2019修訂電路試驗指導(dǎo)書

1、電路分析實驗指導(dǎo)書ye姓名yuan yve子班級煙臺大學(xué)實驗日期 班級 實驗臺號實驗一基爾霍夫定律的驗證一實驗?zāi)康尿炞C基爾霍夫定律的正確性，加深對基爾霍夫定律的理解。學(xué)會用電流插頭，插座來測量各支路電流的方法。二實驗原理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電壓，應(yīng) 能分別滿足基爾霍夫電流定律和電壓定律，即對電路的任意節(jié)點而言，應(yīng)有 匯1=0;對任何一個閉和回路而言，應(yīng)有匯U=0O運用該定理時需特別注意電流的參考方向，可預(yù)先任意假定。三實驗設(shè)備圖1-1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)22直流數(shù)字電壓表13電流插頭34萬用表15實驗電路板1HE-12四實驗內(nèi)容

2、1.實驗線路.實驗前先任意設(shè)定三條支路和三個閉合回路的電流參考方向。圖 1-1中方 向已設(shè)定。三個閉合回路可選為ADEFA、BADCB、FBCEF。.分別將兩路直流穩(wěn)壓電源接入電路，調(diào)節(jié)電源的輸出電壓令Ui為+6V,U2 為+ 12V。.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。.將電流插頭分別插入三條支路的三個電流插座中，測量三支路的電流并填入表格1-1中。.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并填入表格1-1 中。實驗數(shù)據(jù)表格1-1被測量|1mA|2mA|3mAU1VU2VUFAVUABVUADVUCDVUDEV計算 值測量 值相對 誤差五實驗注

3、意事項.本實驗線路板為多個實驗通用，HE-12上的K3應(yīng)撥向330側(cè)，三個故障按鍵不得按下。.所有需要測量的電壓值（包括電源輸出電壓），均以電壓表測量讀數(shù)為準(zhǔn)，不以電源表盤指示值為準(zhǔn)。.防止電源兩端碰線短路。.若電流表是指針式電流表，注意一旦發(fā)生指針反偏，必須馬上調(diào)換電流表 的極性，重新測量。此時測量值前需加一負(fù)號。.注意儀表量程的隨時更換。六預(yù)習(xí)思考題1、根據(jù)圖1-1的電路參數(shù)，計算出待測得電流和各電阻上的電壓值，填入表格1-1中，以便實驗測量時，可正確選擇毫安表和電壓表的量程。2、實驗中，若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

4、？若用直流數(shù)字 毫安表進(jìn)行測量時，則會有什么顯示？七實驗數(shù)據(jù)處理1、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，選定實驗電路中的任一節(jié)點，驗證 KCL的正確性。2、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，選定實驗電路中的任一閉合回路，驗證 KVL的正確性。3、誤差原因分析。4、心得體會及其它。實驗日期 班級 實驗臺號實驗二線性電路的疊加性和齊次性研究一實驗?zāi)康尿炞C電路疊加原理的正確性，研究疊加定理的適用性，加深對線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識和理解。二實驗原理疊加原理指出；在有幾個獨立源共同作用下的線性電路中，通過每一個元件 的電流或兩端的電壓，可以看成是由每一個獨立源單獨作用時在該元件所產(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)獨立電源單

5、獨激勵電路時，若激勵增加或減少 K倍時，則電路的響應(yīng)也增加或減少 K倍。三實驗設(shè)備/ + , Ui 12V/ + 6V U2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)22直流數(shù)字電壓表13直流數(shù)字毫安表141萬1疊加原理實驗電路板1HE-12四實驗內(nèi)容1實驗線路圖2-12令Ui電源單獨作用時（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)字電壓表和毫安表（接電流插頭）測量各支路電流及各電阻元件兩端 電壓，數(shù)據(jù)記入表格 2-1中。3令U2單獨作用時（將開關(guān) K2投向U2側(cè)，開關(guān)K1投向短路側(cè)），重復(fù)實 驗步驟2的測量和記入表格 2-1中。4令U2和Ui共同作用時（將開關(guān) K1

