電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告機(jī)電工程學(xué)院《電工電子學(xué)(一)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院班級姓名學(xué)號溫州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院制實(shí)驗(yàn)一基爾霍夫定律的考證和電源的等效變換123溫州大學(xué)學(xué)生原始記錄表（硬件）課程名稱：_________________________實(shí)驗(yàn)室名稱：____________________實(shí)驗(yàn)名稱：______________________________實(shí)驗(yàn)時(shí)間：_________________班級：________學(xué)生姓名：_______________同組人員：____原始記錄內(nèi)容4實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師：實(shí)驗(yàn)名稱：常用電子儀器的使用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼J(rèn)識常用電子儀器的主要技術(shù)指標(biāo)、主要性能以及面板上各樣旋鈕的功能。2.掌握實(shí)驗(yàn)室常用電子儀器的使用方法。二、主要儀器設(shè)施1.XJ4318型雙蹤示波器。2.DF2172B型溝通電壓表。3.XJ1631數(shù)字函數(shù)信號發(fā)生器。4.HY3003D-3型可調(diào)式直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源。5.10kΩ電阻和0.01μF電容各一個(gè)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用示波器檢測機(jī)內(nèi)“校訂信號”波形第一將示波器的“顯示方式開關(guān)(VERTCALMODE)”置于單蹤顯示，即Y1(CH1)或Y2(CH2)，“觸發(fā)方式開關(guān)(TRIGGER)”置于“自動(AUTO)”即自激狀態(tài)。開啟電源開關(guān)后，調(diào)理“輝度(INTEN)”、“聚焦(FOCUS)”“協(xié)助聚焦”等旋鈕，使熒光屏上顯示一條細(xì)并且亮度適中的掃描基線。將示波器的“校訂信號”引入上邊選定的Y通道(CH1或CH2)，將Y軸“輸入耦合方式開關(guān)”置于“AC”或“DC”，調(diào)理X軸“掃描速率選擇開關(guān)”(t/div或t/cm)和Y軸“軸入敏捷度開關(guān)(V/div或V/cm)”，并且將各自的“微調(diào)”旋鈕置于校訂地點(diǎn)，使示波器顯示屏上顯示出約兩個(gè)周期，垂直方向約4~8div(cm)的校訂信號波形。從示波器顯示屏的坐標(biāo)刻度上讀得X軸(水平)方向和Y軸(與X軸垂直)方向的原始數(shù)據(jù)(即從示波器刻度上讀取的刻度數(shù)值和所選的刻度單位值)，填入表4-1，并計(jì)算出對應(yīng)的實(shí)測值。表4-1察看“Y軸輸入敏捷度微調(diào)開關(guān)”和“X軸掃描速率微調(diào)開關(guān)”出在順時(shí)針究竟和逆時(shí)針究竟兩個(gè)極端地點(diǎn)時(shí)，屏幕讀數(shù)與信號標(biāo)稱值的差異(標(biāo)稱值指的信號源輸出所表示的數(shù)值)。領(lǐng)會丈量時(shí)不將“微調(diào)”旋鈕置于校訂地點(diǎn)所造成的影響。2.用示波器和溝通毫伏表丈量信號參數(shù)調(diào)理信號發(fā)生器的有關(guān)旋鈕，使輸出頻次分別為200Hz、1kHz、5kHz、10kHz，有效值等于1V(用溝通毫伏表測定)的正弦波，用示波器分別丈量上述信號的頻次，將測得的數(shù)據(jù)填入表4-2。