電壓(diny)與參考點電位的選擇無關。5故障(gzhng)分析與檢查排除(1) 實驗中常見故障連線：連線錯，接觸不良，斷路或短路；元件：元件錯或元件值錯，包括電源輸出錯；參考點：電源、實驗電路、測試儀器之間公共參考點連接錯誤等等。(2) 故障檢查 故障檢查方法很多，一般是根據(jù)故障類型，確定部位、縮小范圍，在小范圍內逐點檢查，最后找出故障點并給予排除。簡單實用的方法是用萬用表（電壓檔或電阻檔）在通電或斷電狀態(tài)下檢

18、查電路故障。通電檢查法：用萬用表的電壓檔（或電壓表），在接通電源情況下，根據(jù)實驗原理，電路某兩點應該有電壓，萬用表測不出電壓；某兩點不應該有電壓，而萬用表測出了電壓；或所測電壓值與電路原理不符，則故障即在此兩點間。斷電檢查法：用萬用表的電阻檔（或歐姆表），在斷開電源情況下，根據(jù)實驗原理，電路某兩點應該導通無電阻（或電阻極?。?，萬用表測出開路（或電阻極大）；某兩點應該開路（或電阻很大），但測得的結果為短路（或電阻極小），則故障即在此兩點間。三、實驗設備 名稱 數(shù)量 型號直流穩(wěn)壓電源 1臺030V可調 1臺 1組+15V固定萬用表 1臺 電阻 4只 100*1 150*1220*1 510*1短接

19、橋和連接導線 若干 P8-1和50148實驗用9孔插件方板 1塊 297mm300mm四、實驗步驟1驗證基爾霍夫定律（KCL和KVL）的實驗線路2基爾霍夫電流定律(dngl)（KCL）的驗證按圖3-2接線(ji xin)，Us1、Us2用直流穩(wěn)壓電源提供(tgng)。用萬用表（電流檔）依次測出電流I1、I2、I3，（以節(jié)點b為例），數(shù)據(jù)記入表3-1內。根據(jù)KCL定律式（3-1）計算I，將結果填入表3-1，驗證KCL。表3-1 驗證KCL實驗數(shù)據(jù)I1(mA)I2(mA)I3（mA）I3基爾霍夫電壓定律（KVL）的驗證（1）按圖3-2接線，US1、US2用直流穩(wěn)壓電源。（2）用萬用表的電壓檔，依次

20、測出回路1（繞行方向：beab）和回路2（繞行方向：bcdeb）中各支路電壓值，數(shù)據(jù)記入表3-2內。（3）根據(jù)KVL定律式（3-2），計算U，將結果填入表3-2，驗證KVL。表3-2 驗證KVL實驗數(shù)據(jù)回路1(beab)Ube(V)Uea(V)Uab(V)U回路2(bcdeb)Ubc(V)Ucd(V)Ude(V)Ueb(V)U4電位的測定（1）仍按圖3-2接線。（2）分別以c、e兩點作為參考節(jié)點（即Vc=0、Ve=0；也即黑表筆分別放在c、e點，紅表筆測a , b，c，d，e點），測量圖3-2中各節(jié)點電位，將測量結果記入表3-3中。（3）通過計算驗證：電路中任意兩點間的電壓與參考點的選擇無關。

21、表3-3 不同參考點電位與電壓測試值(V)VaVbVcVdVec節(jié)點e節(jié)點計算值(V)UabUbcUcdUdeUebUeac節(jié)點e節(jié)點五、注意事項使用指針式儀表時，要特別關注指針的偏轉情況，及時調換(diohun)表的極性，防止指針打彎或損壞儀表。直流電壓源輸出時，須首先(shuxin)將交流調壓器調至20以上，才可保證直流電壓滿量程（030V）輸出。4驗證KCL、KVL時，電壓端電壓都要進行測量，實驗中給定的已知量僅作為(zuwi)參考。5測量電壓、電位、電流時，不但要讀出數(shù)值來，還要判斷實際方向，并與設定的參考方向進行比較，若不一致，則該數(shù)前加“”號。六、分析和討論1測量電壓、電流時，如何

