電路實驗指導(dǎo)書

電路實驗指導(dǎo)書PAGEPAGE24目錄第一章電路基礎(chǔ)實驗 2實驗一基爾霍夫定律的驗證 2實驗二電壓源、電流源及其電源等效變換 4實驗三線性電路疊加性和齊次性驗證 6實驗四戴維寧定理和諾頓定理的驗證 9實驗五RC一階電路的響應(yīng)測試 12實驗六正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究 15實驗七Ｒ、Ｌ、Ｃ串聯(lián)諧振電路的研究 17第二章電路選做實驗 20實驗八互易定理 20實驗九受控源研究 22實驗十二階動態(tài)電路響應(yīng)的研究 29實驗十一ＲＣ串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)特性的測試 32實驗十二交流電路等效參數(shù)的測量 35實驗十三互感線圈電路的研究 37實驗十四三相電路電壓、電流的測量 39實驗十五三相電路功率的測量 42

第一章電路基礎(chǔ)實驗實驗一基爾霍夫定律的驗證一．實驗?zāi)康?．驗證基爾霍夫定律，加深對基爾霍夫定律的理解。2．掌握直流電流表的使用以及學(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、分析電路簡單故障的能力。二．原理說明基爾霍夫定律：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ΣI＝0，一般電流方向與參考方向一致的取正號，與參考方向相反的取負號；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ΣU＝0，一般電壓方向與繞行方向一致的電壓取正號，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，按參考方向連接電表正負極，電表指針正向偏轉(zhuǎn)，則取正值，反之取負值。圖1-1圖1-1三．實驗設(shè)備1．直流數(shù)字電壓表、直流數(shù)字電流表；2．恒壓源（雙路0～30V可調(diào)）；3．NEEL－003A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=1\*ROMANI路0～＋30V可調(diào)電壓輸出端，并將輸出電壓調(diào)到＋6V，US2用恒壓源=2\*ROMANII路0～＋30V可調(diào)電壓輸出端，并將輸出電壓調(diào)到＋12V（以直流數(shù)字電壓表讀數(shù)為準）。開關(guān)S1投向US1側(cè)，開關(guān)S2投向US2側(cè)，開關(guān)S3投向R5側(cè)。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。1．熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu)，將電流插頭的紅接線端插入數(shù)字電流表的紅（正）接線端，電流插頭的黑接線端插入數(shù)字電流表的黑（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，讀出各個電流值。按規(guī)定：在結(jié)點A，電流表讀數(shù)為‘＋’，表示電流流入結(jié)點，讀數(shù)為‘－’，表示電流流出結(jié)點，然后根據(jù)圖1-1中的電流參考方向，確定各支路電流的正、負號，并記入表1-1中。表1-1支路電流數(shù)據(jù)支路電流(mA)I1I2I3計算值測量值相對誤差3．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1-2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端，黑（負）接線端插入被測電壓參考方向的低電位端。表1-2各元件電壓數(shù)據(jù) 各元件電壓（V）US1US2UR1UR2UR3(左)UR3(右)UR4UR5計算值（V）測量值（V）相對誤差五．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而損壞設(shè)備（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1-1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1-1和表1-2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1-1的電路中，A、D兩結(jié)點的電流方程是否相同？為什么？3．在圖1-1的電路中可以列幾個電壓方程？它們與繞行方向有無關(guān)系？4．實驗中，若用指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)字毫安表進行測量時，則會有什么顯示呢？七．實驗報告要求1．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，選定實驗電路中的任一個結(jié)點，驗證基爾霍夫電流定律（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個閉合回路，驗證基爾霍夫電壓定律（KVL）的正確性。3．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。實驗二電壓源、電流源及其電源等效變換一．實驗?zāi)康?．掌握建立電源模型的方法。2．掌握電源外特性的測試方法。3．加深對電壓源和電流源特性的理解。4．研究電源模型等效變換的條件。二．原理說明1．電壓源和電流源電壓源具有端電壓保持恒定不變，而輸出電流的大小由負載決定的特性。其外特性，即端電壓U與輸出電流I的關(guān)系U＝f(I)是一條平行于I軸的直線。實驗中使用的恒壓源在規(guī)定的電流范圍內(nèi)，具有很小的內(nèi)阻，可以將它視為一個電壓源。電流源具有輸出電流保持恒定不變，而端電壓的大小由負載決定的特性。其外特性，即輸出電流I與端電壓U的關(guān)系I＝f(U)是一條平行于U軸的直線。實驗中使用的恒流源在規(guī)定的電流范圍內(nèi)，具有極大的內(nèi)阻，可以將它視為一個電流源。2．實際電壓源和實際電流源實際上任何電源內(nèi)部都存在電阻，通常稱為內(nèi)阻。因而，實際電壓源可以用一個內(nèi)阻RS和電壓源US串聯(lián)表示，其端電壓U隨輸出電流I增大而降低。在實驗中，可以用一個小阻值的電阻與恒壓源相串聯(lián)來模擬一個實際電壓源。實際電流源是用一個內(nèi)阻RS和電流源IS并聯(lián)表示，其輸出電流I隨端電壓U增大而減小。在實驗中，可以用一個大阻值的電阻與恒流源相并聯(lián)來模擬一個實際電流源。3．實際電壓源和實際電流源的等效互換一個實際的電源，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，則可用一個電壓源Us與一個電阻RS相串聯(lián)表示；若視為電流源，則可用一個電流源IS與一個電阻RS相并聯(lián)來表示。若它們向同樣大小的負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。實際電壓源與實際電流源等效變換的條件為：（1）取實際電壓源與實際電流源的內(nèi)阻均為RS；（2）已知實際電壓源的參數(shù)為Us和RS，則實際電流源的參數(shù)為和RS，若已知實際電流源的參數(shù)為Is和RS，則實際電壓源的參數(shù)為和RS。三．實驗設(shè)備1．直流數(shù)字電壓表、直流數(shù)字電流表；2．恒壓源（雙路0～30V可調(diào)）；3．恒流源（0～200mA可調(diào)）；4．NEEL－23A組件。R2R2US1RVmA圖2－11．測定電壓源（恒壓源）與實際電壓源的外特性實驗電路如圖2-1所示，圖中的電源US用恒壓源0～＋30V可調(diào)電壓輸出端，并將輸出電壓調(diào)到＋6V，R1取200Ω的固定電阻，R2取1000Ω的電位器。調(diào)節(jié)電位器R2，令其阻值由小至大變化，將電流表、電壓表的讀數(shù)記入表2-1中。表2-1電壓源（恒壓源）外特性數(shù)據(jù)I(mA)U(V)（注：表格中，第一列空格記錄R2=0時的電流電壓，最后一列空格記錄R2=1000時的電流電壓。表2-2—表2.4要求與此相同。）