注意：用示波器丈量信號參數(shù)時(shí)，被測信號在示波器上顯示的波形大小要適合！表4-2(2)調(diào)理信號發(fā)生器有關(guān)旋鈕，使輸出信號頻次為1kHz、有效值分別為0.5V、1V、2V、3V、(用溝通毫伏表測定)的正弦波，用示波器分別丈量上述正弦波的峰-峰值UP-P(即正弦波正半周最高點(diǎn)與負(fù)4-3。表4-3用示波器丈量兩信號的相位差實(shí)驗(yàn)電路如圖4-1所示。uS是信號發(fā)生器輸出的頻次為1kHz、有效值約為5V的正弦波，加于RC串連電路兩頭，設(shè)電阻R上的電壓為uR，則uS與uR頻次同樣、相位不一樣，用示波器可丈量uS與uR的相位差。將uS和uR分別加到雙蹤示波器的兩個(gè)輸入端Y1(CH1)和Y2(CH2)，示波器的“顯示方式開關(guān)(VERTCALMODE)”置于“交替(ALT)”或“斷續(xù)(CHOP)”擋，選擇適合的X軸觸起源，讓觸發(fā)信號取自uS(CH1)，調(diào)理“觸發(fā)電平(LEVEL)”旋鈕，調(diào)理Y1和Y2的“移位(POSITION)”和“輸入敏捷開關(guān)”(V/div)以及微調(diào)旋鈕，使在屏幕上顯示出兩個(gè)穩(wěn)固的正弦波uS和uR，如圖4-2所示。依據(jù)uS與uR波形在水平方向上的差距格數(shù)D，以及uS或uR波形一個(gè)周期的格數(shù)T，則可求得uS與uR兩個(gè)波形的相位差：??360??DT圖4-1RC串連電路圖4-2圖4-1電路的波形將圖4-1電路丈量結(jié)果記入表4-4。表4-4用示波器丈量方波和三角波的參數(shù)調(diào)理信號發(fā)生器的有關(guān)旋鈕，使分別輸出擁有必定幅度(峰-峰值為幾伏)和頻次(幾千赫)的方波和三角波，用示波器分別察看和丈量，并記入表4-5。表4-5四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和有關(guān)表格。各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果已填入上述各表中，各表計(jì)算過程以下：表4-1：幅度UP-P丈量值：4×0.05=0.2V頻次f丈量值：1/(5×0.2/1000)=1000Hz表4-2：周期/ms=(一周期的格數(shù)div)×(掃描開關(guān)ms/div的地點(diǎn))包含單位換算頻次/kHz=1/(周期/ms)峰-峰值UP-P/V=(峰-峰值的格數(shù)div)×(Y軸敏捷度開關(guān)V/div的地點(diǎn))有效值U/V=(峰-峰值UP-P/V)/22表4-4：兩波形的相位差φ0.9/9.7×360=33.4o表4-5：峰-峰值/V=(峰-峰值格數(shù)div)×(Y軸敏捷度V/div)周期/ms=(周期格數(shù)div)×(掃描速率t/div)包含單位換算表4-3：總結(jié)使用電子儀器特別是雙蹤示波器的領(lǐng)會。本次實(shí)驗(yàn)使用到的主要電子儀器是雙蹤示波器，是一種用途很廣的電子丈量儀器，在以前的大學(xué)物理的多個(gè)實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)有所接觸。雙蹤示波器的優(yōu)勢在于，能夠同時(shí)丈量兩種不一樣信號的波形，可將其同時(shí)顯示進(jìn)行對照和計(jì)算，為丈量信號供應(yīng)了好多便利。在使用雙蹤示波器的過程中，應(yīng)注意在校訂時(shí)將所有“微調(diào)”旋鈕置于校訂地點(diǎn)，才能達(dá)到正確的校訂成效，不然會因?yàn)椤拔⒄{(diào)”旋鈕沒有歸位而造成后續(xù)的一系列丈量的偏差。除此以外，本次實(shí)驗(yàn)還用到了溝通毫伏表和信號發(fā)生器。在使用溝通毫伏表時(shí)，應(yīng)注意所選量程的大小一定大于被測電壓，不然很可能會破壞儀表。而在使用信號發(fā)生器時(shí)，需要注意的是開始不可以把輸出電壓調(diào)得太高，免得對后續(xù)儀器造成破壞；還需注意的是，當(dāng)輸出電壓大小不切合要求時(shí)，能夠開關(guān)“20dB”和“40dB”的按鈕，以放大或減小輸出值。