22、判斷數(shù)據(jù)前的正負號？負號的意義是什么？2電位出現(xiàn)負值，其意義是什么？3計算表3-2中的U是否為零？為什么？4對表3-3中的計算值進行分析，可以得出什么結論？電路(dinl)實驗04實驗(shyn)四 疊加原理(yunl)驗證實驗目的驗證疊加定理，加深對該定理的理解。掌握疊加原理的測定方法。加深對電流和電壓參考方向的理解。實驗原理與說明對于一個具有唯一解的線性電路，由幾個獨立電源共同作用所形成的各支路電流或電壓，是各個獨立電源分別單獨作用時在各相應支路中形成的電流或電壓的代數(shù)和。圖4-1所示實驗電路中有一個電壓源Us及一個電流源Is。 設Us和Is共同作用在電阻R1上產生的電壓、電流分別為U1、

23、I1，在電阻R2上產生的電壓、電流分別為U2、I2，如圖4-1(a)所示。為了驗證疊加原理令電壓源和電流源分別作用。當電壓源Us不作用，即Us=0時，在Us處用短路線代替；當電流源Is不作用，即Is=0時，在Is處用開路代替；而電源內阻都必須保留在電路中。 設電壓(diny)源Us單獨(dnd)作用時（電流源支路開路(kil)）引起的電壓、電流分別為、，如圖4-1(b)所示。設電流源單獨作用時（電壓源支路短路）引起的電壓、電流分別為、，如圖4-1(c)所示。 這些電壓、電流的參考方向均已在圖中標明。驗證疊加定理，即驗證式（4-1）成立。式（4-1）實驗設備 名稱 數(shù)量 型號直流穩(wěn)壓電源 1臺

24、030V可調固定穩(wěn)壓電源 1臺 +15V萬用表 1臺電阻 3只 51*1 100*1 330*1短接橋和連接導線 若干 P8-1和50148實驗用9孔插件方板 1塊 297mm300mm實驗步驟按圖4-2接線，取直流穩(wěn)壓電源US1=10V，US2=15V，電阻R1=330，R2=100，R3=51。當US1、US2兩電源共同作用(zuyng)時，測量各支路電流和電壓值。選擇合適(hsh)的電流表和電壓表量程，及接入電路的極性。用短接橋（或導線）將“5”和“2”連接起來。接通(ji tn)電源US1；用短接橋（或導線）將“6”和“4”連接起來，接通電源US2，分別測量電流I1、I2、I3和電壓U

25、1、U2、U3。根據(jù)圖4-2電路中各電流和電壓的參考方向，確定被測電流和電壓的正負號后，將數(shù)據(jù)記入表4-1中。當電源US1單獨作用時，測量各電流和電壓的值。選擇合適的電流表和電壓表量程，確定接入電路的極性。用短接橋（或導線）將“5”和“2”連接起來，接通電源US1；將“6”和“3”連接起來，使電源US2不作用。分別測量電流、和電壓、。根據(jù)圖4-2中各電流和電壓的參考方向，確定被測電流和電壓的正負號后，將數(shù)據(jù)記入表4-1中。當電源US2單獨作用時，測量各電流和電壓的值。選擇合適的電流表和電壓表量程，確定接入電路的極性，用短接橋（或導線）將“5”和“1”連接起來，使電源US1不工作；將“6”和“4

26、”連接起來，接通電源US2。分別測量電流、和電壓、。根據(jù)圖4-2中各電流和電壓的參考方向，確定被測電流和電壓的正負號后，將數(shù)據(jù)記入表5-1中。表4-1 驗證疊加原理實驗數(shù)據(jù)電源電流(mA)電壓(V)US1、US2共同作用I1I2I3U1U2U3US1單獨作用U3US2單獨作用驗證疊加原理注意事項進行疊加原理(yunl)實驗中，電壓源Us不作用(zuyng)，是指Us處用短路線代替(dit)，而不是將Us本身短路。不可使用穩(wěn)壓源和可調電壓源自身的開關代替K1 、K1。測量電壓、電流時，要根據(jù)圖4-2中各電流和電壓的參考方向，來判斷實際方向，若不一致，則在該數(shù)值前加“”號。分析和討論在進行疊加原理