6、和開關(guān)K2分別投向U1, U2側(cè)），重 復(fù)上述的測量和記入表格2-1中。5將U2的數(shù)值調(diào)至+12V,重復(fù)上述實驗步驟 3的測量和記入表格 2-1中。 實驗數(shù)據(jù)表格2-1實驗內(nèi) 容U1VU2V|1mA|2mA|3mAUabVUCDVUdeVUfaVUadVU1單獨作用U2單獨作用U1U2 共 同作用2U2單獨作用6將R5換成二極管IN4007 （即將開關(guān)K3投向二極管側(cè)），重復(fù)15的測量過 程，數(shù)據(jù)記入表格 2-2。實驗數(shù)據(jù)表格2-2實驗內(nèi) 容U1VU2V|1mA|2mA|3mAUABVUCDVUDEVUFAVUADVU1單獨作用U2單獨作用U1U2 共 同作用2U2單獨作用7任意按下某個故障設(shè)

7、置按鍵，重復(fù)實驗內(nèi)容4的測量和記錄，在根據(jù)測量結(jié)果判斷出故障的性質(zhì)，數(shù)據(jù)記入表格2-3。實驗數(shù)據(jù)表格2-3實驗內(nèi) 容I1mAI 2mAI3mAUabVUCDVUdeVUfaVUadV故障 類型故障1故障2故障3五實驗注意事項1測量電流時，注意儀表的極性及數(shù)據(jù)表格中的“+”，“一”號的記錄。2注意儀表量程的及時更換。六預(yù)習(xí)思考題1在疊加原理中，要令 Ui, U2分別單獨作用，應(yīng)如何操作？可否直接將不作 用的電源短接置零？2在實驗電路中，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 ？3當(dāng)K1或K2撥向短路測時，如何測 Ua或UAb?七實驗數(shù)據(jù)處理1根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，進(jìn)行分

8、析、比較、歸納、總結(jié)實驗結(jié)論，驗證線性電路的 疊加性和齊次性。2各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計算得出？試用上述實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行 計算并作結(jié)論。3通過實驗步驟6及分析表格的數(shù)據(jù)，你能得出什么結(jié)論?4、心得體會及其它。實驗日期 班級 實驗臺號實驗三 戴維南定理一一有源二端網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的測定一實驗?zāi)康?驗證戴維南定理的正確性。2掌握測量有源二端網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的一般方法。3、設(shè)計電路測定有源二端網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。二實驗原理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有源二端網(wǎng)絡(luò)（或稱為含源一端口網(wǎng)絡(luò)）。戴維南定理指出：任何一個線性含源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個等效電壓源來代替， 此

9、電壓源的電動勢 Es等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓 Uoc,其等效等于該網(wǎng)絡(luò) 中所有獨立源均置零（理想電壓源視為短路，理想電流源視為開路）時的等 效電阻。Uoc和Ro稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)。2等效參數(shù)的測量方法（1） 開路電壓，短路電流法在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時，用電壓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,則內(nèi)阻為(2)伏安法Ro=U OCSC用電壓表，電流表測有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性如圖 曲線求出斜率tg ，則內(nèi)阻U UOCRo= tg0cI Isc用伏安法，主要是測量開路電壓及電流為額定值則內(nèi)阻為3-1所示。根據(jù)外特性k時的輸出端電壓值Un,UnR

10、o=Uoc1 N若二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很低時，則不宜測其短路電流。(3)半電壓法如圖3-2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)載電阻即為被 測有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。圖3-2(4)零本法在測量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓時，用電壓表直接測量回造成很大的誤差，為了消除電壓表內(nèi)阻的影響，往往采用零示測量法，如圖3-3。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。10(a)圖3-4預(yù)習(xí)計算開路電壓與等效電阻預(yù)習(xí)內(nèi)容在圖3