UsUsRSVmA圖2－2R1R2在圖2-1電路中，將電壓源改成實際電壓源，如圖2-2所示，圖中內(nèi)阻RS取51Ω的固定電阻，調(diào)節(jié)電位器R2，令其阻值由小至大變化，將電流表、電壓表的讀數(shù)記入表2-R1R2表2-2實際電壓源外特性數(shù)據(jù)I(mA)U(V)2．測定電流源（恒流源）與實際電流源的外特性IsR2RsmAV圖2－3按圖2-3接線，圖中IS為恒流源，調(diào)節(jié)其輸出為5mA（用毫安表測量），R2IsR2RsmAV圖2－33．研究電源等效變換的條件按圖2-4電路接線，其中(a)、(b)圖中的內(nèi)阻RS均為51Ω，負載電阻R均為200Ω。RsIsRsUsRsIsRsUsRVmARVmA圖2－4(a)(b)＋6V，記錄電流表、電壓表的讀數(shù)。然后調(diào)節(jié)圖2-4(b)電路中恒流源IS，令兩表的讀數(shù)與圖2-4(a)的數(shù)值相等，記錄IS之值，驗證等效變換條件的正確性。五．實驗注意事項1．在測電壓源外特性時，不要忘記測空載（I＝0）時的電壓值；測電流源外特性時，不要忘記測短路（U＝0）時的電流值，注意恒流源負載電壓不可超過20V，負載更不可開路。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)與思考題1．電壓源的輸出端為什么不允許短路？電流源的輸出端為什么不允許開路？2．說明電壓源和電流源的特性，其輸出是否在任何負載下能保持恒值？3．實際電壓源與實際電流源的外特性為什么呈下降變化趨勢，下降的快慢受哪個參數(shù)影響？4．實際電壓源與實際電流源等效變換的條件是什么？所謂‘等效’是對誰而言？電壓源與電流源能否等效變換？七．實驗報告要求1．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出電源的四條外特性，并總結(jié)、歸納兩類電源的特性。2．從實驗結(jié)果，驗證電源等效變換的條件。實驗三線性電路疊加性和齊次性驗證一．實驗?zāi)康?．驗證疊加原理和齊次原理。2．了解疊加原理和齊次原理的應(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）；在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：I1I2 I1I2I1I1’R3I3’Us2R2I2’R1R2R3I’3Us1R1Us2R2R3I3R1I21IUUU（ａ〕（ｃ〕（ｂ〕圖3－1UUs1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?。吮稌r，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?。吮?。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)字電流表；2．恒壓源（雙路0～30V可調(diào)）；3．NEEL－003A組件。四．實驗內(nèi)容實驗電路如圖3-2所示，圖中：,,，圖中的電源US1用恒壓源=1\*ROMANI路0～＋30V可調(diào)電壓輸出端，并將輸出電壓調(diào)到＋12V，US2用恒壓源=2\*ROMANII路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），開關(guān)S3投向R3側(cè)。1．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，標明各電流、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)字電流表的紅（正）接線端，電流插頭的黑接線端插入數(shù)字電流表的黑（負）接線端，測量各支路電流，按規(guī)定：在結(jié)點A，電流表讀數(shù)為‘＋’，表示電流流入結(jié)點，讀數(shù)為‘－’，表示電流流出結(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。圖3-2U圖3-2Us2US1參考方向的正端，電壓表的黑（負）接線端插入電阻元件的另一端（電壓的參考方向按順時針選?。?，測量各電阻元件兩端電壓，數(shù)據(jù)記入表3-1中。表3-1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120US2單獨作用06US1,US2共同作用126US2單獨作用0122．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)），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、電壓的參考方向同步驟1。完成上述電流、電壓的測量并將數(shù)據(jù)記錄記入表格3-1中。4．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，并把US2的正負極顛倒一下，重復(fù)步驟１～3的測量過程，并將數(shù)據(jù)記入表3-2中。表3-2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120US2單獨作用06US1,US2共同作用126US2單獨作用012五．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，及數(shù)據(jù)表格中“＋、－”號的記錄。2．注意儀表量程的及時更換。3．電壓源單獨作用時，去掉另一個電源，只能在實驗板上用開關(guān)S1或S2操作，而不能直接將電壓源短路。六．預(yù)習(xí)與思考題1．疊加原理中US1,US2分別單獨作用，在實驗中應(yīng)如何操作？可否將要去掉的電源（US1或US2）直接短接？2．實驗電路中，若有一個電阻元件改為二極管，試問疊加性還成立嗎？為什么？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。2．各電阻元件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)計算、說明。3．根據(jù)表3-2實驗數(shù)據(jù)二，說明疊加性和齊次性是否適用該實驗電路。實驗四戴維寧定理和諾頓定理的驗證一．實驗?zāi)康?．驗證戴維寧定理、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．實驗原理1．戴維寧定理和諾頓定理戴維寧定理指出：任何一個有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖4-1（a），總可以用一個電壓源US和一個電阻RS串聯(lián)組成的實際電壓源來代替如圖4-1（b），其中：電壓源US等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC,內(nèi)阻RS等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨立電源均置零(電壓源短接，電流源開路)后的等效電阻RO。諾頓定理指出：任何一個有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖4-1（a），總可以用一個電流源IS和一個電阻RS并聯(lián)組成的實際電流源來代替如圖4-1（c），其中：電流源IS等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電源ISC,內(nèi)阻RS等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨立電源均置零(電壓源短接，電流源開路)后的等效電阻RO。US、RS和IS、RS稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。圖4-1圖4-12．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，測其短路電流ISＣ，且內(nèi)阻為：。若有源二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻值很低時，則不宜測其短路電流。(2)伏安法OCUSCIUUIOOCUSCIUUIONINU圖4-2。另一種方法是測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC，以及額定電流IN和對應(yīng)的輸出端額定電壓UN，如圖4-1（a）所示，則內(nèi)阻為：。(3)半電壓法如圖4-3所示，當(dāng)負載電壓為被測網(wǎng)絡(luò)開路電壓UOC一半時，負載電阻RL的大?。