27、實驗時，不作用的電壓源、電流源怎樣處理？為什么？根據(jù)本實驗的原理，根據(jù)給定的電路參數(shù)和電流、電壓參考方向，分別計算兩電源共同作用和單獨作用時各支路電流和電壓的值，和實驗數(shù)據(jù)進行相對照，并加以總結和驗證。通過對實驗數(shù)據(jù)的計算，判別三個電阻上的功率是否也符合疊加原理？把US2用恒流源代替，思考如何安排電路原理圖？電路實驗05實驗五 戴維南定理驗證和有源一端口網絡的研究實驗目的用實驗方法驗證戴維南定理掌握有源一端口網絡的開路電壓和入端等效電阻的測定方法，并了解各種測量方法的特點證實有源一端口網絡輸出最大功率的條件實驗原理與說明戴維南定理一個含獨立電源，受控源和線性電阻的一端口網絡，其對外作用可以用一

28、個電壓源串聯(lián)電阻的等效電源代替，其等效源電壓等于此一端口網絡的開路電壓，其等效內阻是一端口網絡內部各獨立電源置零后所對應的不含獨立源的一端口網絡的輸入電阻（或稱等效電阻）如圖5-1所示。開路(kil)電壓的測定方法直接(zhji)測量法 當有源一端口網絡(wnglu)的入端等效電阻與萬用表電壓檔的內阻相比可以忽略不計時，可以用電壓表直接測量該網絡的開路電壓。如圖5-3所示。補償法當有源一端口網絡的入端電阻較大時，用電壓表直接測量開路電壓的誤差較大，這時采用補償法測量開路電壓則較為準確。 圖5-4中虛線框內為補償電路，為另一個直流電壓源，可變電阻器接成分壓器使用，G為檢流計。當需要測量網絡、兩端

29、的開路電壓時，將補償電路、端分別與、兩端短接，調節(jié)分壓器的輸出電壓，使檢流計的指示為零，被測網絡即相當于開路，此時電壓表所測得的電壓就是該網絡的開路電壓。由于這時被測網絡不輸出電流，網絡內部無電壓降測得的開路電壓數(shù)值較前一種方法準確。入端等效(dn xio)電阻的測定方法外加(wiji)電源法 將有源一端口網絡(wnglu)內部的獨立電壓源Us處短接，獨立電流源Is處開路，被測網絡成為無獨立源的一端口網絡，然后在端口上加一給定的電源電壓，測量流入網絡的電流I，如圖5-5所示。入端等效電阻： 若被測網絡內部去掉獨立源后，僅由電阻元件組成，可直接用萬用表的電阻檔去測出入端效等電阻。實際上網絡內部的

30、獨立電源都具有一定的內阻，它不能與電源本身分開。在去掉獨立電源的同時，其內阻也被去掉，這將影響測量的準確性，因此這種測量方法僅適用于獨立電壓源內阻很小和獨立電流源內阻很大的情況。 開路(kil)短路法分別(fnbi)測量有源一端口網絡的開路(kil)電壓和短路電流，則圖5-6為測量有源一端口網絡短路電流的電路。這種方法簡便，但對于不允許直接短路的一端口網絡是不能采用的。先測出有源一端口網絡的開路電壓，再按圖5-7接線，為電阻箱的電阻，調節(jié)，使其兩端電壓為開路電壓的一半，即=，此時的數(shù)值即等于。這種方法克服了前兩種方法的局限性，在實際測量中被廣泛采用。 最大功率傳輸定理 如前所述，一個實際電源或

31、一個線性有源一端口網絡，不管它內部具體電路如何，都可以等效化簡為理想電壓源Us和一個電阻的串聯(lián)支路。當負載與電源內阻相等時，負載可獲得最大功率，即 電路(dinl)的效率為： 100% = 50% 這種情況(qngkung)稱為“匹配(ppi)”，在“匹配”情況下，負載的兩端電壓僅為電源電動勢一半，傳輸效率為50%。實驗設備 名稱 數(shù)量 型號直流穩(wěn)壓電源 1臺 030V可調萬用表 1臺 電阻 10只 10*2 51*1 100*3 150*2 160*1 220*1 330*1短接橋和連接導線 若干 P8-1和50148實驗用9孔插件方板 1塊 297mm 300mm 實驗步驟測量有源一端口網

