SS-7802A示波器操作手冊0001

1、1目錄一、 基本電工儀表的使用及測量誤差的計(jì)算 .1二、 減小儀表測量誤差的方法 .5三、 儀表量程擴(kuò)展實(shí)驗(yàn) .9四、 電路元件伏安特性的測繪 . 12五、 電位、電壓的測定及電路電位圖的繪制 . 15六、 基爾霍夫定律的驗(yàn)證 . 17七、 疊加原理的驗(yàn)證 . 19八、 電壓源與電流源的等效變換 . 22九、 戴維南定理和諾頓定理的驗(yàn)證 . 25十、最大功率傳輸條件的測定. 29十一、受控源 VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的實(shí)驗(yàn)研究 . 31十二、典型電信號的觀察與測量. 35十三、RC 一階電路的響應(yīng)測試. 38十四、二階動態(tài)電路響應(yīng)的研究. 41十五、R、L、C元件阻抗特性的測定

2、. 43十六、用三表法測量交流電路等效參數(shù). 45十七、正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究. 49十八、RC選頻網(wǎng)絡(luò)特性測試 . 52十九、RLC 串聯(lián)揩振電路的研究 . 56二十、二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡的顯示. 59二一、 二端口網(wǎng)絡(luò)測試. 612二十二、 負(fù)阻抗變換器. 64二十三、回轉(zhuǎn)器. 67二十四、互感電路測量 . 71二十五、單相鐵心變壓器特性的測試 .74二十六、變壓器的連接與測試. 77二十七、電流互感器的應(yīng)用 . 80二十八、三相交流電路電壓、電流的測量 . 82二十九、三相電路功率的測量 . 85三十、單相電度表的校驗(yàn) . 89三一、功率因數(shù)及相序的測量 . 92三十二、附錄1 SS-7

3、802A示波器操作手冊 . 941實(shí)驗(yàn)一 基本電工儀表的使用及測量誤差的計(jì)算、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉實(shí)驗(yàn)臺上各類電源及各類測量儀表的布局和使用方法。2.掌握指針式電壓表、電流表內(nèi)阻的測量方法。3.熟悉電工儀表測量誤差的計(jì)算方法。、原理說明1.為了準(zhǔn)確地測量電路中實(shí)際的電壓和電流，必須保證儀表接入電路后不會改變被測電路的工作狀態(tài)。這就要求電壓表的內(nèi)阻為無窮大；電流表的內(nèi)阻為零。而實(shí)際使用的指 針式電工儀表都不能滿足上述要求。因此，當(dāng)測量儀表一旦接入電路，就會改變電路原有 的工作狀態(tài)，這就導(dǎo)致儀表的讀數(shù)值與電路原有的實(shí)際值之間出現(xiàn)誤差。誤差的大小與儀 表本身內(nèi)阻的大小密切相關(guān)。只要測出儀表的內(nèi)阻，即可計(jì)

4、算出由其產(chǎn)生的測量誤差。以下介紹幾種測量指針式儀表內(nèi)阻的方法。2.用“分流法”測量電流表的內(nèi)阻如圖1-1所示。A為被測內(nèi)阻(RA)的直流電流 表。測量時先斷開開關(guān)S,調(diào)節(jié)電流源的輸出電流 I使A表指針滿偏轉(zhuǎn)。然后合上開關(guān)S,并保持I值不變，調(diào)節(jié)電阻箱 RB的阻值，使電流表的指針指在1/2滿偏轉(zhuǎn)位置，此時有IA = IS= I/2RA = RB / R1R1為固定電阻器之值，RB可由電阻箱的刻度盤上讀得。3.用分壓法測量電壓表的內(nèi)阻。RAA +”RBl-1R1+可調(diào)電流源圖 1-1IAISS2如圖1-2所示。V為被測內(nèi)阻(RV)的電壓表。 測量時先將開關(guān)S閉合，調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源的 輸出電壓，使電

5、壓表 V的指針為滿偏轉(zhuǎn)。然后 斷開開關(guān)S,調(diào)節(jié)RB使電壓表V的指示值減半。 此時有：RV = RB + R1電壓表的靈敏度為： S= RV/U ( Q /V)。 式 中U為電壓表滿偏時的電壓值。4.儀表內(nèi)阻引起的測量誤差(通常稱之為方 法誤差， 而儀表本身結(jié)構(gòu)引起的誤差稱為儀表基 本誤差)的計(jì)算。圖 1-23(i)以圖i-3所示電路為例，Ri URI=- U，若 Ri= R2,貝URi+ R2現(xiàn)用一內(nèi)阻為 Rv的電壓表來測量Rv RiRi上的電壓為1URI= U。2URi值，當(dāng)UR2ARv與Ri并聯(lián)后，RAB = -，以此來替代Rv+ RiRiRvRiQRvRv + Ri上式中的Ri,則得UR

6、i = - URvRi-+ R2Rv + Ri圖1-3RvRi絕對誤差為 U = URi URi = U(Rv+ RiRvRi-+ R2 Rv + RiRi-)Ri+ R22Ri R2U化簡后得 U =22Rv(Ri + 2RiRi+ Ri ) + RiR2(Ri+ Ri)U右 Ri = R2= Rv，則得 U =6URi URi-U/6相對誤差 U%=-x i00%=x ioo% = 33.3%URIU/2由此可見，當(dāng)電壓表的內(nèi)阻與被則電路的電阻相近時，測量的誤差是非常大的。(2)伏安法測量電阻的原理為：測出流過被測電阻RX的電流IR及其兩端的電壓降UR，則其阻值RX=UR/IR。實(shí)際測量時

7、，有兩種測量線路，即：相對于電源而言，電流表 A (內(nèi)阻為RA)接在電壓表 v (內(nèi)阻為Rv)的內(nèi)側(cè)；A接在v的外測。兩種線路見圖 i-4 (a)、(b)。由線路(a)可知，只有當(dāng) RX vv Rv時，Rv的分流作用才可忽略不計(jì)，A的讀數(shù)接近于實(shí)際流過RX的電流值。圖(a)的接法稱為電流表的內(nèi)接法。由線路(b)可知，只有當(dāng)RX RA時，RA的分壓作用才可忽略不計(jì)，v的讀數(shù)接近于RX兩端的電壓值。圖(b)的接法稱為電流表的外接法。實(shí)際應(yīng)用時，應(yīng)根據(jù)不同情況選用合適的測量線路，才能獲得較準(zhǔn)確的測量結(jié)果。以 下舉一實(shí)例。在圖i-4中，設(shè)：U=20v RA=100 Q, Rv=20KQ。假定RX的實(shí)際