ㄓ呻娮柘涞淖x數(shù)確定）即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻RS數(shù)值。圖4-3圖4-4圖4-3圖4-4(4)零示法在測量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓時，用電壓表進行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4-4所示。零示法測量原理是用一低內(nèi)阻的恒壓源與被測有源二端網(wǎng)絡(luò)進行比較，當(dāng)恒壓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，測量此時恒壓源的輸出電壓U，即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓。三．實驗設(shè)備1．直流數(shù)字電壓表、直流數(shù)字電流表；2．恒壓源（雙路0～30V可調(diào)）；3．恒源流（0～200mA可調(diào)）；4．NEEL—003A組件。四．實驗內(nèi)容被測有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖4-5所示.。圖4-5圖4-51．在圖4-5所示線路接入電源電阻及可變電阻R圖4-5測開路電壓UOC：在圖4-5電路中，斷開負載RL，用電壓表測量開路電壓UOC，將數(shù)據(jù)記入表4-1中。測短路電流ISＣ：在圖4-5電路中，將負載RL短路，用電流表測量短路電流ISＣ，將數(shù)據(jù)記入表4-1中。表4-1Uoc(V)Isc(mA)Rs=Uoc/Isc2．負載實驗測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性：在圖4-5電路中，改變負載電阻RL的阻值，逐點測量對應(yīng)的電壓、電流，將數(shù)據(jù)記入表4-2中。并計算有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)US和RS。表4-2RL()U(V)I(mA)3．驗證戴維寧定理和諾頓定理測量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電壓源的外特性：圖4-1(ｂ)電路是圖4-5的等效電壓源電路，圖中，電壓源US用恒壓源的可調(diào)穩(wěn)壓輸出端，調(diào)整到表4-1中的UOC數(shù)值，內(nèi)阻RS按表4-1中計算出來的RS（取整，以Ω為單位保留到個位）選取固定電阻。然后，用電阻箱改變負載電阻RL的阻值，逐點測量對應(yīng)的電壓、電流，將數(shù)據(jù)記入表4-3中。表4-3有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電壓源的外特性數(shù)據(jù)RL()U(V)I(mA)測量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電流源的外特性：圖4-1（c）電路是圖6-5的等效電流源電路，圖中，恒流源IS調(diào)整到表4-1中的ISC數(shù)值，內(nèi)阻RS按表4-1中計算出來的RS（取整，以Ω為單位保留到個位）選取固定電阻。然后，用電阻箱改變負載電阻RL的阻值，逐點測量對應(yīng)的電壓、電流，將數(shù)據(jù)記入表4-4中。表4-4有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電流源的外特性數(shù)據(jù)RL()UAB(V)I(mA)4．（選做）測定有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻(又稱入端電阻)的其它方法：將被測有源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨立源置零(將電流源IＳ去掉，也去掉電壓源，并在原電壓端所接的兩點用一根短路導(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載RＬ開路后A.,B兩點間的電阻，此即為被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻Req或稱網(wǎng)絡(luò)的入端電阻R1。Req=()5．（選做）用半電壓法和零示法測量被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻Ro及其開路電壓Uoc。6．（選做）用半電壓法和零示法測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)半電壓法：在圖4-5電路中，首先斷開負載電阻RL，測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC，然后接入負載電阻RL，調(diào)節(jié)RL直到兩端電壓等于為止，此時負載電阻RL的大小即為等效電源的內(nèi)阻RS的數(shù)值。記錄UOC和RS數(shù)值。零示法測開路電壓UOC：實驗電路如圖4-４所示，其中：有源二端網(wǎng)絡(luò)選用網(wǎng)絡(luò)1，恒壓源用0～30V可調(diào)輸出端，調(diào)整輸出電壓U，觀察電壓表數(shù)值，當(dāng)其等于零時輸出電壓U的數(shù)值即為有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC，并記錄UOC數(shù)值。五．實驗注意事項1．測量時，注意電流表量程的更換。2．改接線路時，要關(guān)掉電源。六．預(yù)習(xí)與思考題1．如何測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓和短路電流，在什么情況下不能直接測量開路電壓和短路電流？2．說明測量有源二端網(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。七．實驗報告要求1．根據(jù)半電壓法和零示法測量的數(shù)據(jù)，計算有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)US和RS。2．實驗中用各種方法測得的UOC和RS是否相等？試分析其原因。3．根據(jù)表4-2、表4-3和表4-4的數(shù)據(jù)，繪出有源二端網(wǎng)絡(luò)和有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電路的外特性曲線，驗證戴維寧定理和諾頓定理的正確性。4．說明戴維寧定理和諾頓定理的應(yīng)用場合。實驗五RC一階電路的響應(yīng)測試一．實驗?zāi)康?．研究RC一階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)的規(guī)律和特點。2．學(xué)習(xí)一階電路時間常數(shù)的測量方法，了解電路參數(shù)對時間常數(shù)的影響。3．掌握微分電路和積分電路的基本概念。UsUsRCS12圖5－1UC1．RCUCRC一階電路如圖5-1所示，開關(guān)S在‘1’的位置，ｕC＝0，處于零狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)S合向‘2’的位置時，電源通過R向電容C充電，ｕC（ｔ）稱為零狀態(tài)響應(yīng)，USVUSV/cuSU632.00s/t圖5－2變化曲線如圖5-2所示，當(dāng)ｕC上升到所需要的時間稱為時間常數(shù)，。2．ＲＣ一階電路的零輸入響應(yīng)在圖5-1中，開關(guān)S在‘2’的位置電路穩(wěn)定后，再合向‘1’的位置時，電容C通過R放電，ｕC（ｔ）稱為零輸入響應(yīng)，UCUCUc/V0s/t圖5－30.368US變化曲線如圖5-3所示，當(dāng)ｕC下降到所需要的時間稱為時間常數(shù)，。0.368US3．測量ＲＣ一階電路時間常數(shù)圖5-5圖5-5圖5-4圖5-1電路的上述暫態(tài)過程很難觀察，為了用普通示波器觀察電路的暫態(tài)過程，需采用圖5-4所示的周期性方波ｕS作為電路的激勵信號，方波信號的周期為T，只要滿足，便可在示波器的熒光屏上形成穩(wěn)定的響應(yīng)波形。