五、心得領(lǐng)會本次實(shí)驗(yàn)為常用電子儀器的使用實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，我們學(xué)習(xí)了雙蹤示波器、溝通毫伏表以及信號發(fā)生器的使用，認(rèn)識了常用電子儀器的主要技術(shù)指標(biāo)、主要性能以及面板上各樣旋鈕的功能。經(jīng)過實(shí)踐操作，我們在以前已有知識的基礎(chǔ)上更為嫻熟地練習(xí)了示波器以及信號發(fā)生器的使用，同時(shí)與書籍上的有關(guān)知識聯(lián)合，領(lǐng)會了RC串連電路的原理及作用。關(guān)于本次實(shí)驗(yàn)的偏差而言，將各表丈量值與實(shí)質(zhì)值比較，能夠看出相差其實(shí)不多，絕大多數(shù)數(shù)據(jù)的偏差保持在2%之內(nèi)，最大的偏差也只有4%，可見使用示波器來丈量波形參數(shù)仍是比較正確的。存在的偏差可能由多種要素惹起，比方實(shí)驗(yàn)電路的影響、儀器內(nèi)部要素、外界環(huán)境擾亂等等。自然，也不可以清除隨機(jī)偏差，能夠經(jīng)過進(jìn)行多次平行實(shí)驗(yàn)來減小這類偏差。此外，本次實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作步驟較為復(fù)雜，數(shù)據(jù)量也許多，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)需要耐心認(rèn)真，在保證不犯錯的狀況下提升效率。遺憾的是，此次實(shí)驗(yàn)隨學(xué)習(xí)了示波器大多數(shù)按鈕的使用，但仍有少量按鈕功能沒有時(shí)機(jī)實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師：實(shí)驗(yàn)名稱：單向溝通電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會使用溝通儀表（電壓表、電流表、功率表）。2.掌握用溝通儀表丈量溝通電路電壓、電流和功率的方法。3.認(rèn)識電感性電路提升功率因數(shù)的方法和意義。二、主要儀器設(shè)施實(shí)驗(yàn)電路板2.單相溝通電源(220V)3.溝通電壓表或萬用表4.溝通電流表5.功率表6.電流插頭、插座三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容溝通功率丈量及功率要素提升按圖2-6接好實(shí)驗(yàn)電路。圖2-6丈量不接電容時(shí)間光燈支路的電流IRL和電源實(shí)質(zhì)電壓U、鎮(zhèn)流器兩頭電壓UL、日光燈管兩頭電壓UR及電路功率P，記入表2-2。計(jì)算：cosφRL=P/(U·IRL)=0.46表2-2丈量并聯(lián)不一樣電容量時(shí)的總電流I和各支路電流I、I及電路功率，記入表2-3。表2-3注：上表中的計(jì)算公式為cosφ=P/(I·U)，此中U為表2-2中的U=219V。四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)依據(jù)表2-2中的丈量數(shù)據(jù)按比率畫出日光燈支路的電壓、電流相量圖，并計(jì)算出電路參數(shù)R、RL、XL、L。如圖，因?yàn)镮RL在數(shù)值上遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于各電壓的值，因此圖中只標(biāo)了然方向，沒法按比率畫出。此外，此處IRL是依據(jù)UR的方向標(biāo)明的。(如若依據(jù)cosφRL=0.46，得IRL與U的夾角φRL=-63°，則IRL與UR的方向有少量差異，這會在后文的偏差剖析中詳細(xì)議論。)R=UR/IRL=294.7Ω據(jù)圖得UL與IRL夾角為81°，則得：RL+jXL=Z=UL/IRL=26.9+169.9jXL=169.9ΩL=XL/2пf=0.54H因此得：RL=26.9Ω是電感性仍是電容性。