8、值為iOKQ。 如果采用線路(a)測量，經(jīng)計(jì)算，A、v的讀數(shù)分別為2.96mA和i9.73v，故Rx=i9.73- 2.96=6.667( KQ ),相對誤差為：(6.667 i0)+ i0X i00= 33.3 (%)45(b)FX如果采用線路（b）測量，經(jīng)計(jì)算，A、V的讀數(shù)分別為1.98mA和20V,故Rx=20 - 1.98=10.1(KQ ),相對誤差為：(10.1 10)- 10X 100=1 (%)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二路DG042可調(diào)恒流源0500mA1DG043指針式萬用表MF-47或其他1自備4可調(diào)電阻箱09999.9 Q1DG095電

9、阻器按需選擇DG09四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.根據(jù)“分流法”原理測定指針式萬用表（MF-47型或其他型號）直流電流0.5mA和5mA檔量限的內(nèi)阻。線路如圖1-1所示。RB可選用DG09中的電阻箱（下同）。被測電流表量限S斷開時的表 讀數(shù)（mA）S閉合時的表 讀數(shù)（mA）RB(Q)R1(Q)計(jì)算內(nèi)阻RA（Q）0.5 mA5 mA2.根據(jù)“分壓法”原理按圖1-2接線，測定指針式萬用表直流電壓2.5V和10V檔量限的內(nèi)阻。被測電壓表S閉合時表讀S斷開時表讀RBR1計(jì)算內(nèi)阻RVS量限數(shù)（V）數(shù)（V）(K Q )(K Q )(K Q)(Q /V)2.5V10VOU R/63.用指針式萬用表直流電壓10V檔量程測量

10、圖1-3電路中Ri上的電壓Ui之值，并計(jì)算測量的絕對誤差與相對誤差。UR2R1R10V(K Q )計(jì)算值UR1（V）實(shí)測值U 1(V)絕對誤差 U相對誤差( U/U) x 100%12V10K Q50KQ五、 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1在開啟DG04掛箱的電源開關(guān)前，應(yīng)將兩路電壓源的輸出調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)至最?。鏁r 針旋到底），并將恒流源的輸出粗調(diào)旋鈕撥到2mA檔，輸出細(xì)調(diào)旋鈕應(yīng)調(diào)至最小。接通電源后，再根據(jù)需要緩慢調(diào)節(jié)。2當(dāng)恒流源輸出端接有負(fù)載時，如果需要將其粗調(diào)旋鈕由低檔位向高檔位切換時，必 須先將其細(xì)調(diào)旋鈕調(diào)至最小。否則輸出電流會突增，可能會損壞外接器件。3.電壓表應(yīng)與被測電路并接，電流表應(yīng)與被測電路串接，

11、并且都要注意正、負(fù)極性與量程的合理選擇。4.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、2中，Ri的取值應(yīng)與 RB相近。5.本實(shí)驗(yàn)僅測試指針式儀表的內(nèi)阻。由于所選指針表的型號不同，本實(shí)驗(yàn)中所列的電流、電壓量程及選用的 RB、Ri等均會不同。實(shí)驗(yàn)時應(yīng)按選定的表型自行確定。六、 思考題1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1和2,若已求出0.5mA檔和2.5V檔的內(nèi)阻，可否直接計(jì)算得出5mA 檔和10V檔的內(nèi)阻？2.用量程為10A的電流表測實(shí)際值為 8A的電流時，實(shí)際讀數(shù)為 8.1A，求測量的絕 對誤差和相對誤差。七、 實(shí)驗(yàn)報告1.列表記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并計(jì)算各被測儀表的內(nèi)阻值。2.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)應(yīng)用場合。3.對思考題的計(jì)算。4.其他（包括實(shí)驗(yàn)的心得

12、、體會及意見等）。7圖2-1Rv實(shí)驗(yàn)二減小儀表測量誤差的方法、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.進(jìn)一步了解電壓表、電流表的內(nèi)阻在測量過程中產(chǎn)生的誤差及其分析方法。2.掌握減小因儀表內(nèi)阻所引起的測量誤差的方法。、原理說明減小因儀表內(nèi)阻而產(chǎn)生的測量誤差的方法有以下兩種:1.不同量限兩次測量計(jì)算法當(dāng)電壓表的靈敏度不夠高或電流表的 內(nèi)阻太大時，可利用多量限儀表對同一被 測量用不同量限進(jìn)行兩次測量，用所得讀 數(shù)經(jīng)計(jì)算后可得到較準(zhǔn)確的結(jié)果。如圖2-1所示電路，欲測量具有較大 內(nèi)阻Ro的電動勢Us的開路電壓Uo時，如 果所用電壓表的內(nèi)阻 Rv與Ro相差不大時， 將會產(chǎn)生很大的測量誤差。設(shè)電壓表有兩檔量限，U1、U2分別為在這兩個

13、不同量限下測得的電壓值，令Rv1和Rv2分別為這兩個相應(yīng)量限的內(nèi)阻，則由圖 2-1可得出Rv1Rv2Ui =-X U sU2= -X U sRo+ Rv1Ro+ Rv2由以上兩式可解得 Us和Ro。其中Us （即Uo）為：U1U2（Rv2- Rv1）Us= -U 1Rv2 U2Rv1由此式可知，當(dāng)電源內(nèi)阻Ro與電壓表的內(nèi)阻 Rv相差不大時， 通過上述的兩次測量結(jié) 果，即可計(jì)算出開路電壓Uo的大小，且其準(zhǔn)確度要比單次測量好得多。對于電流表，當(dāng)其內(nèi)阻較大時，也可用 類似的方法測得較準(zhǔn)確的結(jié)果。如圖2-2所示電路，不接入電流表時的電流為1=5 ,R接入內(nèi)阻為RA的電流表A時，電路中的電Us流變?yōu)閞=

14、-R + RA如果RA = R，則I = I/2，出現(xiàn)很大的誤差。如果用有不同內(nèi)阻RA1、RA2的兩檔量限的電流表作兩次測量并經(jīng)簡單的計(jì)算就可得到較準(zhǔn)確的電流值。RoUo+、Us-華Us-*圖2-280。（1）電壓測量一一測量如圖2-3所示電路的開路電壓U設(shè)電壓表的內(nèi)阻為Rv。第一次測量，電壓表的讀數(shù)為Ui。第二次測量時應(yīng)與電壓表串接一個已知阻值的電阻器R,電壓表讀數(shù)為U2。由圖可知RvUsUi =-Ro+ RvRvUsU2= -Ro+ R + Rv由以上兩式可解得Us和Ro,其中Us （即Uo）為: Ro斗UsUoUs= Uo=RU1U2圖2-3RvRv(Ui U2)（2）電流測量測量如圖2