11、-4 (a)中，根據(jù)戴維南定理將 AB 即計算圖(b)所示虛線部分的開路電壓 路時的短路電流Isc的值，填入下面表格以左的電路化簡為戴維南等效電路。Uoc,等效內(nèi)阻Req及A、B直接短3-1。單擊元器件庫欄的信號源庫(sources)3-5-1 ,將直流電壓源實驗數(shù)據(jù)表格3-1UocIscReq四軟件實驗內(nèi)容及步驟1、測戴維南等效電路參數(shù)(1)取元件選取元器件(Battery)、接地(Ground)拖曳至電路工作區(qū)。11單擊元器件庫欄的基本器件庫(Basic),同樣方法選取電阻(Resistor)至電路工作區(qū)：如圖 3-5-2所示。圖中電阻的旋轉(zhuǎn)方法為先選中該元器件，然后X1 心9|后虱414

12、14.廳Ljll*!_d /rrrrni、=匕1 ,： ?l i：； I ; ：i d :T 3 J 珅 N ;七 E. l I E士 , 11 - f900。圖3-5-2基本器件庫圖 3-5-312圖3-5-1信號源庫光標(biāo)指向電阻符號單擊右鍵，則電阻圖標(biāo)逆時針旋轉(zhuǎn)元器件參數(shù)的設(shè)置雙擊一直流電壓源則彈出該電源對話框如圖3-5-3所示，將數(shù)值(Value)設(shè)置為10V。同理雙擊另一個直流電壓源，數(shù)值 (Value)設(shè)置為6V。雙擊電阻圖標(biāo)，彈出電阻瀏覽器，選才i三個電阻的阻值分別設(shè)為Ri、1.0K Q, R2、1.0KQ, R3、510?？勺冸娮璧倪x取方法與電阻基本相同，需注意其賦予的變量名可用

13、來調(diào)節(jié)變比，如圖3-5中K=a ,則a將使之減小90%,而A將使之增大 90%。XMM1調(diào)用和連接儀表單擊元器件庫的萬用表圖標(biāo)4 5 ,將其拖曳至電路工作區(qū)， 雙擊其圖標(biāo)，彈出相應(yīng)對話框設(shè)置其參數(shù)。將萬用表根據(jù)工作需要串入或并入電路中，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，將萬用表旋轉(zhuǎn)至合適狀態(tài)，其法與電阻等的連接方法相同。 啟動仿真按鈕后，測得各個參數(shù)。(2)具體操作：按圖3-6所示創(chuàng)建驗證戴維南定理的電路。Rl = R3+R4圖3-613、測定等效電阻值Req方法1根據(jù)公式ReqUOC 1 Rl ,改變可變電阻器阻值，由RL1、RL2測得Ui、U2進(jìn)而得到兩組 Reql和Req2值，取其平士值作為Req。將數(shù)據(jù)填

14、入表格3-2。實驗數(shù)據(jù)表格3-2項目U1Rl1Req1U2RL2Req2Req數(shù)值、測定等效電阻值 Req方法2根據(jù)開路短路法，測量圖3-6電路開路電壓Uoc和短路電流Isc,在圖3-7處設(shè)計電路，畫出萬用表的位置，按設(shè)計的圖3-7連線，雙擊電壓表符號，直接測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc得到數(shù)據(jù)，填入表格 3-3圖3-7 （預(yù)習(xí)時畫出設(shè)計電路）按設(shè)計的電路圖3-7連線，雙擊電流表符號，直接測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流Isc得到數(shù)據(jù)，填入表格 3-3實驗數(shù)據(jù)表格3-3項目Uoc (V)Isc (A)Req ( Q)數(shù)值14、測定有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性如圖3-8接好電路，雙擊電壓表 XMM2和電流表

