電路實驗報告

..目錄實驗一電位、電壓的測定及電路電位圖的繪制實驗二基爾霍夫定律的驗證實驗三線性電路疊加性和齊次性的研究實驗四受控源研究實驗六交流串聯(lián)電路的研究實驗八三相電路電壓、電流的測量實驗九三相電路功率的測量實驗一電位、電壓的測定及電路電位圖的繪制一．實驗?zāi)康?．學(xué)會測量電路中各點電位和電壓方法。理解電位的相對性和電壓的絕對性；2．學(xué)會電路電位圖的測量、繪制方法；3．掌握使用直流穩(wěn)壓電源、直流電壓表的使用方法。二．原理說明在一個確定的閉合電路中,各點電位的大小視所選的電位參考點的不同而異,但任意兩點之間的電壓〔即兩點之間的電位差則是不變的,這一性質(zhì)稱為電位的相對性和電壓的絕對性。據(jù)此性質(zhì),我們可用一只電壓表來測量出電路中各點的電位及任意兩點間的電壓。若以電路中的電位值作縱坐標,電路中各點位置〔電阻或電源作橫坐標,將測量到的各點電位在該平面中標出,并把標出點按順序用直線條相連接,就可得到電路的電位圖,每一段直線段即表示該兩點電位的變化情況。而且,任意兩點的電位變化,即為該兩點之間的電壓。在電路中,電位參考點可任意選定,對于不同的參考點,所繪出的電位圖形是不同,但其各點電位變化的規(guī)律卻是一樣的。三．實驗設(shè)備1．直流數(shù)字電壓表、直流數(shù)字毫安表2．恒壓源〔EEL－I、II、III、IV均含在主控制屏上,可能有兩種配置〔1+6V〔+5V,+12V,0～30V可調(diào)或〔2雙路0～30V可調(diào)。3．EEL－30組件〔含實驗電路或EEL－53組件四．實驗內(nèi)容實驗電路如圖1－1所示,圖中的電源US1用恒壓源中的+6V〔+5V輸出端,US2用0～+30V可調(diào)電源輸出端,并將輸出電壓調(diào)到+12V。1．測量電路中各點電位以圖1－1中的A點作為電位參考點,分別測量B、C、D、E、F各點的電位。用電壓表的黑筆端插入A點,紅筆端分別插入B、C、D、E、F各點進行測量,數(shù)據(jù)記入表1－1中。以D點作為電位參考點,重復(fù)上述步驟,測得數(shù)據(jù)記入表1－1中。圖1－12．電路中相鄰兩點之間的電壓值在圖1－1中,測量電壓UAB：將電壓表的紅筆端插入A點,黑筆端插入B點,讀電壓表讀數(shù),記入表1－1中。按同樣方法測量UBC、UCD、UDE、UEF、及UFA,測量數(shù)據(jù)記入表1－1中。表1－1電路中各點電位和電壓數(shù)據(jù)電位：V電位參考點VAVBVCVDVEVFUABUBCUCDUDEUEFUA06.10-5.74-3.74-4.360.626.0811.85-1.990.62-4.990.62D3.759.85-1.990-0.614.37五．實驗注意事項1．EEL－30組件中的實驗電路供多個實驗通用,本次實驗沒有利用到電流插頭和插座。2．實驗電路中使用的電源US2用0～+30V可調(diào)電源輸出端,應(yīng)將輸出電壓調(diào)到+12V后,再接入電路中。并防止電源輸出端短路。3．?dāng)?shù)字直流電壓表測量電位時,用黑筆端插入?yún)⒖茧娢稽c,紅筆端插入被測各點,若顯示正值,則表明該點電位為正〔即高于參考電位點；若顯示負值,表明該點電位為負〔即該點電位低于參考點電位。4．用數(shù)字直流電壓表測量電壓時,紅筆端插入被測電壓參考方向的正〔+端,黑筆端插入被測電壓參考方向的負〔-端,若顯示正值,則表明電壓參考方向與實際方向一致；若顯示負值,表明電壓參考方向與實際方向相反。六．預(yù)習(xí)與思考題1．電位參考點不同,各點電位是否相同？任兩點的電壓是否相同,為什么？答:在一個確定的閉合回路中電位參考點不同,各點的電位也不相同,但任意兩點之間的電壓是不變的,這一性質(zhì)稱為電位的相對性和電壓的絕對性。2．在測量電位、電壓時,為何數(shù)據(jù)前會出現(xiàn)±號,它們各表示什么意義？