电工技术实验

实验一 基尔霍夫定律的验证

一、实验目的

1. 熟悉并掌握直流仪表，稳压电源的正确使用方法。

2. 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。

3. 学会对电压、电位的测试，掌握电路电位图的测绘方法。

4. 学会用电流插头、插座测量各支路电流，了解一表多用的原理。 二、实验设备

三、实验内容

（1）、基尔霍夫电压定律（KVL ）：在集总参数电路中，任意时刻沿任一回路绕行，回路中所有支路电压的代数和恒等于零。亦即：∑U=0

（2）、基尔霍夫电流定律（KCL ）：对于集中参数电路中的任一节点，在任意时刻，所有连接于该节点的支路电流的代数和恒等于零，即有

∑i ＝0。

运用上述定律时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此方向可预先任意设定。 （3）、参考方向和关联参考方向都是为了研究问题的方便而设定的。电位具有相对性，电压具有绝对性。 四、实验步骤

实验线路如图6－1，用HE －12挂箱的 “基尔霍夫定律/叠加原理”线路。

1. 实验前先设定FABCDEF 回路和节点A 作为研究对象。图1－1中的I 1、I 2、I 3的方

向已设定。

2. 熟悉并掌握直流数显稳压电源的使用，同时分别调1U ＝6V ，2U ＝12V ，先切断电源开关，再按图1-1电路连接线路。

3. 正确使用直流数字电流表，并测出三条支路的电流值。记录数据在表1中。

R 1

R 2 R

3 4

5 I 3

图1－1

1U

U 2

I 1 I 2

510Ω

510Ω 510Ω

330Ω

1k Ω

R 1 R 2 R 3 R 4 R 5

表1

4. 用直流数字电压表按表1的要求测量各电压值，并记录数据在表1中。

5. 分别以A 、D 为参考点测量其它各点的电位，并记录在表2中。

五、预习思考题

1. 根据实验数据，选定节点A ，验证KCL 的正确性。

2. 根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL 的正确性。

3. 将支路和闭合回路的电流方向重新设定，重复1、2两项验证。

4. 根据实验数据，验证电压与电位之间的相互关系。并绘制任意两个电位的电位图。

实验二 戴维南定理的验证

一、实验目的

1. 验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解

2. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

二、实验设备

三、实验内容

1. 任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。

戴维南定理指出：任何一个线性有源单口网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电压S U 等于这个有源二端网络的开路电压OC U ， 其等效内阻R 0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。

OC U (S U )和R 0或者SC I (S I )和R 0称为有源二端网络的等效参数。 2. 有源二端网络等效参数的测量方法 (1) 开路电压、短路电流法测R 0

在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压OC U ，然后再将

其输出端短路，用电流表测其短路电流Isc ，则等效内阻为

SC

OC

0I U R =

如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路则易损坏其内部元件，因此不宜用此法。 .四、实验步骤

被测有源二端网络如图2－1(a)。

1. 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的OC U 和R 0和诺顿等效电路的SC I 、R 0。按图2-1 (a)接入稳压电源S U =12V 和恒流源S I =10mA ，不接入R L 。测出OC U 和SC I ，并计算出R 0。（测O C U 时，不接入mA 表。），记录数据在表1中。

2. 负载实验：按图2-1（a ）接入R L 。改变R L 阻值，测量有源二端网络的外特性曲线。记录数据在表2中。

3. 验证戴维南定理：利用戴维南定理，将图2-1(a)等效为图2-1(b)所示，仿照步骤“2”测其外特性，在相同的负载电压值下，记录电流值在表2中，对戴维南定理进行验证。

五、预习思考题

1.验证戴维南定理和诺顿定理的正确性， 并分析产生误差的原因。

实验三 三表法测定交流电路等效参数

一 实验目的

1. 学会用交流电压表、 交流电流表和功率表测量交流电路等效参数的方法。

2. 学会功率表的接法和使用。

3. 学会对单相交流调压器的正确使用。

二 实验设备

(a)

图2-1

(b)

三、实验内容

1. 正弦交流信号激励下的元件值或阻抗值，可以用交流电压表、 交流电流表及功率表分别测量出元件两端的电压U 、流过该元件的电流I 和它所消耗的功率P ，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法， 是用以测量50Hz 交流电路参数的基本方法。

计算的基本公式为：

阻抗的模

I U Z =

， 电路的功率因数 cos φ＝UI P 等效电阻 R ＝ 2I

P

＝│Z │cos φ， 等效电抗 X ＝│Z │sin φ

由 fL π2X X L ==， 得f

L π2X L

=

X ＝Xc ＝fC π21， 得f

C π2X 1

C =

四、实验步骤

测试线路如图3－3所示。

1、按图3－3接线，并经指导教师检查后，方可接通市电电源。

2、分别测量25W 白炽灯(R)、40W 日光灯镇流器(L) 和4.7μF 电容器( C)的等效参数,

以及L 、C 串联与并联后的等效参数，将数据记录在表1中。

Z

图3－3

图