15、XMM1 ,得到數(shù)據(jù)。改變負(fù)載電阻 Rl=R3+R4阻值，在不同的負(fù)載情況下，測量相應(yīng)的負(fù)載的端電壓和流過負(fù)載的電流，共取5個點將數(shù)據(jù)記入表格 3-4中。圖3-8有源二端電路電路實驗數(shù)據(jù)表格3-4Rl ( Q)610810111013101410U (V)I (mA)15、測定戴維南等效電路的外特性通過上面實驗內(nèi)容，得到等效電路參數(shù)Uoc、Req,如圖3-9連接電路，電源電壓值 V4為測得的Uoc,電源內(nèi)阻 R1+R2的值為測得的 Req。 改變負(fù)載電阻 Rl=R3+R4的阻值，在不同負(fù)載的情況下，測量相應(yīng)負(fù)載和流 過負(fù)載的電壓、電流，共取 5個點，將數(shù)據(jù)記入表格 3-5。圖3-9戴維南等效電

16、路實驗數(shù)據(jù)表格3-5Rl ( Q)610810111013101410U (V)I (mA)16五實驗數(shù)據(jù)處理1在同一坐標(biāo)系中用不同顏色筆作出兩種情況下的外特性曲線，并作適當(dāng)分 析，判斷戴維南定理得正確性。2根據(jù)實驗測得 Uoc和R與預(yù)習(xí)時電路計算的結(jié)果作比較，你能得出什么結(jié) 論。3歸納，總結(jié)實驗結(jié)果。4心得體會及其它。17實驗日期 班級 實驗臺號實驗四最大功率傳輸條件測定一實驗?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3、設(shè)計實驗電路完成最大功率傳輸條件的測定二實驗原理1、電源與負(fù)載功率的關(guān)系圖3-5可視為由一個電源向負(fù)載輸送電能的模型。Req可視為電源內(nèi)阻和傳輸

17、線路電阻的總和，Rl為可變負(fù)載電阻。負(fù)載Rl消耗的功率 P可由下2式表示： P I 2 RL RlRo Rl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) 載從電源處獲得最大功率。2、負(fù)載獲得最大功率的條件：當(dāng)滿足Rl=Ro時，負(fù)載從電源獲得的最大功率為:Pmax這時，稱此電路處于2 A Rl RoRl匹配”工作狀態(tài)。2Rl2Rl4Rl3、匹配電路的特點及應(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50%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)電機的內(nèi)阻很小，電路傳輸?shù)淖钪饕繕?biāo)是高效率送電，最好是100%勺功率傳送給負(fù)載。為此負(fù)

18、載電阻應(yīng)遠(yuǎn)大于電源內(nèi)阻，即不允許運行在匹配狀態(tài)。而 在電子技術(shù)中卻完全不同。一般的信號源本身功率較小，且有較大的內(nèi)阻。而負(fù)載電阻（揚聲器）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 與分子之間加阻抗變換器（如音頻功放的輸出級與揚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)載能獲得最大的功率輸出。18三實驗內(nèi)容設(shè)計一個實驗電路，完成圖3-5所示電路負(fù)載獲得最大傳輸功率的條件的測定中II、Ul的測量。將設(shè)計的電路畫在圖4-1處，要求電路圖中有電壓表、電流表、負(fù)載電阻及可變電阻器 R4,調(diào)節(jié)可變電阻器的阻值，即令Rl

19、在0oc之間變化，可分別測出電流表、電壓表的讀數(shù)，并填入表中，Il是二端網(wǎng)絡(luò)負(fù)載端電流，Ul是二端網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓，Pl是利用測得Il、Ul計算得到的輸出功率。將實驗數(shù)據(jù)填入表格 4-1中。圖4-1圖4-2利用功率表測試可變負(fù)載的功率19圖4-2中XWM1為功率表，Po是測得的二端網(wǎng)絡(luò)的輸出功率，填入表4-1 中。實驗數(shù)據(jù)表格4-1RL (Q)1002003004005006007009001000I l ( mA)Ul (V)Pl (mW)Po (mW)四：選做：1、測量圖4.3開路電壓和短路電流，計算出等效電阻。試測量最大功率。(預(yù)習(xí)時計算出開路電壓和短路電流)2、或測量圖4.3 (此題為P