電阻R、電容C串聯(lián)與方波發(fā)生器的輸出端連接，用雙蹤示波器觀察電容電壓ｕC，便可觀察到穩(wěn)定的指數(shù)曲線，如圖5-5所示，在熒光屏上測得電容電壓最大值，取，與指數(shù)曲線交點對應(yīng)時間ｔ軸的ｘ點，則根據(jù)時間ｔ軸比例尺（掃描時間），該電路的時間常數(shù)。4．微分電路和積分電路在方波信號ｕＳ作用在電阻R、電容C串聯(lián)電路中，當(dāng)滿足電路時間常數(shù)遠遠小于方波周期T的條件時，電阻兩端（輸出）的電壓ｕＲ與方波輸入信號ｕＳ呈微分關(guān)系，，該電路稱為微分電路。當(dāng)滿足電路時間常數(shù)遠遠大于方波周期T的條件時，電容C兩端（輸出）的電壓ｕC與方波輸入信號ｕＳ呈積分關(guān)系，，該電路稱為積分電路。微分電路和積分電路的輸出、輸入關(guān)系如圖5-6（ａ）、（ｂ）所示。三．實驗設(shè)備圖5-61．雙蹤示波器；圖5-62．信號源（方波輸出）；3．NEEL－003A組件。四．實驗內(nèi)容Us信號源（方波〕RuCR示波Us信號源（方波〕RuCR示波器圖5－7UCUco1．ＲＣ一階電路的充、放電過程（1）測量時間常數(shù)：令Ｒ=600Ω，Ｃ＝0.1μF，用示波器觀察激勵ｕS與響應(yīng)ｕC的變化規(guī)律，測量并記錄時間常數(shù)。（2）觀察時間常數(shù)（即電路參數(shù)R、C）對暫態(tài)過程的影響：增大電阻R=1000Ω，電容不變Ｃ＝0.1μF，觀察時間常數(shù)增大后對響應(yīng)的影響。 2．微分電路和積分電路（1）積分電路：令Ｒ=10ｋΩ，Ｃ＝0.１μＦ，用示波器觀察激勵ｕS與響應(yīng)ｕC的變化規(guī)律。（2）微分電路：將實驗電路中的Ｒ、Ｃ元件位置互換，令Ｒ=100Ω，Ｃ＝0.１μＦ，用示波器觀察激勵ｕS與響應(yīng)ｕR的變化規(guī)律。畫出1、2中的電壓波形圖（4個圖），描點畫圖，畫其中一個周期，零狀態(tài)響應(yīng)在前半周期，零輸入響應(yīng)在后半周期，標出時間常數(shù)。五．實驗注意事項1．調(diào)節(jié)電子儀器各旋鈕時，動作不要過猛。實驗前，尚需熟讀雙蹤示波器的使用說明，特別是觀察雙蹤時，要特別注意開關(guān)，旋鈕的操作與調(diào)節(jié)以及示波器探頭的地線不允許同時接不同電勢。2．信號源的接地端與示波器的接地端要連在一起（稱共地），以防外界干擾而影響準確性。3．示波器的輝度不應(yīng)過亮，尤其是光點長期停留在熒光屏上不動時，應(yīng)將輝度調(diào)暗，以延長示波管的使用壽命。六、預(yù)習(xí)與思考題1．用示波器觀察ＲＣ一階電路零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)時，為什么激勵必須是方波信號？2．在ＲＣ一階電路中，當(dāng)Ｒ、Ｃ的大小變化時，對電路的響應(yīng)有何影響？3．何謂積分電路和微分電路，它們必須具備什么條件？它們在方波激勵下，其輸出信號波形的變化規(guī)律如何？這兩種電路有何功能？七．實驗報告要求1．根據(jù)實驗1（1）（2）觀測結(jié)果，繪出ＲＣ一階電路充、放電時ＵC與激勵信號對應(yīng)的變化曲線，由曲線測得值，并與參數(shù)值的理論計算結(jié)果作比較，分析誤差原因。2．根據(jù)實驗2觀測結(jié)果，繪出積分電路、微分電路輸出信號與輸入信號對應(yīng)的波形。實驗六正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究一．實驗?zāi)康?．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。2．掌握ＲＣ串聯(lián)電路的相量軌跡及其作移相器的應(yīng)用。3．掌握日光燈線路的接線。4．理解改善電路功率因數(shù)的意義并掌握其方法。二．原理說明1．在單相正弦交流電路中，用交流電流表則得各支中的電流值，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，即和。圖6-12．如圖6-１所示的RC串聯(lián)電路，在正弦穩(wěn)態(tài)信號的激勵下，與保持有90°的相位差，即當(dāng)阻值Ｒ改變時，的相量軌跡是一個半圓，,與三者形成一個直角形的電壓三角形。R值改變時，可改變φ角的大小，從而達到移相的目的。圖6-13．日光燈線路如圖6-4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)（cosφ值）。有關(guān)日光燈的工作原理請自行翻閱有關(guān)資料。三．實驗設(shè)備1．交流電壓、電流、功率、功率因數(shù)表；2．調(diào)壓器；3．30Ｗ鎮(zhèn)流器，電容器，電流插頭，25Ｗ/220Ｖ白熾燈。四．實驗內(nèi)容圖6-21．用一個220Ｖ，25Ｗ的白熾燈泡和電容（C=4.3μＦ）組成如圖圖6-2測量值計算值U(V)UR(V)UC(V)U’(UR,UC組成Rt)UU/U2．日光燈線路接線與測量圖6-3按圖6-3組成線路，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后按下閉合按鈕開關(guān)，調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的輸出，使其輸出電壓為220Ｖ，測量功率Ｐ，電流Ｉ，電壓圖6-3測量數(shù)值計算值P(W)I(A)U(V)UL(V)UA(V)cosr()3．并聯(lián)電路——電路功率因數(shù)的改善圖6圖6-4按圖6-4組成實驗線路,調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的輸出調(diào)至220Ｖ，記錄功率表，電壓表讀數(shù)，通過一只電流表和三個電流取樣插座分別測得三條支路的電流，改變電容值，進行三次重復(fù)測量。電容值測量數(shù)值計算值(F)P(W)U(V)Uc(V)UL(V)UA(V)I(A)IC(A)IL(A)cosI’(A)五．實驗注意事項1．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。2．上電前確定交流調(diào)壓器輸出電壓為零（即調(diào)壓器逆時針旋到底）。六．預(yù)習(xí)思考題1．參閱課外資料，了解日光燈的啟輝原理。2．在日常生活中，當(dāng)日光燈上缺少了啟輝器時，人們常用一導(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？3．為了提高電路的功率因數(shù)，常在感性負載上并聯(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？4．提高線路功率因數(shù)為什么只采用并聯(lián)電容器法，而不用串聯(lián)法？所并的電容器是否越大越好？七．實驗報告1．完成數(shù)據(jù)表格中的計算，進行必要的誤差分析。2．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。3．討論改善電路功率因數(shù)的意義和方法。4．裝接日光燈線路的心得體會。實驗七Ｒ、Ｌ、Ｃ串聯(lián)諧振電路的研究一．實驗?zāi)康?．加深理解電路發(fā)生諧振的條件、特點，掌握電路品質(zhì)因數(shù)（電路Ｑ值）、通頻帶的物理意義及其測定方法。2．學(xué)習(xí)用實驗方法繪制Ｒ、Ｌ、Ｃ串聯(lián)電路不同Q值下的幅頻特性曲線。3．熟練使用信號源、頻率計和交流毫伏表。二．原理說明圖7-1在圖7-１所示的Ｒ、Ｌ、Ｃ串聯(lián)電路中，電路復(fù)阻抗，當(dāng)時，Z＝R，與同相，電路發(fā)生串聯(lián)諧振，諧振角頻率，諧振頻率。圖7-1圖7-2圖7-3在圖7-1電路中，若為激勵信號，為響應(yīng)信號，其幅頻特性曲線如圖7-2所示，在ｆ＝ｆ０時，A＝1，UR＝U，ｆ≠ｆ０時，UR＜U，呈帶通特性。A＝0．707，即UR＝0．707U所對應(yīng)的兩個頻率ｆL和ｆｈ為下限頻率和上限頻率，ｆｈ－ｆL為通頻帶。通頻帶的寬窄與電阻R有關(guān)，不同電阻值的幅頻特性曲線如圖7-3所示。圖7-2圖7-3電路發(fā)生串聯(lián)諧振時，UR＝U，UL＝UC＝QU，Q稱為品質(zhì)因數(shù)，與電路的參數(shù)R、L、C有關(guān)。Ｑ值越大，幅頻特性曲線越尖銳，通頻帶越窄，電路的選擇性越好，在恒壓源供電時，電路的品質(zhì)因數(shù)、選擇性與通頻帶只決定于電路本身的參數(shù)，而與信號源無關(guān)。