32、絡的開路電壓和入端等效電阻按圖5-9的有源一端口網絡接法，取Us = 25V，R1=150，R2 = R3 =100，參照實驗原理與說明，自已選定測量開路電壓和入端等效電阻的方法，將測量結果記錄下來。=_；=_；=_；測定有源一端口網絡的外特性在圖5-9有源一端口網絡(wnglu)的、端上，依次(yc)按表5-1中各的值取電阻(dinz)作為負載電阻，測量相應的端電壓U和電流I，記入表5-1中。測定戴維南等效電源的外特性按圖5-10接線，圖中和為圖5-9中有源一端口網絡的開路電壓和等效電阻，從直流穩(wěn)壓電源取得，從電阻中取一個近似的得到。在、端接上另一電阻作為負載電阻，分別取表5-1中所列的各值

33、，測量相應的端電壓U和電流I，記入表5-1中。表5-1 有源一端口網絡及等效電路外特性實驗數(shù)據(jù)負載電阻（）短路51100150160220330開路=Ri=( ) 有 源一 端網 絡U（V）I（mA）P= （W）戴維南等 效電 源U（V）I（mA）P=（W）計算表5-1中負載功率P。根據(jù)表5-1中的數(shù)據(jù)繪制有源一端口網絡的伏安特性曲線，并繪制功率P隨電流I變化的曲線。 U(V) P(w) 0 I(A) 0 I(A)注意事項 若采用圖5-4的補償法測量有源一端口網絡的開路電壓，應使、端和、端電壓的極性一致，電壓的數(shù)值接近相等，才能接通電路進行測量，否則會使電流過大而擊毀檢流計。分析(fnx)與討

34、論根據(jù)圖5-9中已給定的有源一端口網絡參數(shù)，計算出開路(kil)電壓UOC等效(dn xio)電阻Ri實驗中參考。若含源一端口網絡不允許短路，如何用其他方法測出其等效電阻Ri？根據(jù)表5-1中各電壓和電流的值可得出什么結論？從實驗步驟5中得出的P(I)曲線中得出最大功率傳輸?shù)臈l件是什么？電路實驗(shyn)09實驗(shyn)九 元件(yunjin)參數(shù)測量一. 實驗目的1. 學會用相位法或功率法測量電感線圈、電阻器、電容器的參數(shù)，學會根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算出串聯(lián)參數(shù)R、L、C和并聯(lián)參數(shù)G、BL、BC。2. 閱讀附錄一，正確掌握多功能智能表的使用方法。二. 實驗原理與說明電感線圈、電阻器、電容器是常用

35、的元件。電感線圈是由導線繞制而成的，必然存在一定的電阻RL，因此，電感線圈的模型可用電感L和電阻RL來表示。電容器則因其介質在交變電場作用下有能量損耗或有漏電，可用電容C和電阻RC作為電容器的電路模型。線繞電阻器是用導線繞制而成的，存在一定的電感，可用電阻R和電感作為電阻器的電路模型。圖9-1是它們的串聯(lián)電路模型。 R L C 圖9-1 根據(jù)阻抗與導納的等效變化關系可知，電阻與電抗串聯(lián)的阻抗，可以用電導G和電納B并聯(lián)的等效電路代替，由此可知電阻器、電感線圈和電容器的并聯(lián)電路模型如圖9-2所示。 電阻器 線圈 電容器圖9-2 電阻器、電感線圈、電容器的并聯(lián)電路模型值得指出的是：對于電阻器和電感線