20、86題3.18 ( b)的開路電壓和短路電 流，計算出等效電阻，試測量最大功率。ionQ凡才 ooh圖4.3Uoc(V)Isc(A )ReqPLmax理 論 值測 量 值空表4.2圖4.3的計算與測量數(shù)據(jù)圖4.4題3.18 (b)電路圖Uoc(V)Isc (A)ReqPLmax理 論 值測 量 值空表4.3圖4.4的計算與測量數(shù)據(jù)20五、實驗數(shù)據(jù)處理1、整理實驗數(shù)據(jù)，分別畫出下列各關(guān)系曲線:I l-Rl , Ul-Rl, Ul-I , Po-Rl, Pl-Rl2、根據(jù)實驗結(jié)果，說明負(fù)載獲得最大功率的條件是什么?3、心得體會及其它21實驗日期 班級實驗臺號實驗五 正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究一實驗

21、目的.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。.掌握日光燈線路的接線。.理解改善電路功率因數(shù)的意義并掌握其方法。二實驗原理.在單相正弦交流電路中，用交流電流表測得各支路的電流值，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 I 0和 U 02.圖5.1所示的RC串聯(lián)電路，在正弦穩(wěn)態(tài)信號U的激勵下，Ur和Uc保持有90o的相位差，即當(dāng)R 阻值改變時，Ur的相量軌跡是一個半圓。 U、Ur和Uc三者形成一個直角形的電壓三角形，如圖5.2所示。R值改變時，可改變 角的大小，從而達(dá)到移相的目的。1R U R-J IU-jx c=k UC圖5.1RC串聯(lián)電

22、路3.日光燈線路如圖5.3所示，圖中A是日光燈管,L是鎮(zhèn)流器，S是啟輝器，C是補償電容器，用以改善電路的功率因數(shù) （COS值）。有關(guān)日光燈的工作原理請自行查閱有關(guān)資料。（預(yù)習(xí)思考題）U 圖7-2C圖知3圖5.222220V圖5.4日光燈連接電路圖實驗設(shè)備序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1交流電壓表0 450V12交流電流表05A13功率表14自耦調(diào)壓器15鎮(zhèn)流器、啟輝器與30W日光燈配用各1HE-166日光燈管30W1屏內(nèi)7電容器1 pF,2.2F,4.7F /500V各1HE-168白熾燈及燈座220V,15W13HE-179電流插座3屏內(nèi)四實驗內(nèi)容1.按圖5.1接線。R為220V、15W的白熾燈

23、泡，電容器為 4.7 F /450V。經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，接通實驗臺電源，將自耦調(diào)壓器輸出（即 U）調(diào)至220V。記錄U、Ur和Uc的值，填入表格 5.1中，驗證電壓三角形關(guān)系。表格5.1測量值計算值U(V)Ur(V)Uc(V)U(與 Ur,Uc 組成 RtA) (U vu r2Uc2)U U U(V)U U (%)3.日光燈線路接線與測量。利用HE-16實驗箱中“30W日光燈實驗器件”、屏上與30W日光燈連通的插孔及相關(guān)器件，按圖5.4接線，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，接通實驗臺電源，23調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器輸出，使其輸出電壓緩慢增大，將電壓調(diào)至220V,測量功率P,電流I,電壓U、Ur和Uc等值，填入表格