15、-4所示電路的電流設(shè)電流表的內(nèi)阻為RA。第一次測量電流表的讀數(shù)為li。第二次測量時應(yīng)與電流 表串接一個已知阻值的電阻器R，電流表讀數(shù)為12。由圖可知UsI1= -Ro + RA 由以上兩式可解得UsI2 = -Ro+ RA + RUs和Ro,從而可得：UsI =:RoI1I2R|2（RA+ R） IIRA由以上分析可知，當(dāng)所用儀表的內(nèi)阻與被測線路的電阻相差不大時，采用多量限儀表不同量限兩次測量法或單量限儀表兩次測量法，再通過計(jì)算就可得到比單次測量準(zhǔn)確得多的結(jié)果。按圖2-2電路，兩次測量得UsUs11 =- I 2 = -R+ RAIR+ RA2Us|l|2（RA1 RA2）由以上兩式可解得 U

16、s和R，進(jìn)而可得：I =-RIIRAI I2RA22.同一量限兩次測量計(jì)算法如果電壓表（或電流表）只有一檔量限，且電壓表的內(nèi)阻較小（或電流表的內(nèi)阻較大）時，可用同一量限兩次測量法減小測量誤差。其中，第一次測量與一般的測量并無兩樣。第二次測量時必須在電路中串入一個已知阻值的附加電阻。IRA9三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1直流穩(wěn)壓電源030V1DG042指針式萬用表MF-47或其他1自備3直流數(shù)字毫安表0200mA1D314可調(diào)電阻箱09999.9 Q1DG095電阻器按需選擇DG09四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.雙量限電壓表兩次測量法按圖2-3電路，實(shí)驗(yàn)中利用實(shí)驗(yàn)臺上或DG04掛箱的一路直流穩(wěn)壓電源

17、，取Us= 2.5V ,Ro選用50K Q (取自電阻箱)。用指針式萬用表的直流電壓2.5V和10V兩檔量限進(jìn)行兩次測量，最后算出開路電壓Uo之值。萬用表電 壓量限(V)內(nèi)阻值(K Q)兩個量 限的測 量值U(V)電路計(jì)算值U0(V)兩次測量 計(jì)算值U (V)U的相對 誤差值(%)U的相對誤差(%)2.510R2.5V和R10V參照實(shí)驗(yàn)一的結(jié)果。2.單量限電壓表兩次測量法實(shí)驗(yàn)線路同上。先用上述萬用表直流電壓2.5V量限檔直接測量，得Ui。然后串接 R=10K Q的附加電阻器再一次測量，得U2。計(jì)算開路電壓 Uo之值。實(shí)際計(jì)算值兩次測量值測量計(jì)算值U1的相 對誤差U0(V)U1(V)U2(V)U

18、 (V)(%)U的相對誤差(%3.雙量限電流表兩次測量法按圖2-2線路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，Us= 0.3V, R= 300 Q (取自電阻箱),用萬用表0.5mA和5mA 兩檔電流量限進(jìn)行兩次測量，計(jì)算出電路的電流值I。10萬用表電 流量限內(nèi)阻值(Q)兩個量 限的測 量值li(mA)電路計(jì)算值1(mA)兩次測量 計(jì)算值1 (mA)li的相對誤差(%)1的相對誤差(%)0.5mA5mAR0.5mA和R5mA參照實(shí)驗(yàn)一的結(jié)果。4.單量限電流表兩次測量法實(shí)驗(yàn)線路同3。先用萬用表0.5mA電流量限直接測量，得li。再串聯(lián)附加電阻R = 30Q進(jìn)行第二次測量，得12。求出電路中的實(shí)際電流 I之值。實(shí)際計(jì)算值兩次測

19、量值測量計(jì)算值11的相對誤差1的相對誤差I(lǐng)(mA)li(mA)|2(mA)I(mA)(%)(%)五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.同實(shí)驗(yàn)一2.采用不同量限兩次測量法時，應(yīng)選用相鄰的兩個量限， 且被測值應(yīng)接近于低量限的滿偏值。否則，當(dāng)用高量限測量較低的被測值時，測量誤差會較大。3實(shí)驗(yàn)中所用的MF-47型萬用表屬于較精確的儀表。在大多數(shù)情況下，直接測量誤差 不會太大。只有當(dāng)被測電壓源的內(nèi)阻 1/5電壓表內(nèi)阻或者被測電流源內(nèi)阻V5倍電流表內(nèi)阻時，采用本實(shí)驗(yàn)的測量、計(jì)算法才能得到較滿意的結(jié)果。六、思考題1.完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的計(jì)算2.實(shí)驗(yàn)的收獲與體會3.其他11實(shí)驗(yàn)三、儀表量程擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庵羔樖胶涟脖淼牧砍?/p>

20、和內(nèi)阻在測量中的作用。 掌握毫安表改裝成電流表和電壓表的方法。 學(xué)會電流表和電壓表量程切換開關(guān)的應(yīng)用方法。1.2.3.二、原理說明1.基本表的概念一只毫安表允許通過的最大電流稱為該表的量程，用 用Rg表示。這就是一個“基本表”，其等效電路如圖 要參數(shù)。2.擴(kuò)大毫安表的量程滿量程為1mA的毫安表，最大只允許通 過1mA的電流，過大的電流會造成“打針”，甚 至燒斷電流線圈。要用它測量超過1mA的電流，適的分流電阻 RA與基本表并聯(lián)，如圖 3-2所示。設(shè)：基本表滿量程為Ig=1mA , 基本表內(nèi)阻Rg=100 Qo現(xiàn)要將其量程擴(kuò)大10倍（即可用來測 量10mA電流），則應(yīng)并聯(lián)的分流電阻 RA應(yīng) 滿足

21、下式：IgRg （I1mA3-1Ig表示，該表有一定的內(nèi)阻，所示。Ig和Rg是毫安表的兩個重Fb二一GARA100I9)RA(10 1)mA RA圖3-1 基本表必須擴(kuò)大毫安表的量程，即選擇一個合1009要使其量程擴(kuò)展為 100mA，則應(yīng)并聯(lián)1.01 Q的分流電阻。10 （或100） mA以下的電流時，只要將基本表的讀數(shù)乘10或100） mA即可。11.1同理，當(dāng)用改裝后的電流表來測量 以10 （或100）或者直接將電表面板的滿刻度刻成（3.將基本表改裝為電壓表。一只毫安表也可以改裝為一只電壓表，只要選擇一只合適的分壓電阻 串接即可，如圖3-3所示。設(shè)被測電壓值為U，則：RUgRV與基本表相+