答:電位參考點選定后,各點電位不同,"+"表示該點電位比參考點大,"-"表示該點電位比參考點小;測電壓時,"+""-"表示兩點的電位相對大小,由電壓電流是否關(guān)聯(lián)決定。3．什么是電位圖形？不同的電位參考點電位圖形是否相同？如何利用電位圖形求出各點的電位和任意兩點之間的電壓。答:以電路中電位值作為縱坐標,電路各點位置作為橫坐標,將測得的各點電位在該坐標平面畫出,并把這些點用線連接,所得的圖形稱電位圖;不同的電位參考點電位圖形是不同的;在電位圖中,各點的電位為該點對應(yīng)的縱坐標,而兩點間的電壓則為該兩點間的縱坐標的差。七．實驗報告要求1．根據(jù)實驗數(shù)據(jù),分別繪制出電位參考點為A點和D點的兩個電位圖形。2．根據(jù)電路參數(shù)計算出各點電位和相鄰兩點之間的電壓值,與實驗數(shù)據(jù)相比較,對誤差作必要的分析。答：可能造成誤差的原因有：電壓表的精確度等儀器造成的誤差。3．回答思考題。實驗二基爾霍夫定律的驗證一．實驗?zāi)康?．驗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)會用電流插頭、插座測量各支路電流的方法；3．學(xué)習(xí)檢查,分析電路簡單的故障分析能力。二．原理說明1．基爾霍夫定律基爾霍夫電流定律和電壓定律是電路的基本定律,它們分別用來描述結(jié)點電流和回路電壓,即對電路中的任一結(jié)點而言,在設(shè)定電流的參考方向下,應(yīng)有∑I=0,一般流出結(jié)點的電流取正號,流入結(jié)點的電流取負號；對任何一個閉合回路而言,在設(shè)定電壓的參考方向下,繞行一周,應(yīng)有∑U=0,一般電壓方向與繞行方向一致的電壓取正號,電壓方向與繞行方向相反的電壓取負號。在實驗前,必須設(shè)定電路中所有電流、電壓的參考方向,其中電阻上的電壓方向應(yīng)與電流方向一致,見圖2－1所示。2．檢查,分析電路的簡單故障電路常見的簡單故障一般出現(xiàn)在連線或元件部分。連線部分的故障通常有連線接錯,接觸不良而造成的斷路等；元件部分的故障通常有接錯元件、元件值錯,電源輸出數(shù)值〔電壓或電流錯等。故障檢查的方法是用萬用表〔電壓檔或電阻檔或電壓表在通電或斷電狀態(tài)下檢查電路故障?！?通電檢查法：在接通電源的情況下,用萬用表的電壓檔或電壓表,根據(jù)電路工作原理,如果電路某兩點應(yīng)該有電壓,電壓表測不出電壓,或某兩點不該有電壓,而電壓表測出了電壓,或所測電壓值與電路原理不符,則故障必然出現(xiàn)在此兩點之間?！?電檢查法：在斷開電源的情況下,用萬用表的電阻檔,根據(jù)電路工作原理,如果電路中某兩點應(yīng)該導(dǎo)通而無電阻〔或電阻極小,萬用表測出開路〔或電阻極大,或某兩點應(yīng)該開路〔或電阻很大,而測得的結(jié)果為短路〔或電阻極小,則故障必然出現(xiàn)在此兩點之間。本實驗用電壓表按通電檢查法檢查、分析電路的簡單故障。三．實驗設(shè)備1．直流數(shù)字電壓表、直流數(shù)字毫安表2．恒壓源3．EEL－30組件〔含實驗電路或EEL－53組件四．實驗內(nèi)容實驗電路如圖2－1所示,圖中的電源US1用恒壓源中的+6V〔+5V輸出端,US2用0～+30V可調(diào)電源輸出端,并將輸出電壓調(diào)到+12V〔以直流數(shù)字電壓表讀數(shù)為準。實驗前先設(shè)定三條支路的電流參考方向,如圖中的I1、I2、I3所示,并熟悉線路結(jié)構(gòu),掌握各開關(guān)的操作使用方法。圖2－11．熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu)將電流插頭的紅線端插入數(shù)字毫安表的紅〔正接線端,電流插頭的黑線端插入數(shù)字毫安表的黑〔負接線端。2．測量支路電流將電流插頭分別插入三條支路的三個電流插座中,讀出各電流值。按規(guī)定：在節(jié)點A,電流表讀數(shù)為"+",表示電流流出節(jié)點,讀數(shù)為"-",表示電流流入節(jié)點,然后根據(jù)圖2－1中的電流參考方向,確定各支路電流的正、負號,并記入表2－1中。