36、圈可以用萬用表的歐姆檔測得某值，但這值是直流電阻，而不是交流電阻（且頻率越高兩者差別越大）；而在電容器模型中，RC也不是用萬用表歐姆檔測出的電阻，它是用來反映交流電通過電容器時的損耗，需要通過交流測量得出。在工頻交流電路中的電阻器、電感線圈、電容器的參數(shù)，可用下列方法測量：方法(fngf)一：相位表法在圖9-3中，可直接(zhji)從各電表中讀得阻抗Z的端電壓U，電流I及其相位角。當阻抗(zkng)Z的模求得后，再利用相位角便不難將Z的實部和虛部求出。如：當測出電感線圈兩端電壓U、流過電感線圈電流I及其相位角，顯然，。其并聯(lián)參數(shù)G、BL如何根據(jù)U、I、值計算，由實驗者自行推導。圖9-3上述的方

37、法叫做相位表法。方法二：功率表法在生產部門，功率表較多，相位表較少，將圖9-3中的相位表換為電量儀，如圖9-4所示，由圖9-4可直接測得阻抗的端電壓，流過的電流及其功率，根據(jù)公式P=UIcos即可求得相位角，其余與上法相同，從而求得Z的實部與虛部。圖9-4功率表法不能判斷被測阻抗是容性還是感性，本實驗采用如下方法加以判斷：在被測網絡輸入端并接一只適當容量的小電容，如電流表的讀數(shù)增大，則被測網絡為容性，（即虛部為負），若電流表讀數(shù)減小，則為感性（即虛部為正）。三. 實驗(shyn)設備名稱 數(shù)量(shling) 型號直流穩(wěn)壓電源 1臺 MC1032萬用表 1臺多功能智能(zh nn)表（相位表/

38、電量儀） 1臺 MC1050（或MC1098）電阻 1只 15*1電感線圈 1只 10mH*1電容器 1只 235F（220F）*1小電容 1只 2.2F*1短接橋和連接導線 若干 P8-1和50148實驗用9孔插件方板 1塊 297mm300mm備注：電量儀具有工程電路的電壓、電流、功率、相位全部參數(shù)的測量，使用方便，但它作為測量儀表時要用小電容判斷電路的容性、感性的正負。四. 實驗步驟1. 按圖9-4接線。2. 圖中阻抗Z分別?。篟=15、電感線圈L=10mH和電容器C=235F（220F）。調節(jié)調壓器使電流表的讀數(shù)為0.5A，測量電壓及相位角值，記錄于表9-1中。表9-1電流I電壓U（V

39、）功率因數(shù)cos（PF）無功功率Q（VAR）視在功率S（VA）有功功率P（W/KW）相位角（Kwh）電感線圈0.5A電阻器電容器3計算。根據(jù)步驟2計算出表9-2。例：電感：電阻值+j電感值= 表9-2ZRXL 或XCL或C電感線圈電阻器電容器五、注意事項 每次測量一種(y zhn)阻抗之前先將交流調壓器調至0刻度，觀察多功能智能表的交流電流讀數(shù)，緩慢調至0.5A。六、討論(toln)與分析1. 如果(rgu)采用電橋法測元件參數(shù)，試判定方法。電路實驗(shyn)12實驗(shyn)十二 日光燈cos的提高(t go)一實驗目的1進一步理解交流電路中電壓、電流的相量關系2學習感性負載電路提高功率

40、因數(shù)的方法3進一步熟悉日光燈的工作原理二預習要求1熟悉R、L串聯(lián)電路中電壓與電流的關系2在R、L串聯(lián)與C并聯(lián)的電路中，你準備如何求cos值3預習日光燈的工作原理，啟動過程4. 閱讀附錄一，學習多功能智能儀表的使用方法與操作。三原理說明本實驗中RL串聯(lián)電路用日光燈代替，日光燈原理電路如圖12-1所示。圖12-1燈管工作時，可以認為是一電阻負載。鎮(zhèn)流器是一個鐵心線圈，可以認為是一個電感量較大的感性負載，兩者串聯(lián)構成一個RL串聯(lián)電阻，日光燈起輝過程如下：當接通電源后，啟動器內雙金屬片動片與定片間的氣隙被擊穿，連續(xù)發(fā)生火花，雙金屬片受熱伸長，使動片與定片接觸。燈管燈絲接通，燈絲預熱而發(fā)射電子，此時，啟