22、 RvUvU UgRvUV Ig(RgU-|gRg 匕IgIgRv)Rg圖3-3、電壓表1213要將量程為1mA，內(nèi)阻為100 Q的毫安表改裝為量程為1V的電壓表，則應(yīng)串聯(lián)的分壓電阻的阻值應(yīng)為：1VRv100 1000 100 9001mA若要將量程擴(kuò)大到10V，應(yīng)串多大的分壓電阻呢？三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號名稱型號規(guī)格數(shù)量備注1直流電壓表0300V1D312直流毫安表0500mA1D313直流穩(wěn)壓電源030V1DG044直流恒流源0500mA1DG045基本表1mA, 100 Q1DG056電阻1.01 Q ,11.1 Q ,900 Q ,9.9K Q各1DG05四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1. 1mA表表頭

23、的檢驗(yàn)。(1)調(diào)節(jié)恒流源的輸出，最大不超過1mA ；(2)先對毫安表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，再將恒流源的輸出接至毫安表的信號輸入端；(3)調(diào)節(jié)恒流源的輸出，令其從 1mA調(diào)至0,分別讀取指針表的讀數(shù)，并記錄之。恒流源輸出(mA)10. 80. 60. 40. 20表頭讀數(shù)(mA)2.將基本表改裝為量程為 10mA的毫安表。(1)將分流電阻11.1 Q并接在基本表的兩端，這樣就將基本表改裝成了滿量程為10mA的毫安表；(2)調(diào)節(jié)恒流源的輸出，使其從 10mA依次減小2mA，用改裝好的毫安表依次測量恒流源的輸出電流，并記錄之;恒流源輸出(mA)108642014毫安表讀數(shù)(mA)（3）將分流電阻改換為1.0

24、1 Q,再重復(fù)步驟 3）（注意要改變恒流源的輸出值）。3.將基本表改裝為一只電壓表。（1）將分壓電阻9.9K Q與基本表相串接，這樣基本表就被改裝成為滿量程為10V的電壓表；（2）調(diào)節(jié)電壓源的輸出，使其從0V依次增加2V,用改裝成的電壓表進(jìn)行測量，并記錄之。電壓源輸出（V）1086420改裝表讀數(shù)（V）（3）將分壓電阻換成 900Q，重復(fù)上述測量步驟。（注意調(diào)整電壓源的輸出。）五、 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.輸入儀表的電壓和電流要注意到儀表的量程，不可過大，以免損壞儀表；2.可外接標(biāo)準(zhǔn)表（如直流毫安表和直流電壓表作為標(biāo)準(zhǔn)表）進(jìn)行校驗(yàn)；3.注意接入儀表的信號的正、負(fù)極性，以免指針反偏而損壞儀表。4. DG

25、05掛箱上的11.1Q、1.01Q、9.9K Q、900 Q四只電阻的阻值是按照量程lg=1mA、內(nèi)阻Rg=100 Q的基本表計(jì)算出來的?；颈淼腞g會有差異，利用上述四個電阻擴(kuò)展量程后，將使測量誤差增大。因此，實(shí)驗(yàn)時，可先按實(shí)驗(yàn)一測出 Rg,并計(jì)算出量程擴(kuò)展電阻R,再從DG09掛箱的電阻箱上取得 R值，可提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性、實(shí)際性。六、 預(yù)習(xí)思考題如果要將本實(shí)驗(yàn)中的幾種測量改為萬用表的操作方式，需要用什么樣的開關(guān)來進(jìn)行切換，以便對不同量程的電壓、電流進(jìn)行測量？該線路應(yīng)如何設(shè)計(jì)？ 七、實(shí)驗(yàn)報告1.總結(jié)電路原理中分壓、分流的具體應(yīng)用。2.總結(jié)電表的改裝方法。3.測量誤差的分析。4.設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)思考題的

26、實(shí)現(xiàn)線路。15實(shí)驗(yàn)四 電路元件伏安特性的測繪一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)會識別常用電路元件的方法。2.掌握線性電阻、非線性電阻元件伏安特性的測繪。3.掌握實(shí)驗(yàn)臺上直流電工儀表和設(shè)備的使用方法。二、 原理說明任何一個二端元件的特性可用該元件上的端電壓U與通過該元件的電流I之間的函數(shù)關(guān)系1 = f（U）來表示，即用I-U平面上的一條曲線來表征，這條曲線稱為該元件的伏安 特性曲線。1.線性電阻器的伏安特性曲線是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，如圖4-1中a所示，該直線的斜率等于該電阻器的電阻值。2.一般的白熾燈在工作時燈絲處于 高溫狀態(tài)，其燈絲電阻隨著溫度的升高 而增大，通過白熾燈的電流越大，其溫度 越高，阻值也越

27、大，一般燈泡的“冷電阻” 與“熱電阻”的阻值可相差幾倍至十幾倍， 所以它的伏安特性如圖 4-1中b曲線所示。3.一般的半導(dǎo)體二極管是一個非線性電阻元件，其伏安特性如圖4-1中c所示。正向壓降很小（一般的鍺管約為0.20.3V ,圖4-1硅管約為0.50.7V）,正向電流隨正向壓降的升高而急驟上升，而反向電壓從零一直增加 到十多至幾十伏時，其反向電流增加很小，粗略地可視為零?？梢姡O管具有單向?qū)щ?性，但反向電壓加得過高，超過管子的極限值，則會導(dǎo)致管子擊穿損壞。4.穩(wěn)壓二極管是一種特殊的半導(dǎo)體二極管，其正向特性與普通二極管類似，但其反向特性較特別，如圖 4-1中d所示。在反向電壓開始增加時，其

28、反向電流幾乎為零，但當(dāng)電 壓增加到某一數(shù)值時（稱為管子的穩(wěn)壓值，有各種不同穩(wěn)壓值的穩(wěn)壓管）電流將突然增加， 以后它的端電壓將基本維持恒定，當(dāng)外加的反向電壓繼續(xù)升高時其端電壓僅有少量增加。注意：流過二極管或穩(wěn)壓二極管的電流不能超過管子的極限值，否則管子會被燒壞。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備()16U,從0伏開始緩慢地增加，一直到 10V ,-mA -+200QJ匸+R圖4-2圖4-3UR (V)0 246810I (mA)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030V1DG042萬用表FM-47或其他1自備3直流數(shù)字毫安表0200mA1D314直流數(shù)字電壓表0200V1D315二極管IN40071DG09