表2－1支路電流數(shù)據(jù)支路電流〔mAI1I2I3計算值-1.21-6.147.35測量值-1.22-6.187.43相對誤差0.010.040.083．測量元件電壓用直流數(shù)字電壓表分別測量兩個電源及電阻元件上的電壓值,將數(shù)據(jù)記入表2－2中。測量時電壓表的紅〔正接線端應(yīng)插入被測電壓參考方向的高電位〔正端,黑〔負接線端應(yīng)插入被測電壓參考方向的低電位〔負端。表2－2各元件電壓數(shù)據(jù)各元件電壓〔VUS1US2UR1UR2UR3UR4UR5計算值〔V5.0012.001.026.16-3.811.022.02測量值〔V5.0012.000.626.1-3.740.622相對誤差0.000.000.400.060.070.400.02五．實驗注意事項1．所有需要測量的電壓值,均以電壓表測量的讀數(shù)為準,不以電源表盤指示值為準。2．防止電源兩端碰線短路。3．若用指針式電流表進行測量時,要識別電流插頭所接電流表的"+、-"極性,倘若不換接極性,則電表指針可能反偏〔電流為負值時,此時必須調(diào)換電流表極性,重新測量,此時指針正偏,但讀得的電流值必須冠以負號。六．預(yù)習(xí)與思考題1．根據(jù)圖2－1的電路參數(shù),計算出待測的電流I1、I2、I3和各電阻上的電壓值,記入表2－2中,以便實驗測量時,可正確地選定毫安表和電壓表的量程；2．在圖2－1的電路中A、D兩節(jié)點的電流方程是否相同？為什么？答：電路中A、D兩節(jié)點的電流方程不同。電流流過A、B兩點的方向相反。3．在圖2－1的電路中可以列出幾個電壓方程？它們與繞行方向有無關(guān)系？答：可以列出三個電壓方程。它們與繞行方向有關(guān)系。4．在實驗中若用指3針萬用表直流毫安檔測各支路電流,什么情況下可能出現(xiàn)毫安表指針反偏,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)字毫安表測量時,則會有什么顯示呢？答：用萬用表測量時,當(dāng)接線反接時指針會反偏,記錄時注意數(shù)據(jù)時要改變正負號。若用數(shù)字表測量,會有正負顯示。七．實驗報告要求1．回答思考題；2．根據(jù)實驗數(shù)據(jù),選定試驗電路中的任一節(jié)點,驗證基爾霍夫電流定律〔KCL的正確性；答：選擇接點A,I1+I2+I3=-1.18-6.26+7.42=-0.02≈0,忽略實驗誤差,滿足基爾霍夫定理電流I1+I2+I3=0。3．根據(jù)實驗數(shù)據(jù),選定試驗電路中的任一閉合回路,驗證基爾霍夫電壓定律〔KVL的正確性；答：選擇回路FADEF,UR1+UR3+UR4+US1=-0.60-3.79-0.59+5.00=0.02≈0,忽略實驗誤差,滿足基爾霍夫電壓定律UR1+UR3+UR4+US1=0。4．列出求解電壓UEA和UCA的電壓方程,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)求出它們的數(shù)值；答：UEA＝－<UR3+UR4>=-<-3.79-0.59>=4.38VUCA=US2+UR2=12.01-6.18=5.83V。5．寫出實驗中檢查、分析電路故障的方法,總結(jié)查找故障體會。故障1故障2故障3測得R5兩端無電壓,R2兩端有電壓6.1V,可得R5短路測得R4兩端無電壓,R1兩端有電壓0.62V,可得R4短路忽略實驗誤差,IR2=IR1,可得R3斷開。實驗三線性電路疊加性和齊次性的研究一．實驗?zāi)康?．驗證疊加定理；2．了解疊加定理的應(yīng)用場合；3．理解線性電路的疊加性和齊次性。二．原理說明疊加原理指出：在有幾個電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電源單獨作用時在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。