24、5.2中驗證電壓、電流相量關(guān) 系。220V圖5.5uA表格5.2測量數(shù)值計算值測量參數(shù)P(W)cosI(A)U(V)Ul(V)Ua(V)r( Q)cos正常工作 測量值3.并聯(lián)電路-電路功率因數(shù)的改善。利用主屏上的電流插座，按圖5.5組成實驗線路。經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后， 接通實驗臺電源，將自耦調(diào)壓器輸出調(diào)至 220V,記錄功率表，電壓表讀數(shù)，通過一只電流表和三條支路的電流，改變電容值， 進(jìn)行三次重復(fù)測量。數(shù)據(jù)填入表格5.3中，表格5.3電容值 (pF)測量值計算值P(W)cosU(V)I(A)Il(A)Ic(A)I (A)cos012.24.7五實驗注意事項.本實驗用交流市電220V,務(wù)必注意用電

25、和人身安全。24.功率表要正確接入電路，讀數(shù)時要注意量程和實際讀數(shù)的折算關(guān)系。.線路接線正確，日光燈不能啟輝時，應(yīng)檢查啟輝器及其接觸是否良好。六預(yù)習(xí)思考題.參閱課外資料，了解日光燈的啟輝原理。.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，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？ （HE=16實驗箱上有短接按鈕，可用它代替啟輝器做一下試驗。）.為了提高電路的功率因數(shù)，常在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器，此時增加了一條 電流支路，試問電路的總電流是增大還是減小，此時感性元件上的電流和功 率是否改變？.提高線路功率因數(shù)為什么只采用

26、并聯(lián)電容器法，而不用串聯(lián)法？所并聯(lián)電 容器是否越大越好？七實驗數(shù)據(jù)處理.完成數(shù)據(jù)表格中的計算，進(jìn)行必要的誤差分析。.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分別繪出電壓、電流相量圖，驗證相量形式的基爾霍夫定 律。.討論改善電路功率因數(shù)的意義和方法。.裝接日光燈電路的心得體會及其他。25實驗日期 班級 實驗臺號實驗六三表法測量電路等效參數(shù)一、實驗?zāi)康?學(xué)會用交流電壓表、交流電流表和功率表測量元件的交流等效 參數(shù)的方法。.學(xué)會功率表的接法和使用。二、原理說明1.正弦交流信號激勵下的元件值或阻抗值，可以用交流電壓表、交 流電流表及功率表分別測量出元件兩端的電壓U、流過該元件的電流I和它所消耗的功率P,然后通過計算得到所求的各

27、值，這種方 法稱為三表法， 是用以測量50Hz交流電路參數(shù)的基本方法。計算的基本公式為： U P阻抗的模Z電路的功率因數(shù)cos IUI P等效電阻R Z cos等效電抗X Z sinI21或 X XL 2 fL , X XC 2 fC2.阻抗性質(zhì)的判別方法：可用在被測元件兩端并聯(lián)電容或?qū)⒈粶y元 件與電容串聯(lián)的方法來判別。其原理如下：在被測元件兩端并聯(lián)一 只適當(dāng)容量的試驗電容，若用接在電路中電流表的讀數(shù)增大，則被 測阻抗為容性，電流減小則為感性。圖 6-1(a)中，Z為待測定的元 件，C為試驗電容器。(b)圖是(a)的等效電路，圖中 G B為待測 阻抗Z的電導(dǎo)和電納，B為并聯(lián)電容C的電納。端電壓

28、有效值不 變的條件下，按下面兩種情況進(jìn)行分析：26圖6-1并聯(lián)電容測量法 設(shè)B+ B = B,若B增大，B也增大，則電路中電流I將單調(diào) 地上升，故可判斷B為容性元件。設(shè)B+ B = B,若B增大， 而B先減小而后再增大，電流I也是先減小后上升，如圖6-2所 示，則可判斷B為感性元件。工奉圖6-2由以上分析可見，當(dāng)B為容性元件時，對并聯(lián)電容C值無特殊要求； 當(dāng)B為感性元件時，B | 2B| 時，電流單調(diào)上升，與B為容性時相同，并不能說明電路是感性的。因此B | 2B|是判斷電路性質(zhì)的可靠條件，由此得判定條件為cfb o(2)與被測元件串聯(lián)一個適當(dāng)容量的試驗電容，若被測阻抗的端壓下降則判為容性，端