29、6穩(wěn)壓管2CW511DG097白熾燈12V, 0.1A1DG098線性電阻器200 Q, 510 Q /8W1DG09四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.測定線性電阻器的伏安特性按圖4-2接線，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出電壓記下相應(yīng)的電壓表和電流表的讀數(shù)UR、|。2.測定非線性白熾燈泡的伏安特性將圖4-2中的R換成一只12V , 0.1A的燈泡，重復(fù)步驟1。 UL為燈泡的端電壓。UL (V)0.10.512345I (mA)3.測定半導(dǎo)體二極管的伏安特性按圖4-3接線，R為限流電阻器。測二極管的正向特性時， 其正向電流不得超過 35mA，二極管D的正向施壓 UD+可在00.75V之間取值。在0.50.75V之間應(yīng)多取幾個

30、測量點(diǎn)。 測反向特性時，只需將圖 4-3中的二極管D反接，且其反向施壓 UD-可達(dá)30V。正向特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)U D+ (V)0.100.300.500.550.600.650.700.75I (mA)反向特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)+1KDIN400717UD - (V)0-5-10-15-20-25-30I (mA)4.測定穩(wěn)壓二極管的伏安特性(1)正向特性實(shí)驗(yàn)：將圖4-3中的二極管換成穩(wěn)壓二極管2CW51，重復(fù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 3中的正向測量。Uz+為2CW51的正向施壓。UZ+ (V)I (mA)(2)反向特性實(shí)驗(yàn)：將圖 4-3中的R換成510 Q, 2CW51反接，測量2CW51的反向特 性。穩(wěn)壓電源的輸出電壓

31、 UO從020V，測量2CW51二端的電壓Uz-及電流I，由Uz-可 看出其穩(wěn)壓特性。UO(V)UZ- (V)I (mA)五、 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.測二極管正向特性時，穩(wěn)壓電源輸出應(yīng)由小至大逐漸增加，應(yīng)時刻注意電流表讀數(shù)不得超過35mA。2.如果要測定2AP9的伏安特性，則正向特性的電壓值應(yīng)取0, 0.10, 0.13, 0.15, 0.17,0.19, 0.21, 0.24, 0.30 (V),反向特性的電壓值取 0, 2, 4,10(V)。3.進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)先估算電壓和電流值，合理選擇儀表的量程， 勿使儀表超量程，儀表的極性亦不可接錯。六、 思考題1.線性電阻與非線性電阻的概念是什么？電阻

32、器與二極管的伏安特性有何區(qū)別？2.設(shè)某器件伏安特性曲線的函數(shù)式為1 = f(U)，試問在逐點(diǎn)繪制曲線時，其坐標(biāo)變量應(yīng)如何放置？3.穩(wěn)壓二極管與普通二極管有何區(qū)別，其用途如何？4.在圖4-3中，設(shè)U=2V , UD+=0.7V，貝U mA表讀數(shù)為多少？七、 實(shí)驗(yàn)報告1.根據(jù)各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別在方格紙上繪制出光滑的伏安特性曲線。(其中二極管和穩(wěn)壓管的正、反向特性均要求畫在同一張圖中，正、反向電壓可取為不同的比例尺)2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)、歸納被測各元件的特性。3.必要的誤差分析。4.心得體會及其他。18電源插頭實(shí)驗(yàn)五電位、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

33、對性2.掌握電路電位圖的繪制方法二、 原理說明在一個閉合電路中，各點(diǎn)電位的高低視所選的電位參考點(diǎn)的不同而變，但任意兩點(diǎn)間 的電位差（即電壓）則是絕對的，它不因參考點(diǎn)的變動而改變。電位圖是一種平面坐標(biāo)一、四兩象限內(nèi)的折線圖。其縱坐標(biāo)為電位值，橫坐標(biāo)為各被測點(diǎn)。要制作某一電路的電位圖，先以一定的順序?qū)﹄娐分懈鞅粶y點(diǎn)編號。以圖5-1的電路為例，如圖中的 AF,并在坐標(biāo)橫軸上按順序、均勻間隔標(biāo)上 A、B、C、D、E、F、A。 再根據(jù)測得的各點(diǎn)電位值， 在各點(diǎn)所在的垂直線上描點(diǎn)。用直線依次連接相鄰兩個電位點(diǎn)，即得該電路的電位圖。在電位圖中，任意兩個被測點(diǎn)的縱坐標(biāo)值之差即為該兩點(diǎn)之間的電壓值。在電路中電位

34、參考點(diǎn)可任意選定。對于不同的參考點(diǎn)，所繪出的電位圖形是不同的， 但其各點(diǎn)電位變化的規(guī)律卻是一樣的。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1直流可調(diào)穩(wěn)壓電源030V二路DG042萬用表1自備3直流數(shù)字電壓表0200V1D314電位、電壓測定實(shí)驗(yàn)電路板1DG05四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用DG05實(shí)驗(yàn)掛箱上的“基爾霍夫定律 /疊加原理”線路，按圖 5-1接線。1.分別將兩路直流穩(wěn)壓電源接入電路，令Ui = 6V, U2= 12V。（先調(diào)準(zhǔn)輸出電壓值，圖5-1電流插座19再接入實(shí)驗(yàn)線路中。）2.以圖5-1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$及相鄰兩點(diǎn)之間的電壓值UAB、UBC、UC

35、D、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。電位介嚴(yán) 參考點(diǎn)與U$ A$ B$ C$ D$ E$ FUABUBCUCDU DEUEFU FA計(jì)算值測量值A(chǔ)相對誤差計(jì)算值測量值D相對誤差五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1本實(shí)驗(yàn)線路板系多個實(shí)驗(yàn)通用，本次實(shí)驗(yàn)中不使用電流插頭。DG05上的K3應(yīng)撥向330 Q側(cè)，三個故障按鍵均不得按下。2.測量電位時，用指針式萬用表的直流電壓檔或用數(shù)字直流電壓表測量時，用負(fù)表棒（黑色）接參考電位點(diǎn)，用正表棒（紅色）接被測各點(diǎn)。若指針正向偏轉(zhuǎn)或數(shù)顯表顯示正值，則表明該點(diǎn)電位為正（即高于參考點(diǎn)電位）；若指針反向偏轉(zhuǎn)或數(shù)顯表顯示負(fù)

36、值，此時應(yīng)調(diào)換萬用表的表棒，然后讀出數(shù)值，此時在電位值之前應(yīng)加一負(fù)號（表明該點(diǎn)電位低 于參考點(diǎn)電位）。數(shù)顯表也可不調(diào)換表棒，直接讀出負(fù)值。六、 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)，試問此時各點(diǎn)的電位值應(yīng)有何變化？七、 實(shí)驗(yàn)報告1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制兩個電位圖形，并對照觀察各對應(yīng)兩點(diǎn)間的電壓情況。兩個 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。2.完成數(shù)據(jù)表格中的計(jì)算，對誤差作必要的分析。3.總結(jié)電位相對性和電壓絕對性的結(jié)論。4.心得體會及其他。實(shí)驗(yàn)六基爾霍夫定律的驗(yàn)證、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)會用電