具體方法是：一個電源單獨作用時,其它的電源必須去掉〔電壓源短路,電流源開路；再求電流或電壓的代數(shù)和時,當(dāng)電源單獨作用時電流或電壓的參考方向與共同作用時的參考方向一致時,符號取正,否則取負。在圖3－1中：I1=I1’-I1”,I2=-I2’+I2”,I3=I3’+I3”,U<a><b><c>圖3－1疊加原理反映了線性電路的疊加性,線性電路的齊次性是指當(dāng)激勵信號〔如電源作用增加或減小K倍時,電路的響應(yīng)〔即在電路其它各電阻元件上所產(chǎn)生的電流和電壓值也將增加或減小K倍。疊加性和齊次性都只適用于求解線性電路中的電流、電壓。對于非線性電路,疊加性和齊次性都不適用。三．實驗設(shè)備1．直流數(shù)字電壓表、直流數(shù)字毫安表2．恒壓源3．EEL－30組件〔含實驗電路或EEL－53組件四．實驗內(nèi)容實驗電路如圖3－2所示,圖中：R1=R2=R3=510Ω,R2=1KΩ,R5=330Ω,電源US1用恒壓源中的+12V輸出端,US2用0～30V可調(diào)電壓輸出端,并將輸出電壓調(diào)到+6V〔以直流數(shù)字電壓表讀數(shù)為準,將開關(guān)S3投向R5側(cè)。圖3－21．US1電源單獨作用<將開關(guān)S1投向US1側(cè),開關(guān)S2投向短路側(cè)>,參考圖3－1〔b,畫出電路圖,表明各電流、電壓的參考方向。用直流數(shù)字毫安表接電流插頭測量各支路電流：將電流插頭的紅接線端插入數(shù)字毫安表的紅〔正接線端,電流插頭的黑接線端插入數(shù)字毫安表的黑〔負接線端,測量各支路電流,按規(guī)定：在結(jié)點A,電流表的讀數(shù)為"+",表示電流流出結(jié)點,讀數(shù)為"-",表示電流流入結(jié)點,然后根據(jù)電路中的電流參考方向,確定各支路電流的正、負號,并將數(shù)據(jù)記入表3－1中。用直流數(shù)字電壓表測量各電阻元件兩端電壓：電壓表的紅〔正接線端應(yīng)插入被測電阻元件電壓參考方向的正端,電壓表的黑〔負接線端插入電阻元件的另一端〔電阻元件的電壓參考方向與電流的參考方向一致,測量各電阻元件兩端電壓,數(shù)據(jù)記入表3－1中。表3－1實驗數(shù)據(jù)一測量項目實驗內(nèi)容US1<V>US2<V>I1<mA>I2<mA>I3<mA>UAB<V>UCD<V>UAD<V>UDE<V>U<V>US1單獨作用1208.6-2.40-6.2-2.37-0.78-3.18-4.34-4.33US2單獨作用061.1-3.62.4-3.56-1.161.29-0.62-0.62US1US2共同作用1269.8-5.9-3.7-6.02-1.99-2.04-4.82-4.91US2單獨作用0122.2-7.24.8-7.12-2.322.58-1.24-1.242．US2電源單獨作用〔將開關(guān)S1投向短路側(cè),開關(guān)S2投向US2側(cè),參考圖3－1〔c,畫出電路圖,標明各電流、電壓的參考方向。重復(fù)步驟1的測量并將數(shù)據(jù)記錄記入表格3－1中。3．US1和US2共同作用時〔開關(guān)S1和S2分別投向US1和US2側(cè),各電流、電壓的參考方向見圖3－2。完成上述電流、電壓的測量并將數(shù)據(jù)記入表格3－1中。4．將US2的數(shù)值調(diào)至+12V,重復(fù)第2步的測量,并將數(shù)據(jù)記錄在表3－1中。5．將開關(guān)S3投向二極管VD側(cè),即電阻R5換成一只二極管1N4007,重復(fù)步驟1～4的測量過程,并將數(shù)據(jù)記入表3－2中。表3－2實驗數(shù)據(jù)二測量項目實驗內(nèi)容US1<V>US2<V>I1<mA>I2<mA>I3<mA>UAB<V>UCD<V>UAD<V>UDE<V>U<V>US1單獨作用1205．