依據(jù)表2-3的數(shù)據(jù)，按比率畫出并聯(lián)不一樣電容量后的電源電壓和各電流的相量圖，并鑒別相應(yīng)電路所得向量圖以下，此中因?yàn)殡妷号c電流數(shù)目級相差過多，電壓未按比率繪制長度。如圖，因?yàn)棣账?lt;0，所以所測電路都為電感性。議論電感性負(fù)載用并聯(lián)電容器的方法來提升功率要素的方法和意義。依據(jù)上邊各圖所示，IRL在電容變化時(shí)基本保持不變，這是因?yàn)榧釉谪?fù)載(包含電感和日光燈)兩頭的電壓是恒定的，所以其內(nèi)部的電流不變，而當(dāng)并聯(lián)的電容改變時(shí)，只改變IC的相位，因此以致I的相位改變，能夠看出，在φ0且不停增添，以致cosφ變小，功率要素減小，此時(shí)系統(tǒng)處于電容性。此次實(shí)驗(yàn)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)次數(shù)與數(shù)據(jù)尺度的限制，沒有出現(xiàn)電阻性和電容性的狀況。綜上可得，提升功率要素的一般方法是，關(guān)于電感電路(平時(shí)使用電路往常為電感電路)，并聯(lián)適合大小的電容器有益于功率要素的提升，其電容大小以使總電壓與總電流相位差靠近0為宜。依據(jù)公式計(jì)算，當(dāng)f?12?LC?C2，即并聯(lián)諧振時(shí)，功率要素達(dá)到最大(式中R表示負(fù)載和電感的RL等效電阻)。在現(xiàn)實(shí)生活生產(chǎn)中增大功率要素是有踴躍意義的，因?yàn)檫@樣能夠更充分地利用電源所供應(yīng)的功率，增大生產(chǎn)效率。因?yàn)槠綍r(shí)所用電路大多為電感性的，所以并聯(lián)電容這類方法能夠獲得寬泛應(yīng)用，但在實(shí)質(zhì)電路設(shè)計(jì)制造中，可能會因?yàn)槎喾N要素的限制影響，不行能使得功率要素恰好為1，只好盡可能靠近于1，這也表現(xiàn)了理論與實(shí)踐的差異。五、心得領(lǐng)會本次實(shí)驗(yàn)波及到溝通電，是以前的電學(xué)實(shí)驗(yàn)從未接觸過的，整體感覺有些復(fù)雜，但經(jīng)過認(rèn)真的實(shí)踐和剖析，最后結(jié)果仍是比較切合要求的。在此次實(shí)驗(yàn)過程中，我們學(xué)習(xí)并使用了溝通儀表，并掌握了丈量溝通電路中電流、電壓及功率的方法，認(rèn)識、剖析了電感性電路提升功率因數(shù)的方法及其意義。下邊對本次實(shí)驗(yàn)的偏差進(jìn)行剖析。在不接電容時(shí)測得的數(shù)據(jù)中(表2-2)，經(jīng)過功率和總電壓與電流的計(jì)算獲得的cosφRL=0.46，為一個(gè)計(jì)算值，如持續(xù)算下去，可得φRL=-63°，即為IRL與U的夾角，但是依據(jù)剖析可知，IRL應(yīng)與UR在向量圖中的方向同樣，所以據(jù)此計(jì)算應(yīng)得UR與U的夾角也為63°；但是依據(jù)丈量值，UR與U的夾角約為51°，與計(jì)算值有所差異。這類狀況下，應(yīng)以丈量值為準(zhǔn)，因?yàn)橛?jì)算值為二次數(shù)據(jù)，并不是直接所得，所以可信度不如丈量值高。造成這類現(xiàn)象可能有多種原由：1.電路上或儀表內(nèi)有耗能元件，以致功率丈量偏小，從而以致cosφRL偏小。2.因?yàn)楣β时黼娏鞑蹇椎膯栴}，電路總線上的電流未完整流入功率表，而有部分“漏過”功率表直接進(jìn)入負(fù)載端，以致測得的功率偏小，從而使cosφRL偏小。3.因?yàn)檫@是電路初次接通后測得的數(shù)據(jù)，電路內(nèi)部及儀表內(nèi)部各元件可能還未達(dá)到穩(wěn)固狀態(tài)，對測得的數(shù)占有所影響，造成偏差，這類狀況下應(yīng)進(jìn)行多組平行實(shí)驗(yàn)，以判斷是隨機(jī)偏差仍