37、流插頭、插座測量各支路電流。20二、原理說明基爾霍夫定律是電路的基本定律。測量某電路的各支路電流及每個元件兩端的電壓，應(yīng)能分別滿足基爾霍夫電流定律（KCL ）和電壓定律（KVL ）。即對電路中的任一個節(jié)點(diǎn)而言，應(yīng)有I = 0;對任何一個閉合回路而言，應(yīng)有 U = 0。運(yùn)用上述定律時必須注意各支路或閉合回路中電流的正方向，此方向可預(yù)先任意設(shè)三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1直流可調(diào)穩(wěn)壓電源030V二路DG042萬用表1自備3直流數(shù)字電壓表0200V1D314電位、電壓測定實(shí)驗(yàn)電路板1DG05四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)線路與實(shí)驗(yàn)五圖 5-1相同，用DG05掛箱的“基爾霍夫定律/疊加原理”線路。1.實(shí)驗(yàn)

38、前先任意設(shè)定三條支路和三個閉合回路的電流正方向。圖5-1中的11、|2、|3的方向已設(shè)定。三個閉合回路的電流正方向可設(shè)為ADEFA、BADCB和FBCEF。2.分別將兩路直流穩(wěn)壓源接入電路，令U1= 6V , U2= 12V。3.熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu)，將電流插頭的兩端接至數(shù)字毫安表的“ +、一 ”兩端。4.將電流插頭分別插入三條支路的三個電流插座中，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壓值，記錄之。被測量h(mA)l2(mA)b(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五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 同實(shí)驗(yàn)

39、五的注意 1，但需用到電流插座。2所有需要測量的電壓值，均以電壓表測量的讀數(shù)為準(zhǔn)。U1、U2 也需測量，不應(yīng)取電源本身的顯示值。3.防止穩(wěn)壓電源兩個輸出端碰線短路。4.用指針式電壓表或電流表測量電壓或電流時， 如果儀表指針反偏，則必須調(diào)換儀 表極性， 重新測量。 此時指針正偏， 可讀得電壓或電流值。 若用數(shù)顯電壓表或電流表測量， 21則可直接讀出電壓或電流值。但應(yīng)注意：所讀得的電壓或電流值的正確正、負(fù)號應(yīng)根據(jù)設(shè) 定的電流參考方向來判斷。六、預(yù)習(xí)思考題1.根據(jù)圖 5-1 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，可正確地選定毫安表和電壓表的量

40、程。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)時應(yīng)注意什么？若用直流數(shù)字毫安表進(jìn)行測量時，則會有 什么顯示呢？七、實(shí)驗(yàn)報告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。2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選定實(shí)驗(yàn)電路中的任一個閉合回路，驗(yàn)證 KVL 的正確性。3.將支路和閉合回路的電流方向重新設(shè)定，重復(fù)1、2 兩項(xiàng)驗(yàn)證。4.誤差原因分析。5.心得體會及其他。221.將兩路穩(wěn)壓源的輸出分別調(diào)節(jié)為2.令Ui電源單獨(dú)作用（將開關(guān)實(shí)驗(yàn)七疊加原理的驗(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

41、、 原理說明疊加原理指出：在有多個獨(dú)立源共同作用下的線性電路中，通過每一個元件的電流或 其兩端的電壓，可以看成是由每一個獨(dú)立源單獨(dú)作用時在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的 代數(shù)和。線性電路的齊次性是指當(dāng)激勵信號（某獨(dú)立源的值）增加或減小K倍時，電路的響應(yīng)（即在電路中各電阻元件上所建立的電流和電壓值）也將增加或減小K倍。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1直流穩(wěn)壓電源030V可調(diào)二路DG042萬用表1自備3直流數(shù)字電壓表0200V1D314直流數(shù)字毫安表0200mV1D315迭加原理實(shí)驗(yàn)電路板1DG05四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)線路如圖7-1所示，用DG05掛箱的“基爾夫定律/疊加原理”線路。Ki投向Ui

42、側(cè)，開關(guān)K2投向短路側(cè)）。用直流數(shù)字電510Q12V和6V，接入Ui和U2處。237-1。壓表和毫安表（接電流插頭）測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表表7-1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2U單獨(dú)作用3.令U2電源單獨(dú)作用（將開關(guān)Ki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的測量和記錄，數(shù)據(jù)記入表7-1。4.令Ui和U2共同作用（開關(guān) Ki和K2分別投向Ui和U2側(cè)），重復(fù)上述的測量和記 錄，數(shù)據(jù)記入表7-1。5.將U2的數(shù)值調(diào)

43、至+ 12V，重復(fù)上述第3項(xiàng)的測量并記錄，數(shù)據(jù)記入表7-1。6.將R5（ 330 Q）換成二極管 1N4007 （即將開關(guān) 心投向二極管IN4007側(cè)），重復(fù)1“5的測量過程，數(shù)據(jù)記入表7-2。7.任意按下某個故障設(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)。表7-2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2U單獨(dú)作用五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.用電流插頭測量各支路電流時，或者用電壓表測量電壓降時，應(yīng)注意儀表的極性, 正確判斷測得值的+、號后，記

44、入數(shù)據(jù)表格。2.注意儀表量程的及時更換。六、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？2.實(shí)驗(yàn)電路中，若有一個電阻器改為二極管， 試問疊加原理的迭加性與齊次性還成 立嗎？為什么？24七、實(shí)驗(yàn)報告1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，進(jìn)行分析、比較，歸納、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，即驗(yàn)證線性電路的疊 加性與齊次性。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。3.通過實(shí)驗(yàn)步驟 6及分析表格 7-2 的數(shù)據(jù)，你能得出什么樣的結(jié)論？4.心得體會及其他。25+-USR)rls= LS/RQ go= 1/ R)

45、UR_Us=ls .R)=1/g0R_實(shí)驗(yàn)八電壓源與電流源的等效變換、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握電源外特性的測試方法。2.驗(yàn)證電壓源與電流源等效變換的條件。二、原理說明1.一個直流穩(wěn)壓電源在一定的電流范圍內(nèi)，具有很小的內(nèi)阻。 故在實(shí)用中，常將它視為一個理想的電壓源，即其輸出電壓不隨負(fù)載電流而變。其外特性曲線，即其伏安特性曲線U = f（l）是一條平行于I軸的直線。一個實(shí)用中的恒流源在一定的電壓范圍內(nèi)，可視為一個理想的電流源。2.一個實(shí)際的電壓源（或電流源），其端電壓（或輸出電流）不可能不隨負(fù)載而變，因它具有一定的內(nèi)阻值。故在實(shí)驗(yàn)中，用一個小阻值的電阻（或大電阻）與穩(wěn)壓源（或恒 流源）相串聯(lián)（或并聯(lián)）來摸