0-5.10-5.04-1.65-6.7-2.58-2.58US2單獨作用060．06-4.13.4-3.911.310.83-0.35-0.35US1US2共同作用1267．7-7.60-7.6-2.49-4.08-3.89-3.90US2單獨作用0120.12-8.26.8-7.82-2.621.66-0.7-0.7五．實驗注意事項1．用電流插頭測量各支路電流時,應(yīng)注意儀表的極性,即數(shù)據(jù)表格中"+、-"號的紀錄；2．注意儀表量程的及時更換；3．電源單獨作用時,去掉另一個電壓源,只能在實驗板上用開關(guān)K1和K2操作而不能直接將電源短路。六．預(yù)習(xí)與思考題1．疊加原理中US1,US2分別單獨作用,在實驗應(yīng)如何操作？可否將要去掉的電源〔US1和US2直接短接？答：疊加原理中US1,US2分別單獨作用,其他電源必須去掉即電壓源短路,電流源開路。,2．實驗電路中,若有一個電阻元件改為二極管,試問疊加性與齊次性還成立嗎？為什么？答：若改成二極管,疊加性與齊次性不成立,因為疊加性和齊次性都不適用于非線形電路,。七．實驗報告要求1．根據(jù)表3－1實驗數(shù)據(jù)一,通過求各支路電流和各電阻元件兩端電壓,驗證線性電路的疊加性與齊次性；答：US1和US2共同作用時產(chǎn)生的電流和各電阻元件兩端的電壓等于它們單獨作用時的電流和各電阻元件兩端的電壓之和,如某個獨立電源數(shù)值加倍,電流和各電阻元件兩端的電壓也加倍。2．各電阻元件所消耗的功率能否用疊加原理計算得出？使用上述實驗數(shù)據(jù)計算、說明；答：各電阻元件消耗功率不滿足疊加原理。由R1的三次功率計算得出PR1與PR1’+PR1”3．根據(jù)表3－1實驗數(shù)據(jù)一,當(dāng)US1=US2=12V時,用疊加原理計算各支路電流和各電阻元件兩端電壓；測量項目實驗內(nèi)容US1<V>US2<V>I1<mA>I2<mA>I3<mA>UAB<V>UCD<V>UAD<V>UDE<V>U<V>US1單獨作用1208.6-2.40-6.2-2.37-0.78-3.18-4.34-4.33US2單獨作用0122.2-7.24.8-7.12-2.322.58-1.22-1.24US1US2共同作用1212-6.14-4.8711.07-4.75-1.575.633.193.184．據(jù)表3－2實驗數(shù)據(jù)二,說明疊加性與齊次性是否適用于該實驗電路；答：疊加性與齊次性不適用于該實驗電路。根據(jù)流過R1的三個電流值進行計算發(fā)現(xiàn)不滿足疊加性與齊次性。5．回答思考題。實驗四受控源研究一．實驗?zāi)康?．加深對受控源的理解；2．熟悉由運算放大器組成受控源電路的分析方法,了解運算放大器的應(yīng)用；3．掌握受控源特性的測量方法。二．實驗原理1．受控源受控源向外電路提供的電壓或電流是受其它支路的電流或電壓的控制,因而受控源是雙口元件：一個為控制端口,或稱輸入端口,輸入控制量〔電壓或電流,另一個為受控端口或稱輸出端口,向外電路提供電壓或電流。受控端口的電壓或電流,受控制端口的電壓或電流的控制。根據(jù)控制變量與受控變量之間的不同組合,受控源可分為四類：〔1電壓控制電壓源〔VCVS,如圖4－1〔a所示,其特性為：其中：稱為轉(zhuǎn)移電壓比〔即電壓放大倍數(shù)?！?電壓控制電流源〔VCCS,如圖4－1〔b所示,其特性為：其中：稱為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)?！?電流控制電壓源〔CCVS,如圖4－1〔c所示,其特性為：其中：稱為轉(zhuǎn)移電阻?！?電流控制電流源〔CCCS,如圖4－1〔d所示,其特性為：其中：稱為轉(zhuǎn)移電流比〔即電流放大倍數(shù)。2．用運算放大器組成的受控源運算放大器的電流符號如圖4－2所示,具有兩個輸入端：同向輸入端和反向輸入端,一個輸出端。放大倍數(shù)為,則。