29、壓上升則為感性，判定條件為 I 2X|C式中X為被測阻抗的電抗值，C為串聯(lián)試驗電容值，此關(guān)系式可自 行證明。判斷待測元件的性質(zhì)，除上述借助于試驗電容C測定法外, 還可以利用該元件的電流i與電壓u之間的相位關(guān)系來判斷。若i27超前于u,為容性；i滯后于u,則為感性。3.本實驗所用的功率表為智能交流功率表，其電壓接線端應(yīng)與負(fù)載 并聯(lián)，電流接線端應(yīng)與負(fù)載串聯(lián)。三、實驗設(shè)備廳P名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)三相交流電源0 450V12交流數(shù)子電壓表0 500V13交流數(shù)子電流表05A14單相功率表15鎮(zhèn)流器（電感線圈）與30W0光燈配用17電容器1 a F,4.7 a F/500V18白熾燈15W /2

30、20V3四、實驗內(nèi)容測試線路如圖6-3所示圖6-3.按圖6-3接線，并經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可接通市電電源。.分別測量15W白熾燈（R）、40W日光燈鎮(zhèn)流器（L）和4.7 pF 電容器（C）的等效參數(shù)。要求R和C兩端所加電壓為220V, L中流過的電流小于0.4A。283.測量L、C串聯(lián)與并聯(lián)后的等效參數(shù)。被測阻抗測量值計算值電路等效參數(shù)U(V)I(A)P(Wcos。Z(Q )cos。R(Q )L(H)C(N F)15W6熾燈R電感線圈L電容器CL與C串聯(lián)L與C并聯(lián)4.驗證用用、并試驗電容法判別負(fù)載性質(zhì)的正確性。實驗線路同圖6-3，但不必接功率表，按下表內(nèi)容進(jìn)行測量和記錄。用1 NF電容并1 N

31、F電容被測元件用前端電壓(V)用后端電壓(V)并前電流(A)并后電流(A)R(三只15W白熾 燈)C(4.7 f F)L(1H)五、實驗注意事項.本實驗直接用市電220V交流電源供電， 實驗中要特別注意人身 安全，不可用手直接觸摸通電線路的裸露部分，以免觸電，進(jìn)實驗 室應(yīng)穿絕緣鞋。.自耦調(diào)壓器在接通電源前，應(yīng)將其手柄置在零位上，調(diào)節(jié)時，使 其輸出電壓從零開始逐漸升高。每次改接實驗線路、及實驗完畢， 都必須先將其旋柄慢慢調(diào)回零位，再斷電源。必須嚴(yán)格遵守這一安 全操作規(guī)程。29.實驗前應(yīng)詳細(xì)閱讀智能交流功率表的使用說明書，熟悉其使用方 法。六、預(yù)習(xí)思考題P、I和U,如何算.在50Hz的交流電路中，

32、測得一只鐵心線圈的 得它的阻值及電感量？.如何用串聯(lián)電容的方法來判別阻抗的性質(zhì)？試用 I隨Xc （串聯(lián) 容抗）的變化關(guān)系作定性分析，證明串聯(lián)試驗時， C滿足, CI 2X|。七、實驗報告.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，完成各項計算.完成預(yù)習(xí)思考題1、2的任務(wù)30實驗日期 班級 實驗臺號實驗七（一）集成運算放大器的應(yīng)用研究一、 實驗?zāi)康?、熟悉運算放大器的線性應(yīng)用。2、了解運算放大器的傳輸特性。3、利用運算放大器設(shè)計加法、減法放大器。二、原理說明1、在深度負(fù)反饋情況下，運算放大器工作于傳輸特性的線性區(qū)。集成運放兩個輸入端之間的電壓接近于零，稱為虛短；兩個輸入端幾乎不取用電流，稱 為虛斷。2、在開環(huán)或正反饋狀態(tài)下