在本實驗中，用交流毫伏表測量不同頻率下的電壓U、UR、UL、UC，繪制Ｒ、Ｌ、Ｃ串聯(lián)電路的幅頻特性曲線，并根據(jù)計算出通頻帶，根據(jù)或計算出品質(zhì)因數(shù),三．實驗設(shè)備1．信號源（含頻率計）；2．交流毫伏表；3．NEEL－003A組件。圖7-圖7-41．按圖7-4組成監(jiān)視、測量電路。用交流毫伏表測電壓，令其輸出有效值為1V，并保持不變。圖中L＝30ｍH，R＝200Ω，C＝0.01uF。2．測量Ｒ、Ｌ、Ｃ串聯(lián)電路諧振頻率選取，調(diào)節(jié)信號源正弦波輸出電壓頻率，由小逐漸變大，并用交流毫伏表測量電阻R兩端電壓UR，當(dāng)UR的讀數(shù)為最大時，讀得頻率計上的頻率值即為電路的諧振頻率ｆ0，并測量此時的UC與UL值（注意及時更換毫伏表的量限），將測量數(shù)據(jù)記入自擬的數(shù)據(jù)表格中。3．測量Ｒ、Ｌ、Ｃ串聯(lián)電路的幅頻特性在上述實驗電路的諧振點兩側(cè)，調(diào)節(jié)信號源正弦波輸出頻率，按頻率遞增或遞減１KHz，依次各取5個測量點，逐點測出UR、UL和UC值，記入表7-1中。表7-1幅頻特性實驗數(shù)據(jù)一f(ｋHz)ｆ0UR(V)UL(V)UC(V)4．在上述實驗電路中，改變電阻值，使R=1000,重復(fù)步驟1、２、3的測量過程，將幅頻特性數(shù)據(jù)記入表7-2中。表7-2幅頻特性實驗數(shù)據(jù)二f(ｋHz)UR(V)UL(V)UC(V)五．實驗注意事項1．測試頻率點的選擇應(yīng)在靠近諧振頻率附近多取幾點，在改變頻率時，應(yīng)調(diào)整信號輸出電壓，使其維持在１Ｖ不變。2．在測量UL和UC數(shù)值前，應(yīng)將毫伏表的量限改大約十倍。六．預(yù)習(xí)與思考題1．根據(jù)實驗1、4的元件參數(shù)值，估算電路的諧振頻率。2．改變電路的哪些參數(shù)可以使電路發(fā)生諧振，電路中Ｒ的數(shù)值是否影響諧振頻率？3．如何判別電路是否發(fā)生諧振？測試諧振點的方案有哪些？4．電路發(fā)生串聯(lián)諧振時，為什么輸入電壓ｕ不能太大，如果信號源給出１Ｖ的電壓，電路諧振時，用交流毫伏表測ＵＬ和ＵＣ，應(yīng)該選擇用多大的量限？為什么？5．要提高Ｒ、Ｌ、Ｃ串聯(lián)電路的品質(zhì)因數(shù)，電路參數(shù)應(yīng)如何改變？七．實驗報告要求1．電路諧振時，比較輸出電壓UR與輸入電壓U是否相等？ＵＬ和ＵＣ是否相等？試分析原因。2．根據(jù)測量數(shù)據(jù)，繪出不同Ｑ值的三條幅頻特性曲線：ＵR＝f(f),ＵＬ＝f(f),ＵＣ＝f(f)3．計算出通頻帶與Ｑ值，說明不同Ｒ值時對電路通頻帶與品質(zhì)因素的影響。4．對兩種不同的測Ｑ值的方法進行比較，分析誤差原因。5．試總結(jié)串聯(lián)諧振的特點。第二章電路選做實驗實驗八互易定理一．實驗?zāi)康?．驗證互易定理。2．進一步熟悉直流電流表、直流電壓表及電壓源和電流源的使用方法。3．了解儀表誤差對測量結(jié)果的影響。二．原理說明互易定理是線性電路的一個重要性質(zhì)。所謂互易，是指對線性電路，當(dāng)只有一個激勵源（一般不含受控源）時，激勵與其在另一支路中的響應(yīng)可以等值地相互易換位置?；ヒ锥ɡ碛腥N基本形式，如圖8-1是互易定理的第一種形式，在只有一個獨立電壓源激勵下，在圖（a）中的1-1‘端接一個電壓源Us，將2-2‘端短路，且該電路I1是電路中唯一的電壓源Us所產(chǎn)生的響應(yīng)。則將電壓源Us移至2-2‘端，而將1-1‘端短路如圖（b），那么有I2=I1。(a)(b)圖8-1互易定理示意圖(一)如圖8-2是互易定理的第二種形式，在只有一個獨立電流源激勵下，在圖（a）中的3-3‘端接一個電流源Is，將4-4‘端開路，且該電路端口電壓U1是電路中唯一的電流源Is所產(chǎn)生的響應(yīng)。則將電流源Us移至4-4‘端，而將3-3‘端開路如圖（b），那么有U2=U1（或者等于電流源Is擴大或者減小的倍數(shù)與U1的乘積）。（a）(b)圖8-2互易定理示意圖(二)如圖8-3是互易定理的第三種形式，在兩組相同的電路中分別有一個單獨的激勵源，其中激勵源Is與激勵源Us在數(shù)值上相等。在圖（a）中的5-5‘端接一個電流源Is，將6-6‘端短路，且該電路端口電流I3是電路中唯一的電流源Is所產(chǎn)生的響應(yīng)。則將電流源Is改為電壓源Us移至6-6‘端，而將5-5‘端開路如圖（b），那么有U3=I3。（a）（b）圖8-3互易定理示意圖(三)三．實驗設(shè)備1．直流電壓、電流表；2．電壓源（雙路0～30V可調(diào)）；3．電流源（0~200mA可調(diào)）；4．NEEL－003A組件。四．實驗內(nèi)容圖8-4互易定理圖如圖8-4所示，電路中激勵源U11由雙路0～30V可調(diào)電壓源提供，首先將激勵源接在200歐的支路上，測量其在300歐支路中的電流響應(yīng)I11；再將激勵源U11移至300歐的支路上，測量其在200歐支路上的電流響應(yīng)I12。激勵源分別取4組不同的電壓值，記錄不同電壓值下的I11和I12電流值，記錄在表8-1中，分析測量結(jié)果，并驗證互易定理。表8-1U11(V)I11(mA)I12(mA)圖8-5互易定理圖2．如圖8-5所示，電路中激勵源I21由可調(diào)電流源提供，先將激勵源接在200歐電阻上，測量其在300歐電阻上的電壓響應(yīng)U21；再將激勵源I21接在300歐電阻上，測量其在200歐電阻上的電壓響應(yīng)U22。激勵源分別取4組不同的電流值，記錄不同電流值下的U21和U22的電壓值，記錄在表8-2中，分析測量結(jié)果，并驗證互易定理。表8-2I21(mA)U21(V)U22(V)圖8-6互易定理圖3．如圖8-6所示，在兩組相同的電路中分別有一個單獨的激勵源，其中激勵源I31與激勵源U31在數(shù)值上相等。先將激勵源I31接在200歐支路上，測量其在300歐支路上的電流響應(yīng)I32；再將激勵源U31接在300歐支路上，測量其在200歐支路上的電壓響應(yīng)U32。取4組不同的激勵源的值，分別記錄I32和U32的值，記錄在表8-3中，分析測量結(jié)果，并驗證互易定理。表8-3I31(mA)I32(mA)U31(V)U32(V)五．實驗注意事項1．連接實驗電路前，按老師要求，將電源的電壓值/電流值還原到初始狀態(tài)，然后關(guān)掉電源待用。2．謹防穩(wěn)壓電源輸出端短路。當(dāng)一個激勵源單獨作用時，應(yīng)將另一電源拆除，用短路線代替，不能直接將電源短路，特別注意拆改線路前要先關(guān)斷電源。3．注意測量數(shù)據(jù)的實際方向和參考方向之間的關(guān)系。六．預(yù)習(xí)與思考題1．預(yù)習(xí)直流電壓表、直流電流表、直流電壓源和電流源的使用方法。2．結(jié)合電路結(jié)構(gòu)及電路參數(shù)，計算實驗電路中被測量的數(shù)值，驗證互易定理。3．設(shè)計合理的數(shù)據(jù)表格。實驗九受控源研究一．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壓或電流控制，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的不同組合，受控源可分為四類：（1）電壓控制電壓源（VCVS），如圖9-1（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)）。（2）電壓控制電流源（VCCS），如圖9-1（b）所示，其特性為：其中：稱為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)。（3）電流控制電壓源（CCVS），如圖9-1（c）所示，其特性為：，其中：稱為轉(zhuǎn)移電阻（4）電流控制電流源（CCCS），如圖9-1（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路符號如圖9-2所示，具有兩個輸入端，一個叫同相輸入端，另一個叫反相輸入端。所謂同相輸入端是指：當(dāng)反相輸入端電壓為零時，輸出電壓的極性和該輸入端的電壓的極性相同，同相輸入端在電路符號上用“+”號表示。所謂反相輸入端是指：當(dāng)同相輸入端電壓為零時，輸出電壓的極性和該輸入端的電壓的極性相反，反相輸入端在電路符號上用“-”表示；還有一個輸出端和一對輸入和輸出信號的參考接地端。當(dāng)兩輸入端同時有電壓作用時，輸出電壓U0=A0(Up-Un)其中A0稱為運算放大器的開環(huán)放大倍數(shù)。理想情況下A0和輸入電阻Rin為無窮大，因此有：Up=UnIp=Up/Rin=0In=Un/Rin=0上式表明：（1）運算放大器“+”端與“-”端可以認為是等電位，通常稱為“虛短路”。（2）運算放大器的輸入端電流等于零。此外，理想運算放大器的輸出電阻很小，可以認為是零。這些重要性質(zhì)是簡化分析含有運算放大器網(wǎng)絡(luò)的依據(jù)。除了兩個輸入端、一個輸出端和一個參考接地端以外，運算放大器還有正、負兩個電源輸入端。運算放大器是有源器件，其工作性質(zhì)是在接有正、負電源的條件下才有的。為保證運算放大器輸入信號為零，運算放大器外面接有調(diào)零電位器。（1）電壓控制電壓源（VCVS）圖9-3所示電路是由運算放大器構(gòu)成的電壓控制電壓源，圖中是反饋電阻，是負載電阻。因為，且所以，又因為令，稱為轉(zhuǎn)移電壓比或電壓增益，是無量綱的常數(shù)，則