對于理想運算放大器,放大倍數(shù)為,輸入電阻為,輸出電阻為,由此可得兩個特性：特性1：特性2：〔1壓控制電壓源〔VCVS電壓控制電壓源電路如圖4－3所示。由運算放大器的特性1可知：則由運算放大器的特性2可知：代入、得：可見,運算放大器的輸出電壓受輸入電壓的控制,其電路模型如圖4－1〔a所示,轉(zhuǎn)移電壓比：?！?電壓控制電流源〔VCCS電壓控制電流源電路如圖4－4所示。由運算放大器的特性1可知：則由運算放大器的特性2可知：即只受輸入電壓控制,與負載無關(guān)〔實際上要求為有限制。其電路模型如圖4－1〔b所示。轉(zhuǎn)移電導(dǎo)為：〔3電流控制電壓源〔CCVS電流控制電壓源電路如圖4－5所示。由運算放大器的特性1可知：由運算放大器的特性2可知：代入上式,得：即輸出電壓受輸入電流控制。其電路模型如圖4－1〔c所示。轉(zhuǎn)移電阻為：〔4電流控制電流源〔CCCS電流控制電流源電路如圖4－6所示。由運算放大器的特性1可知：由運算放大器的特性2可知：代入上式,即輸出電流只受輸入電流的控制,與負載無關(guān)。它的電路模型如圖4－1〔d所示。轉(zhuǎn)移電流比：三．實驗設(shè)備1．直流數(shù)字電壓表、直流數(shù)字毫安表2．恒壓源3．恒流源〔0～500mA可調(diào)4．EEL－31組件或EEL－54組件四．實驗任務(wù)3．測試電壓控制電流源〔VCCS特性實驗電路如圖4－8所示,圖中,U1用恒壓源的可調(diào)電壓輸出端,R1=10KΩ,RL=2KΩ〔用電阻箱?！?測試VCCS的轉(zhuǎn)移特性I2=f〔U1調(diào)節(jié)恒壓源輸出電壓U1〔以電壓表讀數(shù)為準,用電流表測量對應(yīng)的輸出電流I2,將數(shù)據(jù)記入表4－3中。表4－3VCCS的轉(zhuǎn)移特性數(shù)據(jù)U1/V00.511.522.533.54I2/mA0.0030.0550.1040.1560.2060.2580.3080.3580.409〔2測試VCCS的負載特性I2=f〔RL保持U1=2V,負載電阻RL用電阻箱,并調(diào)節(jié)其大小,用電流表測量對應(yīng)的輸出電流I2,并將數(shù)據(jù)記入表4－4中。表4－4VCCS的負載特性數(shù)據(jù)RL/KΩ5015105310.50.20.1I2/mA0.2060.2060.2060.2060.2060.2060.2060.2060.2064．測試電流控制電壓源〔CCVS特性實驗電路如圖4－9所示,圖中,I1用恒流源,R1=10KΩ,RL=2KΩ〔用電阻箱。〔1測試CCVS的轉(zhuǎn)移特性U2=f〔U1調(diào)節(jié)恒流源輸出電流I1〔以電流表讀數(shù)為準,用電壓表測量對應(yīng)的輸出電壓U2,將數(shù)據(jù)記入表4－5中。表4－5CCVS的轉(zhuǎn)移特性數(shù)據(jù)I1/mA00.050.10.150.20.250.30.4U2/V0-0.66-1.36-2.01-2.7-3.37-4.03-5.4〔2測試CCVS的負載特性U2=f〔RL保持I1=0.2mA,負載電阻RL用電阻箱,并調(diào)節(jié)其大小,用電壓表測量對應(yīng)的輸出電壓U2,并將數(shù)據(jù)記入表4－6中。表4－6CCVS的負載特性數(shù)據(jù)RL/Ω501001502005001K2K10K80KU2/V2.212.212.212.212.212.212.212.212.21五．實驗注意事項1．用恒流源供電的實驗中,不許恒流源開路；2．運算放大器輸出端不能與地短路,輸入端電壓不宜過高〔小于5V。六．預(yù)習(xí)與思考題七．實驗報告要求1．根據(jù)實驗數(shù)據(jù),在方格紙上分別繪出四種受控源的轉(zhuǎn)移特性曲線和負載特性曲線,并求出相應(yīng)的轉(zhuǎn)移參量、、和；2．參考表4－1數(shù)據(jù),說明轉(zhuǎn)移參量、、和受電路中那些參數(shù)的影響？如何改變它們的大??？3．