33、， 運算放大器工作于傳輸特性的非線性區(qū)，輸出為最大值或最小值。三、實驗設(shè)備計算機，Multisim電路軟件仿真軟件四、實驗內(nèi)容_按時盤的即可取用。在連接電路圖的時候，要將+12V、-12V連接到它的Vs端和-Vs端，以提供集成運放正常工作的電壓7.1。1電壓跟隨器按圖7.1連接電路，按表7.1測量，并將結(jié)果填入表格實驗數(shù)據(jù)表格7.1Vi(v)-0.50+0.51Vo(v)Rl 5.1k31VDD圖7.1電壓跟隨器2、反向比例放大器按圖7.2畫出電路圖，按表 7.2內(nèi)容進(jìn)行測量記錄。VDD圖7.2反向比例放大器32實驗數(shù)據(jù)表格7.2直流輸入電壓Vj(mv)3010030010003000輸出電

34、壓Vo (mv)理論值(mv)預(yù)習(xí) 計算實際值(mv)誤差3、反向求和放大器設(shè)計反向求和放大器，兩個輸入信號接在反相端，在圖7.3畫出電路圖,按表格7.3內(nèi)容進(jìn)行測量記錄。實驗數(shù)據(jù)表格7.3Vii(V)0.3-0.3Vi2(V)0.30.2Vo(V)Vo(V)理論預(yù)算值圖7.3反向求和放大器(預(yù)習(xí)時畫出電路)4、減法放大器設(shè)計減法放大器，同相與反相輸入端都接輸入信號，畫在圖 7.4處，按表 格7.4內(nèi)容進(jìn)行測量記錄。實驗數(shù)據(jù)表格7.4Vm(V)120.2Vi2(V)0.51.8-0.2Vo (V)Vo(V)計算值33圖7.4減法放大器（預(yù)習(xí)時畫出電路）五、預(yù)習(xí)思考題1、實驗前對集成運算電路進(jìn)行

35、理論計算。在下面列出公式及計算過程。2、實際使用集成運放器件時，應(yīng)注意什么?六實驗數(shù)據(jù)處理總結(jié)本實驗中各種運算電路的特點及性能34實驗日期 班級實驗臺號實驗八一階、二階動態(tài)電路研究及波形變換電路設(shè)計一實驗?zāi)康?加深對RC微分電路和積分電路過渡過程的理解。2研究R、L、C電路的過渡過程。3設(shè)計電路完成短形波形轉(zhuǎn)換為鋸齒形二實驗原理（一）微分電路微分電路在脈沖技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用，是一種常用的波形變換電路，它可將銀形脈沖變換成尖脈沖電壓。在圖8.1電路中， TOC o 1-5 h z usc Ri RC 處（1）dt當(dāng)電路的時間常數(shù)RC很小時，輸入電壓與電容電壓近似相等。Usr Uc（ 2）dUsr

36、所以：Usc RC（3）dt所以稱電路圖8.1為微分電路工UR _4_ +-+UsrRU sr（二）積分電路iR十Usr：c一 Usc圖2圖82將圖8.1電路中的R、C位置對調(diào)，就得到圖 8.2電路，積分電路是另 一種常用的波形變換電路，它可將短形脈沖變換成鋸齒波。輸出電壓為電容 兩端電壓。Usc 1 idt 1 URdtC C R1,-URdt RC當(dāng)電路的時間常數(shù)UsrRC很大時，輸入電壓與電阻電壓近似相等，UR（5）35將（5）代入（4）所以:UseRCUsrdt(6)所以稱電路8.2為積分電路。（三）R、L、C電路的過渡過程將圖8.3二階動態(tài)電路接至直流電壓，當(dāng)電路參數(shù)不同時，電路的過渡 過程有不同特點：（預(yù)習(xí)并填寫）過渡過程具有時,過渡過程具有過渡過程具有usruseII +圖8.3 R、L、C二階電路三、實驗設(shè)備Mu