；可見，運算放大器的輸出電壓uL受輸入電壓u1控制，其電路模型如圖9-1（a）所示，轉(zhuǎn)移電壓比：。圖9-3

VCVS電路（2）電壓控制電流源（VCCS）圖9-4所示電路是由運算放大器構(gòu)成的電壓控制電流源。因為，所以，令，稱為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)，具有電導(dǎo)量綱，則

可見iL只受輸入電壓u1控制，與負載RL無關(guān)（實際上要求RL為有限值）。其電路模型如圖9-1（b）所示。轉(zhuǎn)移電導(dǎo)為：圖9-4

VCCS電路（3）電流控制電壓源（CCVS）電流控制電壓源的電路如圖9-5所示。因為，，所以。令，稱為轉(zhuǎn)移電阻，具有電阻的量綱，則可見輸出電壓uL受輸入電流i1的控制。其電路模型如圖9-1（c）所示。轉(zhuǎn)移電阻為：。圖9-5

CCVS電路（4）電流控制電流源（CCCS）電流控制電流源的電路如圖9-6所示。因為，所以，。令，稱為轉(zhuǎn)移電流比或電流增益，無量綱，則

?？梢娸敵鲭娏鱥2只受輸入電流i1的控制。與負載RL無關(guān)。它的電路模型如圖9-1（d）所示。轉(zhuǎn)移電流比圖9-6

CCCS電路三．實驗設(shè)備1．直流數(shù)字電壓表、直流數(shù)字電流表； 2．恒壓源（雙路0～30V可調(diào)）；3．恒流源（0~200mA可調(diào)）；4．NEEL－30B組件。四．實驗內(nèi)容1．測試電壓控制電流源（VCVS）特性按圖9-3連接電路，圖中，U1用恒壓源的可調(diào)電壓輸出端，調(diào)節(jié)負載電阻，使RL＝2ｋΩ。（1）測試VCVS的轉(zhuǎn)移特性UL=f（U1）調(diào)節(jié)恒壓源輸出電壓U1（以電壓表讀數(shù)為準），使U1輸出0～6V電壓，用電壓表測量對應(yīng)的輸出電壓UL值。記入表9-1。在方格紙上繪出電壓轉(zhuǎn)移特性曲線，并在其線性部分求轉(zhuǎn)移電壓比。表9-1VCVS的轉(zhuǎn)移特性數(shù)據(jù)U1/V0123456U2/V（2）測試VCVS的負載特性UL=f（RL）保持U1＝2V，負載電阻RL用電阻箱，并調(diào)節(jié)其大小，用電壓表測量對應(yīng)的輸出電壓UL，將數(shù)據(jù)記入表9-2中。繪制負載特性曲線。表9-2VCVS的負載特性數(shù)據(jù)RL/Ω50701002003004005001k2kU2/V2．測試電流控制電壓源（VCCS）特性按圖9-4連接電路，圖中，U1用恒壓源的可調(diào)電壓輸出端，調(diào)節(jié)負載電阻，使RL＝2ｋΩ。（1）測試VCCS的轉(zhuǎn)移特性IL=f（U1）調(diào)節(jié)恒壓源輸出電壓U1（以電壓表讀數(shù)為準），使U1輸出0～4V電壓，用電流表測量對應(yīng)的輸出電流IL值，將數(shù)據(jù)記入表9-3。繪制IL=f（U1）的曲線，并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電導(dǎo)。表9-3VCCS的轉(zhuǎn)移特性數(shù)據(jù)U1/V00.5１1.5２2.5３3.5４IL/mA（2）測試VCCＳ的負載特性IL=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IL，將數(shù)據(jù)記入表9-4中。繪制負載特性曲線。表9-4VCCS的負載特性數(shù)據(jù)RL/Ω2005001ｋ2ｋ3k5k10ｋ20ｋ50kIL/mA3．測試電壓控制電壓源（CCVS）特性按圖9-5連接電路，Ｉ1用恒流源，調(diào)節(jié)負載電阻，使RL＝2ｋΩ。（1）測試CCVS的轉(zhuǎn)移特性UL=f（I1）調(diào)節(jié)恒流源輸出電流I1（以電流表讀數(shù)為準），使其在0～3.5mA內(nèi)取8個數(shù)值，用電壓表測量對應(yīng)的輸出電壓UL，將數(shù)據(jù)記入表9-5中。繪制UL=f（I1）曲線，并由線性部分求出轉(zhuǎn)移電阻。表9-5CCVS的轉(zhuǎn)移特性數(shù)據(jù)I1/mA00.5１1.5２２.５３3.5UL/V（2）測試CCVS的負載特性U2=f（RL）保持I1＝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UL，將數(shù)據(jù)記入表9-6中。繪制負載特性曲線。表9-6CCVS的負載特性數(shù)據(jù)RL/Ω501005001k5k10k20k30k50kUL/V４．測試電流控制電流源（CCCS）特性按圖9-6連接電路，Ｉ1用恒流源，調(diào)節(jié)負載電阻，使RL＝2ｋΩ。（1）測試CCCS的轉(zhuǎn)移特性IL=f（I1）調(diào)節(jié)恒流源輸出電流I1（以電流表讀數(shù)為準），使其在0～3.5mA范圍內(nèi)取8個數(shù)值，用電流表測量對應(yīng)的輸出電流IL、I1、IL分別用NEEL－30B組件中的電流插座I1、I2測量，將數(shù)據(jù)記入表9-7中。繪制IL=f（I1）曲線，并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電流比。表9-7CCCS的轉(zhuǎn)移特性數(shù)據(jù)I1/mA00.511.522.533.5IL/mA（２）測試CCCS的負載特性IL=f（RL）保持Ｉ1＝2ｍＡ，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IL，將數(shù)據(jù)記入表9-8中。繪制負載特性曲線。表9-8CCCS的負載特性數(shù)據(jù)RL/Ω501005001k5k10k20k30k50kIL/mA五．實驗注意事項1．用恒流源供電的實驗中，不允許恒流源開路。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1．什么是受控源？了解四種受控源的縮寫、電路模型、控制量與被控量的關(guān)系。2．四種受控源中的轉(zhuǎn)移參量μ、g、r和α的意義是什么？如何測得？3．若受控源控制量的極性反向，試問其輸出極性是否發(fā)生變化？4．如何由兩個基本的CCVS和VCCS獲得其它兩個CCCS和VCVS，它們的輸入輸出如何連？5．了解運算放大器的特性，分析四種受控源實驗電路的輸入、輸出關(guān)系。=7\*CHINESENUM3七．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)移特性和負載特性曲線，并求出相應(yīng)的轉(zhuǎn)移參量μ、g、r和α。2．參考實驗數(shù)據(jù)，說明轉(zhuǎn)移參量μ、g、r和α受電路中哪些參數(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)果作出合理地分析和結(jié)論，總結(jié)對四種受控源的認識和理解。實驗十二階動態(tài)電路響應(yīng)的研究一．實驗?zāi)康?．研究ＲLＣ二階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)的規(guī)律和特點，了解電路參數(shù)對響應(yīng)的影響。2．學(xué)習(xí)二階電路衰減系數(shù)、振蕩頻率的測量方法，了解電路參數(shù)對它們的影響。3．觀察、分析二階電路響應(yīng)的三種變化曲線及其特點，加深對二階電路響應(yīng)的認識與理解。