41、動器兩端電壓下降，雙金屬片冷卻，因而動片與定片分開。鎮(zhèn)流器線圈因燈絲電路斷電而感應出很高的感應電動勢，與電源電壓串聯(lián)加到燈管兩端，使管內氣體電離產生弧光放電而發(fā)光，此時啟動器停止工作，（因啟動器兩端所加電壓值等于燈管點燃后的管壓降，對40W管電壓，只有100V左右，這個電壓不再使雙金屬片打火）。鎮(zhèn)流器在正常工作時起限流作用。日光燈工作(gngzu)時整個電路可用圖12-2等效串聯(lián)電路來表示。圖12-2四實驗(shyn)設備 名稱 數(shù)量(shling) 型號1日光燈電路板 1套 MC1056、MC10572. 補償電容板 1塊 MC10603交流電壓、電流板 1塊 MC10284多功能智能儀表

42、1塊 MC1050（或MC1098）5單相熔斷器板 1塊 MC1003五任務與步驟1按圖12-1接好線路，接通電源，觀察日光燈的啟動過程。先不并聯(lián)電容測量端電壓U，總電流I，功率因數(shù)cos,無功功率Q，視在功率S，有功功率P和相位角的值，記錄于表12-1。2日光燈電路兩端并聯(lián)電容，接線如圖12-3。逐漸加大電容量，每改變一次電容量，都要測量端電壓U，總電流I，功率因數(shù)cos,無功功率Q，視在功率S，有功功率P和相位角的值，記錄于表12-1。圖12-3表12-1測量項目電壓U(V)電流I(mA)功率因數(shù)cos(PF)無功功率Q(VAR)視在功率S(VA)有功功率P(W)相位角(Kwh)不并電容C

43、并電容C2F3F4F5F6F漸加大電容容量過程中，注意觀察并聯(lián)諧振(xizhn)現(xiàn)象，并找到諧振點。六預習(yx)1并聯(lián)(bnglin)電容提高cos時，電容的選擇應考慮哪些原則？2并聯(lián)電容后，多功能智能表有何變化？為什么？電路實驗(shyn)-13實驗(shyn)十三 三相(sn xin)交流電路一. 實驗目的1. 掌握三相負載和電源的正確聯(lián)接方法。2. 進一步了解三相電路中電壓、電流的線值和相值的關系。3. 了解三相四線制中線的作用。4. 利用三相功率表學習二瓦計法測量功率。（可選）二. 預習要求1. 復習三相交流電路有關內容。2. 負載作星形聯(lián)接或作三角形聯(lián)接，取用同一電源時，負載的相，

44、線電量有何不同？3. 對稱負載作星形聯(lián)接，無中線的情況下斷開一相，其它兩相發(fā)生什么變化?若為三角形聯(lián)接時又如何？4. 閱讀附錄二，學習三相功率表的使用與操作。（可選）三. 實驗模塊 名稱 數(shù)量 型號1. 三相斷路器板 1塊 MC10012. 三相熔斷器板 1塊 MC10023. 三相負載板 1塊 MC10094. 多功能智能儀表板 1塊 MC1050或MC10985. 三相功率表板 1塊 MC1026四實驗原理與說明測量三相四線制電源的相、線電壓，列表13-1。表13-1UABUBCUCAUAOUBOUCO380伏電源2. 負載作星形聯(lián)接：(1)將燈泡負載作星形聯(lián)接（圖13-1）并請教師檢查線路。將測量數(shù)據(jù)填在表13-2。(2)測量對稱負載，有中線和無中線時的各電量。每相兩盞燈泡均接入電源(dinyun)。測量負載側的各相電壓及電流。斷開中線，重復對各電量進行測量。(3)測量不對稱負載(fzi)，有中線和無中線時的各電量。將C相負載的燈泡增加一組，其它兩相仍各為一組（不對稱(duchn)負載）。分別測量有中線和無中線時的各電量。注意：在斷開中線時，由于各相電壓不平衡，測量完畢應立即斷開電源或接通中線。圖13-1表13-2對稱負載不對稱負載有中線無中線有中線無中線相電壓（V）（負載側）UAoUBoUCo電流（mA）IAIBICIO*三相總功率（W