46、擬一個實(shí)際的電壓源（或電流源）。3.一個實(shí)際的電源，就其外部特性而言， 既可以看成是一個電壓源，又可以看成是一個電流源。若視為電壓源，則可用一個理想的電壓源 Us與一個電阻Ro相串聯(lián)的組合來表 示；若視為電流源，則可用一個理想電流源Is與一電導(dǎo)go相并聯(lián)的組合來表示。如果這兩種電源能向同樣大小的負(fù)載供出同樣大小的電流和端電壓，則稱這兩個電源是等效的，即具有相同的外特性。一個電壓源與一個電流源等效變換的條件為：ls= Us/ Ro, go= 1/Ro 或 Us= IsRo , Ro= 1/ go。 如圖 8-1 所示。圖8-126三、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030V1

47、DG042可調(diào)直流恒流源0500mA1DG043直流數(shù)字電壓表0200V1D314直流數(shù)字毫安表0200mA1D315萬用表1自備6電阻器120 Q, 200 Q300 Q, 1KQDG097可調(diào)電阻箱099999.9 Q1DG098實(shí)驗(yàn)線路DG05四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.測定直流穩(wěn)壓電源與實(shí)際電壓源的外特性按圖8-2接線。Us為+ 12V直流穩(wěn)壓電源(將 Ro短接)。調(diào)節(jié)R2,令其阻值由大 至小變化，記錄兩表的讀數(shù)。圖8-2圖8-3U(V)I (mA)(2)按圖8-3接線，虛線框可模擬為一個實(shí)際的電壓源。調(diào)節(jié)R2,令其阻值由大至小變化，記錄兩表的讀數(shù)。U (V)I (mA)2.測定電流源的外特性27

48、按圖8-4接線，Is為直流恒流源，調(diào)節(jié)其輸出為10mA，令Ro分別為1K Q和即接入和斷開)，調(diào)節(jié)電位器 RL (從0至1K Q),測出這兩種情況下的電壓表和電流表的讀 數(shù)。自擬數(shù)據(jù)表格，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3.測定電源等效變換的條件 先按圖8-5( a)線路接線，記 錄線路中兩表的讀數(shù)。然后利用圖 8-5(a)中右側(cè)的元件和儀表，按圖 8-5(b)接線。調(diào)節(jié)恒流源的輸出電流 Is,使兩表的讀數(shù)與8- 5(a)時的數(shù)值 相等，記錄Is之值，驗(yàn)證等效變換 條件的正確性。_mA _ 亠+J sM0mARo1K或OO4RLi-1K1li+f mA -12VFS120QimA510Q 圖8-5五、 實(shí)驗(yàn)注意

49、事項(xiàng)1.在測電壓源外特性時，不要忘記測空載時的電壓值，測電流源外特性時，不要忘記測短路時的電流值，注意恒流源負(fù)載電壓不要超過20伏，負(fù)載不要開路。2.換接線路時，必須關(guān)閉電源開關(guān)。3.直流儀表的接入應(yīng)注意極性與量程。六、 預(yù)習(xí)思考題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？2.電壓源與電流源的外特性為什么呈下降變化趨勢，穩(wěn)壓源和恒流源的輸出在任何負(fù)載下是否保持恒值？七、 實(shí)驗(yàn)報告1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出電源的四條外特性曲線，并總結(jié)、歸納各類電源的特性。2.從實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證電源等效變換的條件。3心得體會及其他。+圖8-4(a)(b)28則易損壞其內(nèi)部元件，因此不宜

50、用此法。(2)伏安法測Ro用電壓表、電流表測出有源二端網(wǎng) 絡(luò)的外特性曲線，如圖9-1所示。 根據(jù)外特性曲線求出斜率tg 0,則內(nèi)阻U UocRo= tg 0= -= - 。I Isc也可以先測量開路電壓Uoc,再測量電流為額定值IN時的輸出被測有源網(wǎng)絡(luò)圖9-2RLVUC/2J j實(shí)驗(yàn)九戴維南定理和諾頓定理的驗(yàn)證有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.驗(yàn)證戴維南定理和諾頓定理的正確性，加深對該定理的理解。2.掌握測量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。二、 原理說明1.任何一個線性含源網(wǎng)絡(luò)，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流， 則可將電路的其 余部分看作是一個有源二端網(wǎng)絡(luò)(或稱為含源一端口網(wǎng)絡(luò))

51、 。戴維南定理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個電壓源與一個電阻的串聯(lián)來 等效代替，此電壓源的電動勢Us等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc，其等效內(nèi)阻Ro等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源均置零(理想電壓源視為短接，理想電流源視為開路)時的等 效電阻。諾頓定理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個電流源與一個電阻的并聯(lián)組合 來等效代替，此電流源的電流Is等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流Isc,其等效內(nèi)阻Ro定義同戴維南定理。Uoc( Us)和Ro或者Isc (Is)和Ro稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。2.有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測量方法(1)開路電壓、短路電流法測Ro在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時，用電壓

52、表直接測 其輸出端的開路電壓 Uoc，然后再將其輸出端短路, 用電流表測其短路電流 Isc，則等效內(nèi)阻為UocRo= -Isc如果二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很小，若將其輸出端口短路圖9-129U oc UN端電壓值UN，則內(nèi)阻為 Ro=-。IN(3)半電壓法測Ro如圖9-2所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測網(wǎng)絡(luò)開 路電壓的一半時，負(fù)載電阻(由電阻箱的讀數(shù) 確定)即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。(4)零示法測在測量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓時，用電壓表直接測量會造成較大的誤差。為了消除電壓表內(nèi)阻的影響，往往采用零示測量法，如圖9-3所示.。零示法測量原理是用一低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測有源二端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較，當(dāng)穩(wěn)壓電

53、源的輸出電壓與有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓相等時，電壓表的讀數(shù)將為“0 ”。然后將電路斷開，測量此時穩(wěn)壓電源的輸出電壓，即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓。三、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0 30V1DG042可調(diào)直流恒流源0 500mA1DG043直流數(shù)字電壓表0 200V1D314直流數(shù)字毫安表0 200mA1D315萬用表1自備6可調(diào)電阻箱0 99999.9 Q1DG097電位器1K/2W1DG098戴維南定理實(shí)驗(yàn)電路板1DG05四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容被 1-測r-tV-+有 Ro|源#U網(wǎng) US(J)絡(luò) _|1 .圖9-3被測有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖9-4(a)。圖9-4(b)301.用開