二．原理說明１．零狀態(tài)響應(yīng)在圖10-1所示R、L、C電路中，ｕC（0）＝0，在ｔ＝0時開關(guān)S閉合，電壓方程為： 圖10-1這是一個二階常系數(shù)非齊次微分方程，該電路稱為二階電路，電源電壓U為激勵信號，電容兩端電壓ｕC為響應(yīng)信號。根據(jù)微分方程理論，ｕC包含兩個分量：暫態(tài)分量和穩(wěn)態(tài)分量，即,具體解與電路參數(shù)R、L、C有關(guān)。圖10-1當(dāng)滿足時： 其中，衰減系數(shù)，衰減時間常數(shù)，振蕩頻率，振蕩周期。變化曲線如圖10-2（ａ）所示，ｕC的變化處在衰減振蕩狀態(tài)，由于電阻R比較小，又稱為欠阻尼狀態(tài)。圖10-2當(dāng)滿足時，ｕC的變化處在過阻尼狀態(tài)，由于電阻R比較大，電路中的能量被電阻很快消耗掉，ｕC無法振蕩，變化曲線如圖10-2（ｂ）所示。圖10-2UcUUcU圖10-3S12RLCULUR2．零輸入響應(yīng)在圖10-3電路中，開關(guān)S與‘1’端閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，ｕC（0）＝U，在ｔ＝0時開關(guān)S與‘2’閉合，輸入激勵為零，電壓方程為：這是一個二階常系數(shù)齊次微分方程，根據(jù)微分方程理論，ｕC只包含暫態(tài)分量，穩(wěn)態(tài)分量為零。和零狀態(tài)響應(yīng)一樣，根據(jù)R與的大小關(guān)系，ｕC的變化規(guī)律分為衰減振蕩（欠阻尼）、過阻尼和臨界阻尼三種狀態(tài)，它們的變化曲線與圖10-2中的暫態(tài)分量類似,衰減系數(shù)、衰減時間常數(shù)、振蕩頻率與零狀態(tài)響應(yīng)完全一樣。本實驗對R、Ｃ、Ｌ并聯(lián)電路進行研究，激勵采用方波脈沖，二階電路在方波正、負階躍信號的激勵下，可獲得零狀態(tài)與零輸入響應(yīng)，響應(yīng)的規(guī)律與Ｒ、Ｌ、Ｃ串聯(lián)電路相同。測量ｕC衰減振蕩的參數(shù)，如圖10-2（ａ）所示，用示波器測出振蕩周期T，便可計算出振蕩頻率，按照衰減軌跡曲線，測量－0.368A對應(yīng)的時間，便可計算出衰減系數(shù)。1R1R2RLC激勵響應(yīng)圖10-41．雙蹤示波器；2．信號源（方波輸出）；3．NEEL－003A組件。四．實驗內(nèi)容及步驟實驗電路如圖10-4所示，其中：Ｒ１＝10kΩ，Ｌ＝15mＨ，Ｃ＝0.01μＦ，Ｒ２為10kΩ電位器（可調(diào)電阻），信號源的輸出為最大值Uｍ＝2V，頻率f=1kHz的方波脈沖，通過插頭接至實驗電路的激勵端，同時用同軸電纜將激勵端和響應(yīng)輸出端接至雙蹤示波器的ＹＡ和ＹＢ兩個輸入口。1．調(diào)節(jié)電阻器Ｒ２，觀察二階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)由過阻尼過渡到臨界阻尼，最后過渡到欠阻尼的變化過渡過程，分別定性地描繪響應(yīng)的典型變化波形。2．調(diào)節(jié)Ｒ２使示波器熒光屏上呈現(xiàn)穩(wěn)定的欠阻尼響應(yīng)波形，定量測定此時電路的衰減常數(shù)和振蕩頻率，并記入表10-1中；3．改變電路參數(shù)，按表10-1中的數(shù)據(jù)重復(fù)步驟２的測量，仔細觀察改變電路參數(shù)時和的變化趨勢，并將數(shù)據(jù)記入表10-1中。表10-1二階電路暫態(tài)過程實驗數(shù)據(jù)電路參數(shù)實驗次數(shù)元件參數(shù)Ｒ１Ｒ２ＬＣ測量值αωＲ１（kΩ）Ｒ２Ｌ（mH）Ｃ（μＦ）110調(diào)至欠阻尼狀態(tài)151000pF210153300pF310150.01430150.01五．實驗注意事項1．調(diào)節(jié)電位器Ｒ２時，要細心、緩慢，臨界阻尼狀態(tài)要找準。2．在雙蹤示波器上同時觀察激勵信號和響應(yīng)信號時，顯示要穩(wěn)定，如不同步，則可采用外同步法（看示波器說明）觸發(fā)。六．預(yù)習(xí)與思考題1．什么是二階電路的零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)？它們的變化規(guī)律和哪些因素有關(guān)？2．根據(jù)二階電路實驗電路元件的參數(shù)，計算出處于臨界阻尼狀態(tài)的Ｒ２之值。3．在示波器熒光屏上，如何測得二階電路零狀態(tài)響應(yīng)和零輸入響應(yīng)‘欠阻尼’狀態(tài)的衰減系數(shù)和振蕩頻率？七．實驗報告要求1．根據(jù)觀測結(jié)果，在方格紙上描繪二階電路過阻尼、臨界阻尼和欠阻尼的響應(yīng)波形。2．測算欠阻尼振蕩曲線上的衰減系數(shù)、衰減時間常數(shù)、振蕩周期T和振蕩頻率。3．歸納、總結(jié)電路元件參數(shù)的改變，對響應(yīng)變化趨勢的影響。4．回答思考題2。實驗十一ＲＣ串、并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)特性的測試一．實驗?zāi)康?．研究ＲＣ串、并聯(lián)電路及ＲＣ雙Ｔ電路的頻率特性。2．學(xué)會用交流毫伏表和示波器測定ＲＣ網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性和相頻特性。3．熟悉文氏電橋電路的結(jié)構(gòu)特點及選頻特性。二．原理說明圖11-1所示ＲＣ串、并聯(lián)電路的頻率特性：圖11圖11-1其中幅頻特性為： 相頻特性為：幅頻特性和相頻特性曲線如圖11-2所示，幅頻特性呈帶通特性。當(dāng)角頻率時，，，圖11-2ｕO與ｕI同相，即電路發(fā)生諧振，諧振頻率。也就是說，當(dāng)信號頻率為ｆ0時，ＲＣ串、并聯(lián)電路的輸出電壓ｕO與輸入電壓ｕi同相，其大小是輸入電壓的三分之一，這一特性稱為圖11-2測量頻率特性用“逐點描繪法”，圖11-3為用交流毫伏表和雙蹤示波器測量ＲＣ網(wǎng)絡(luò)頻率特性的測試圖。圖11-3圖11-4測量幅頻特性：保持信號源輸出電壓（即ＲＣ網(wǎng)絡(luò)輸入電壓）Ui恒定，改變頻率ｆ，用交流毫伏表監(jiān)視Ui，并測量對應(yīng)的ＲＣ網(wǎng)絡(luò)輸出電壓UO，計算出它們的比值A(chǔ)＝圖11-3圖11-4測量相頻特性：保持信號源輸出電壓（即ＲＣ網(wǎng)絡(luò)輸入電壓）Ui恒定，改變頻率ｆ，用交流毫伏表監(jiān)視Ui，用雙蹤示波器觀察ｕO與ｕi波形，如圖11-4所示，若兩個波形的延時為Δｔ，周期為T，則它們的相位差，然后逐點描繪出相頻特性。用同樣方法可以測量ＲＣ雙Ｔ電路的幅頻特性，ＲＣ雙Ｔ電路見圖11-5，其幅頻特性具有帶阻特性，如圖11-6所示。圖11-6圖11-6圖11-51．信號源（含頻率計）；2．交流毫伏表；3．NEEL－003A組件；4．雙蹤示波器(自備)。四．實驗內(nèi)容1．測量ＲＣ串、并聯(lián)電路的幅頻特性實驗電路如圖11-3所示，其中，RC網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)選擇為：Ｒ＝200Ω，Ｃ＝２.２μＦ（在NEEL—003組件上），信號源輸出正弦波電壓作為電路的輸入電壓ｕi，調(diào)節(jié)信號源輸出電壓幅值，使Ui＝2V。改變信號源正弦波輸出電壓的頻率f（由頻率計讀得），并保持Ui=2V不變（用交流毫伏表監(jiān)視），測量輸出電壓，（可先測量時的頻率fo，然后再在fo左右選幾個頻率點，測量），將數(shù)據(jù)記入表11-1中。在圖11-3的RC網(wǎng)絡(luò)中，選取另一組參數(shù)：Ｒ＝1kΩ，Ｃ＝0.1μＦ，重復(fù)上述測量，將數(shù)據(jù)記入表11-1中。表11-1幅頻特性數(shù)據(jù)R=200C=f(Hz)UO(V)R=1k,C=0.1f(Hz)UO(V)2．測量ＲＣ串、并聯(lián)電路的相頻特性實驗電路如圖11-3所示，按實驗原理中測量相頻特性的說明，實驗步驟同實驗1，將實驗數(shù)據(jù)記入表11-2中。表11-2相頻特性數(shù)據(jù)R=200C=2.2Ff(Hz)T(ms)(ms)R=1K,C=0.1Ff(Hz)T(ms)(ms)3．（選做）測定ＲＣ雙Ｔ電路的幅頻特性實驗電路如圖11-3所示，其中RC網(wǎng)絡(luò)按圖11-5連接，實驗步驟同實驗1，將實驗數(shù)據(jù)記入自擬的數(shù)據(jù)表格中。五．