回答預(yù)習(xí)與思考題中的3、4題；4．對實驗的結(jié)果作出合理的分析和結(jié)論,并總結(jié)對四種受控源的認識和理解。實驗六交流串聯(lián)電路的研究一．實驗?zāi)康?．學(xué)會使用交流數(shù)字儀表〔電壓表、電流表、功率表和自耦調(diào)壓器；2．學(xué)習(xí)用交流數(shù)字儀表測量交流電路的電壓、電流和功率；3．學(xué)會用電流數(shù)字儀表測定交流電路參數(shù)的方法；4．加深對阻抗、阻抗角及相位差等概念的理解。二．原理說明正弦交流電路中各個元件的參數(shù)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,流過該元件的電流和它所消耗的功率,然后通過計算得到所求的各值,這種方法稱為三表法,是用來測量50Hz交流電路參數(shù)的基本方法。計算的基本公式為：電阻元件的電阻：或電感元件的感抗：,電感電容元件的容抗：,電容串聯(lián)電路復(fù)阻抗的模：,阻抗角其中：等效電阻,等效的電抗本次實驗電阻元件用白熾燈〔非線性電阻。電感線圈用鎮(zhèn)流器,由于鎮(zhèn)流器線圈的金屬導(dǎo)線具有一定電阻,因而,鎮(zhèn)流器可以由電感和電阻相串聯(lián)來表示。電容器一般可認為是理想的電容元件。在R、L、C串聯(lián)電路中,各元件電壓之間存在相位差,電源電壓應(yīng)等于各元件電壓的相量和,而不能用它們的有效值直接相加。電路功率用功率表測量,功率表<又稱為瓦特表>是一種電動式儀表,其中電流線圈與負載串聯(lián)或并聯(lián),〔具有兩個電流線圈,可串聯(lián)或并聯(lián),以便得到兩個電流量程,而電壓線圈與電源并聯(lián),電流線圈和電壓線圈的同名端〔標有*號端必須連在一起,如圖6－1所示。本實驗使用數(shù)字式功率表,連接方法與電動式功率表相同,電壓、電流量程分別選450V和3A。三．實驗設(shè)備1．交流電壓表、電流表、功率表2．自耦調(diào)壓器〔輸出可調(diào)的交流電壓3．恒流源〔0～500mA可調(diào)4．EEL－17組件〔含白熾燈220V、40W,日光燈30W、鎮(zhèn)流器,電容器4μF、2μF/400V四．實驗內(nèi)容實驗電路如圖6－2所示,功率表的連接方法見圖6－1,交流電源經(jīng)自耦調(diào)壓器后負載Z供電。1．測量白熾燈的電阻圖6－2電路中的Z為一個220V、40W的白熾燈,用自耦調(diào)壓器調(diào)壓,使U為220V,〔用電壓表測量,并測量電流和功率,記入自擬的數(shù)據(jù)表格中。將電壓U調(diào)到110V,重復(fù)上述實驗。U<V>I<A>P<W>2200.18138.951100.13114.002．測量電容器的容抗U<V>I<A>P<W>4μ2200.3030.22μ2200.150.073．測得鎮(zhèn)流器的參數(shù)將圖6－2電路中的Z換為鎮(zhèn)流器,將電壓U分別調(diào)到180V和90V,測得電壓、電流和功率,記入自擬的數(shù)據(jù)表格中。U<V>I<A>P<W>1800.2578.4900.1021.75五．實驗注意事項1．通常,功率表不單獨使用,要又電壓表和電流表監(jiān)測,使電壓表和電流表的讀數(shù)不超過功率表電壓和電流的量限；2．注意功率表的正確接線,上電前必須經(jīng)指導(dǎo)教師檢查；3．恒流源〔0～500mA可調(diào)4．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。每次改接實驗負載或?qū)嶒炌戤?都必須先將其旋柄慢慢調(diào)回零位,再斷電源。六．預(yù)習(xí)與思考題七．實驗報告要求1．根據(jù)實驗1的數(shù)據(jù),計算白熾燈在不同電壓下的電阻值；答：R1=220/0.181=1215.47歐R2=110/0.131=839.70歐2．