54、路電壓、短路電流法測定戴維南等效 電路的Uoc、Ro和諾頓等效電路的Isc、Ro。按 圖9-4（a）接入穩(wěn)壓電源 Us=12V和恒流源ls=10mA， 不接入RL。測出UOC和Isc,并計(jì)算出Ro。（測UOC 時，不接入mA表。）2.負(fù)載實(shí)驗(yàn)按圖9-4（a）接入RL。改變RL阻值，測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線。U (v)I（ mA）3.驗(yàn)證戴維南定理：從電阻箱上取得按步驟“1 ”所得的等效電阻 R0之值， 然后令其與直流穩(wěn)壓電源（調(diào)到步驟“ 1”時所測得的開路電壓 Uoc之值）相串聯(lián)，如圖 9-4（b） 所示，仿照步驟“ 2”測其外特性，對戴氏定理進(jìn)行驗(yàn)證。U（ v）I（ mA）4.驗(yàn)證諾頓定

55、理：從電阻箱上取得按步驟“ 1 ”所得的等效電阻 R0之值，然后令其 與直流恒流源（調(diào)到步驟“ 1”時所測得的短路電流Isc之值）相并聯(lián)，如圖 9-5所示，仿 照步驟“ 2”測其外特性，對諾頓定理進(jìn)行驗(yàn)證。U (v)I (mA)5.有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻（又稱入端電阻）的直接測量法。見圖9-4（a）。將被測有源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨(dú)立源置零（去掉電流源 IS和電壓源Us,并在原電壓源所接的兩點(diǎn)用一根短路導(dǎo)線相連），然后用伏安法或者直接用萬用表的歐姆檔去測定負(fù)載RL開路時A、B兩點(diǎn)間的電阻，此即為被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0，或稱網(wǎng)絡(luò)的入端電阻 Ri。6.用半電壓法和零示法測量被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻 格自擬。五、實(shí)

56、驗(yàn)注意事項(xiàng)1.測量時應(yīng)注意電流表量程的更換。2.步驟“ 5”中，電壓源置零時不可將 穩(wěn)壓源短接。3.用萬表直接測 R0時，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨(dú)立 源必須先置零，以免損壞萬用表。其次，歐 姆檔必須經(jīng)調(diào)零后再進(jìn)行測量。Uoc(v)Isc(mA)R0=Uoc/Isc(Q)Uoc。線路及數(shù)據(jù)表R0及其開路電壓圖9-5314.用零示法測量UOC時，應(yīng)先將穩(wěn)壓電源的輸出調(diào)至接近于UOC，再按圖9-3測量。5.改接線路時，要關(guān)掉電源。六、預(yù)習(xí)思考題1.在求戴維南或諾頓等效電路時，作短路試驗(yàn)，測Isc的條件是什么？在本實(shí)驗(yàn)中可否直接作負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)？請實(shí)驗(yàn)前對線路9-4(a) 預(yù)先作好計(jì)算，以便調(diào)整實(shí)驗(yàn)線路及測量時可準(zhǔn)確

57、地選取電表的量程。2.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(diǎn)。七、實(shí)驗(yàn)報告1.根據(jù)步驟 2、3、4，分別繪出曲線，驗(yàn)證戴維南定理和諾頓定理的正確性，并分析產(chǎn)生誤差的原因。2.根據(jù)步驟1、5、6的幾種方法測得的 Uoc與Ro與預(yù)習(xí)時電路計(jì)算的結(jié)果作比較， 你能得出什么結(jié)論。3.歸納、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。4.心得體會及其他。32P I 2RLUR。RL)2RL,實(shí)驗(yàn)十最大功率傳輸條件測定一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握負(fù)載獲得最大傳輸功率的條件。2.了解電源輸出功率與效率的關(guān)系。二、 原理說明1.電源與負(fù)載功率的關(guān)系圖10-1可視為由一個電源向負(fù)載輸送電能的模型，Ro可視為電源內(nèi)阻和傳輸線

58、路電阻的總和，RL為可變負(fù)載電阻。負(fù)載RL上消耗的功率P可由下式表示：當(dāng)RL=0或RL= m時，電源輸送給負(fù)載的功率均為零。而以不同的RL值代入上式可求得不同的P值，其中必有一個 RL值，使負(fù)載能從電源處獲得最大的功率。2.負(fù)載獲得最大功率的條件根據(jù)數(shù)學(xué)求最大值的方法，令負(fù)載功率表達(dá)式中的RL為自變量，P為應(yīng)變量，并使dP/dRL=O，即可求得最大功率傳輸?shù)臈l件：2 2dP 0 即 _dp (Ro RL) 2RL(RL Ro)UdRL，dRL(Ro RL)4令(RL RO)2 2RL(RL RO) 0,解得:RL Ro當(dāng)滿足RL=RO時，負(fù)載從電源獲得的最大功率為：U 、2U、2UPMAX (

59、R辰)RLRL 贏這時，稱此電路處于“匹配”工作狀態(tài)。3.匹配電路的特點(diǎn)及應(yīng)用在電路處于“匹配”狀態(tài)時，電源本身要消耗一半的功率。此時電源的效率只有 5o%。 顯然，這對電力系統(tǒng)的能量傳輸過程是絕對不允許的。發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻是很小的，電路傳輸 的最主要指標(biāo)是要高效率送電，最好是1oo%的功率均傳送給負(fù)載。為此負(fù)載電阻應(yīng)遠(yuǎn)大于電源的內(nèi)阻，即不允許運(yùn)行在匹配狀態(tài)。而在電子技術(shù)領(lǐng)域里卻完全不同。一般的信號 源本身功率較小，且都有較大的內(nèi)阻。而負(fù)載電阻(如揚(yáng)聲器等)往往是較小的定值，且 希望能從電源獲得最大的功率輸出，而電源的效率往往不予考慮。通常設(shè)法改變負(fù)載電阻，或者在信號源與負(fù)載之間加阻抗變換器(如音

60、頻功放的輸出級與揚(yáng)聲器之間的輸出變壓 器),使電路處于工作匹配狀態(tài)，以使負(fù)載能獲得最大的輸出功率。33圖 10-2三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備（見右表）四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.按圖10-2接線，負(fù)載RL 取自元件箱DG09的電阻箱。2.按表10-1所列內(nèi)容，令 RL在01K范圍內(nèi)變化時，分別測出U。、UL及I的值，表中UO, PO分別為穩(wěn)壓電源的輸出電壓和功率，UL、PL分別為RL二端的電壓和功率，I為電路的電流。在 PL最大值附近應(yīng)多測幾點(diǎn)。表 10-1 （單位：R-Q, U V, I mA, P W）US=RL1K10VUOR01 =UL100IQPOPLUS=RL1K15VUOR02 =UL300IQ