實驗注意事項由于信號源內(nèi)阻的影響，注意在調(diào)節(jié)輸出電壓頻率時，應(yīng)同時調(diào)節(jié)輸出電壓大小，使實驗電路的輸入電壓保持不變。六．預(yù)習(xí)與思考題1．根據(jù)電路參數(shù)，估算ＲＣ串、并聯(lián)電路兩組參數(shù)時的諧振頻率。2．推導(dǎo)ＲＣ串、并聯(lián)電路的幅頻、相頻特性的數(shù)學(xué)表達式。3．什么是ＲＣ串、并聯(lián)電路的選頻特性？當(dāng)頻率等于諧振頻率時，電路的輸出、輸入有何關(guān)系？4．試定性分析ＲＣ雙Ｔ電路的幅頻特性。七．實驗報告要求1．根據(jù)表11-1和表11-2實驗數(shù)據(jù)，繪制ＲＣ串、并聯(lián)電路的兩組幅頻特性和相頻特性曲線，找出諧振頻率和幅頻特性的最大值，并與理論計算值比較。2．設(shè)計一個諧振頻率為1ｋHZ文氏電橋電路，說明它的選頻特性。3．根據(jù)實驗3的實驗數(shù)據(jù)，繪制ＲＣ雙Ｔ電路的幅頻特性，并說明幅頻特性的特點。實驗十二交流電路等效參數(shù)的測量一．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)會用交流數(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。圖12-1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)，（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12-1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和圖12-1三．實驗設(shè)備1．交流電壓、電流、功率、功率因素表；2．自耦調(diào)壓器（輸出可調(diào)的交流電壓）；3．30Ｗ鎮(zhèn)流器，400V／4.7μＦ電容器，電流插頭，25Ｗ/220Ｖ白熾燈。四．實驗內(nèi)容實驗電路如圖12-2所示，功率表的連接方法見圖12-1，交流電源經(jīng)自耦調(diào)壓器調(diào)壓后向負載Z供電。1．測量白熾燈的電阻圖12-2電路中的Z為一個220V、25W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，記入自擬的圖12圖12-2將電壓U調(diào)到110V，重復(fù)上述實驗。2．測量電容器的容抗將圖12-2電路中的Z換為４.7μＦ的電容器（改接電路時必須斷開交流電源），將電壓U調(diào)到220V，測量電壓、電流和功率，記入自擬的數(shù)據(jù)表格中。將電容器換為0.47μＦ，重復(fù)上述實驗。3．測量鎮(zhèn)流器的參數(shù)將圖12-2電路中的Z換為鎮(zhèn)流器，將電壓U分別調(diào)到180V和90V，測量電壓、電流和功率，記入自擬的數(shù)據(jù)表格中。4．測量日光燈電路圖12-3日光燈電路如圖12-3所示，用該電路取代圖12圖12-3電路中的Z，將電壓U調(diào)到220V，測量日光燈管兩端電壓UR、鎮(zhèn)流器電壓URL和總電壓U以及電流和功率，并記入自擬的數(shù)據(jù)表格中。五．實驗注意事項1．通常功率表不單獨使用，要有電壓表和電流表監(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．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。必須嚴格遵守這一安全操作規(guī)程。六．預(yù)習(xí)與思考題1．自擬實驗所需的全部表格。2．在50Hz的交流電路中，測得一只鐵心線圈的Ｐ、Ｉ和Ｕ，如何計算得它的電阻值及電感量？3．參閱課外資料，了解日光燈的電路連接和工作原理。4．當(dāng)日光燈上缺少啟輝器時，人們常用一根導(dǎo)線將啟輝器插座的兩端短接一下，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？5．了解功率表的連接方法。6．了解自耦調(diào)壓器的操作方法。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。2．根據(jù)實驗2的數(shù)據(jù)，計算電容器的容抗和電容值。3．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）；4．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。實驗十三互感線圈電路的研究一．實驗?zāi)康?．學(xué)會測定互感線圈同名端、互感系數(shù)以及耦合系數(shù)的方法。2．理解兩個線圈相對位置的改變，以及線圈用不同導(dǎo)磁材料時對互感系數(shù)的影響。二．原理說明一個線圈因另一個線圈中的電流變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象稱為互感現(xiàn)象，這兩個線圈稱為互感線圈，用互感系數(shù)（簡稱互感）M來衡量互感線圈的這種性能?；ジ械拇笮〕伺c兩線圈的幾何尺寸、形狀、匝數(shù)及導(dǎo)磁材料的導(dǎo)磁性能有關(guān)外，還與兩線圈的相對位置有關(guān)。1．判斷互感線圈同名端的方法（１）直流法如圖13-1所示，當(dāng)開關(guān)Ｓ閉合瞬間，若毫安表的指針正偏，則可斷定‘１’、‘３’為同名端；指針反偏，則“１”、“４”為同名端。（２）交流法圖13-2圖13-1如圖13-2所示，將兩個繞組Ｎ１和Ｎ２的任意兩端（如２、４端）聯(lián)在一起，在其中的一個繞組（如Ｎ1）兩端加一個低電壓，用交流電壓表分別測出端電壓Ｕ13、Ｕ12和Ｕ34，若Ｕ13圖13-2圖13-12．兩線圈互感系數(shù)Ｍ的測定在圖13-2電路中，互感線圈的Ｎ1側(cè)施加低壓交流電壓Ｕ1，測出Ｉ1及Ｕ2。根據(jù)互感電勢Ｅ2M≈Ｕ20＝ωＭＩ1，可算得互感系數(shù)為3．耦合系數(shù)K的測定兩個互感線圈耦合松緊的程度可用耦合系數(shù)K來表示其中：Ｌ1為Ｎ1線圈的自感系數(shù)，Ｌ2為Ｎ2線圈的自感系數(shù)，它們的測定方法如下：先在Ｎ1側(cè)加低壓交流電壓Ｕ1，測出Ｎ2側(cè)開路時的電流Ｉ1；然后再在Ｎ2側(cè)加電壓Ｕ2，測出Ｎ1側(cè)開路時的電流Ｉ2，根據(jù)自感電勢ＥＬ≈Ｕ＝ωＬＩ，可分別求出自感Ｌ1和Ｌ2。當(dāng)已知互感系數(shù)Ｍ，便可算得K值。三．實驗設(shè)備1．直流電壓、電流表；2．交流電壓、電流、功率、功率因數(shù)表；3．互感線圈；4．十進制變阻器、電容、電阻、電感、電位器、燈負載。四．實驗內(nèi)容1．測定互感線圈的同名端。（１）直流法如圖13-1所示，當(dāng)開關(guān)Ｓ閉合瞬間，若毫安表的指針正偏，則可斷定‘１’、‘３’為同名端；指針反偏，則“１”、“４”為同名端。（２）交流法如圖13-2所示，將兩個繞組Ｎ１和Ｎ２的任意兩端（如２、４端）聯(lián)在一起，在其中的一個繞組（如Ｎ1）兩端加一個低電壓，用交流電壓表分別測出端電壓Ｕ13、Ｕ12和Ｕ34，若Ｕ13是兩個繞組端壓之差，則１、３是同名端；若Ｕ13是兩繞組端壓之和，則１、４是同名端。2．測定兩線圈的互感系數(shù)Ｍ在圖13-2電路中，互感線圈的Ｎ2開路，Ｎ1側(cè)施加２Ｖ左右的交流電壓Ｕ1，測出并記錄Ｕ１、Ｉ１、Ｕ２。3．測定兩線圈的耦合系數(shù)K在圖13-2電路中，Ｎ１開路，互感線圈的Ｎ２側(cè)施加２Ｖ左右的交流電壓Ｕ2，測出并記錄Ｕ２、Ｉ２、Ｕ１，。五．實驗注意事項1．整個實驗過程中，注意流過線圈Ｎ1的電流不超過1.5Ａ，流過線圈Ｎ2的電流不得超過１Ａ。2．如實驗室有200Ω，2Ａ的滑線變阻器或大功率的負載，則可接在交流實驗時的Ｎ1側(cè)。六．預(yù)習(xí)與思考題1．什么是自感？什么是互感？在實驗室中如何測定？2．如何判斷兩個互感線圈的同名端？若已知線圈的自感和互感，兩個互感線圈相串聯(lián)的總電感與同名端有何關(guān)系？3．互感的大小與哪些因素有關(guān)？各個因素如何影響互感的大小？七．實驗報告要求1．根據(jù)實驗1的現(xiàn)象，總結(jié)測定互感線圈同名端的方法，并回答思考題2。2．根據(jù)實驗2的數(shù)據(jù)，計算互感系數(shù)Ｍ。3．根據(jù)實驗2、3的數(shù)據(jù)，計算耦合系數(shù)K。實驗十四三相電路電壓、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