根據(jù)實驗2的數(shù)據(jù),計算電容器的容抗和電容值；C=4μ,Xl=WL=U/<JI>=220/0.303=-726.1JC=2μ,Xl=WL=U/<JI>=220/0.15=-1467J3．根據(jù)實驗3的數(shù)據(jù),計算鎮(zhèn)流器的參數(shù)〔電阻R和電感L；答：R1=67.84/0.13=521.85,R2=97.32/0.184=528.91,R3=123.0/0.228=539.47,R4=181.4/0.318=570.44,R=540.174．根據(jù)實驗4的數(shù)據(jù),計算日光燈的電阻值,畫出各個電壓和電流的相量圖,說明各個電壓之間的關(guān)系。I<A>P<W>電感+電阻220V0.10833.06110V0.1149.98電容+電阻〔220V4μF0.16530.132μF0.1118.38電容+電感〔4μF+電阻220V0.11617.18110V0.0583.13實驗八三相電路電壓、電流的測量一．實驗?zāi)康?．練習(xí)三相負載的星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接；2．了解三相電路線電壓與相電壓,線電流與相電流之間的關(guān)系；3．了解三相四線制供電系統(tǒng)中,中線的作用；4．觀察線路故障時的情況。二．原理說明電源用三相四線制向負載供電,三相負載可接成星形〔又稱‘Ｙ’形或三角形〔又稱‘Δ’形。當(dāng)三相對稱負載作‘Ｙ’形聯(lián)接時,線電壓ＵＬ是相電壓ＵＰ的倍,線電流ＩＬ等于相電流ＩＰ,即：,流過中線的電流ＩN＝０；作‘Δ’形聯(lián)接時,線電壓ＵＬ等于相電壓ＵＰ,線電流ＩＬ是相電流ＩＰ的倍,即：不對稱三相負載作‘Ｙ’聯(lián)接時,必須采用‘ＹＯ’接法,中線必須牢固聯(lián)接,以保證三相不對稱負載的每相電壓等于電源的相電壓〔三相對稱電壓。若中線斷開,會導(dǎo)致三相負載電壓的不對稱,致使負載輕的那一相的相電壓過高,使負載遭受損壞,負載重的一相相電壓又過低,使負載不能正常工作；對于不對稱負載作‘Δ’聯(lián)接時,ＩＬ≠ＩＰ,但只要電源的線電壓ＵＬ對稱,加在三相負載上的電壓仍是對稱的,對各相負載工作沒有影響。本實驗中,用三相調(diào)壓器調(diào)壓輸出作為三相交流電源,用三組白熾燈作為三相負載,線電流、相電流、中線電流用電流插頭和插座測量?！睧EL—ⅤB為三相不可調(diào)交流電源三．實驗設(shè)備1．三相交流電源2．交流電壓表、電流表3．EEL—17組件或EEL—55組件四．實驗內(nèi)容1．三相負載星形聯(lián)接〔三相四線制供電實驗電路如圖8－1所示,將白熾燈按圖所示,連接成星形接法。用三相調(diào)壓器調(diào)壓輸出作為三相交流電源,具體操作如下：將三相調(diào)壓器的旋鈕置于三相電壓輸出為０Ｖ的位置〔即逆時針旋到底的位置,然后旋轉(zhuǎn)旋鈕,調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出,使輸出的三相線電壓為２２０Ｖ。測量線電壓和相電壓,并記錄數(shù)據(jù)?！睧EL—ⅤB為三相不可調(diào)交流電源,輸出的三相線電壓為380Ｖ<1>在有中線的情況下,測量三相負載對稱和不對稱時的各相電流、中線電流和各相電壓,將數(shù)據(jù)記入表8－1中,并記錄各燈的亮度。<2>在無中線的情況下,測量三相負載對稱和不對稱時的各相電流、各相電壓和電源中點N到負載中點Nˊ的電壓UNNˊ,將數(shù)據(jù)記入表8－1中,并記錄各燈的亮度。表8—1.1負載星形聯(lián)接實驗數(shù)據(jù)〔EEL—17B組件或EEL—55A中線連接每相燈數(shù)負載相電壓〔Ｖ電流〔AUNNˊ〔V亮度比較A、B、CABCUAUBUCIAIBICIN有333

83.1083.9485.020.3440.337

/

0/

一樣亮32383.0684.5284.970.3430.225

/

0.124/

一樣亮無333

83.0784.