电工实验指导书(本专科2)deflate.docx

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实验一基尔霍夫定律的验证
一、实验目的
1.验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。

2.学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。

二、实验原理
基尔霍夫定律是电路的基本定律。

测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫定律和电压定律。

即对电路屮的任一个节点而言，应有
21=()対任何一个闭合冋路而言，应有EU=()0
运用上述定律必须注意电流的正方向，此方向可预先任意设定。

三、实验设备
GDDS实验装置DGJ实验装置
序号名称型号与规格数量备注序号名称型号与规格数量备注
1H•流稳
压电源
21
直流稳
压电源
+6V、+12V
切换
1
2直流电
压表JDV-2112直流可
调稳压
电源
0~30V1
3直流亳
安表JDA-2113直流数
字电压
表
1
4变阻箱
或固定
电阻1KQ或
D01
14直流数
字毫安
农
1
E1=10V
B
四、实验内容
图1-2 DGJ实验台实验线路图
1.实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如上图中的1|、【2、【3所示。

2.分别将两路总流稳压电源接入电路（DGJ实验台，-•路如E］为+6V, +12V切换电源, 另一路如E2为0~30V可调直流稳压源），令E,=10V, E2=5V O
3.熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至直流毫安表的“ + ”、“一”两端。

4.将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，记录电流值。

5.用直流电压表分别测量电源及电阻元件上的电压值，记录电压值。

并完成下表。

五、实验注意事项
1.所冇需要测量的电压值，均以电压表测量读数为准，不以电源表盘指示值为准。

2.防止电源两端碰线短路。

3.若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表的“ + ”、“一”极性。

倘若不换接极性，则电表指针可能反偏（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针正偏，但读得的电流值必须加以负号。

六、预习思考题
根据上图给出的实验参数，计算出待测电流I】、12、【3和各电阻上电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确选定毫安表和电压表的量程。

七、实验报告
1.根据实验数据，选定实验电路中的任一个节点，验证KCL的止确性。

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的止确性。

3.误差原因分析。

4.实验小结及其他
一、实验目的
验证线性电路叠加原理的正确性，从而加深对线性电路的叠加性的认识和理解。

二、实验原理
在有几个独立源共同作用下的线性电路屮，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产牛的电流或电压的代数和。

三、实验设备
GDDS实验装置DGJ实验装置
序号名称型号与规格数量备注序号名称型号与规格数量备注
1直流稳压
电源
21
直流稳压
电源
+6V、+12V
切换
1
2直流电
压表JDV-2112直流可
调稳压
电源
0~30V1
3直流毫
安表JDA-2113直流数
字电压
表
1
4变阻箱
或固定
电阻
1KQ
或D01
14直流数
字亳安
表
1
5直流电
路实验
单元D02DGJ-03
实验线
路板
1DGJ・
03
DGJ-05
电阻箱
1
DGJ・
05
四、实验内容
图2-1 GDDS实验台实验线路图S2 +
E2=5V
1.实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如上图中的h、【2、【3所示。

2.分别将两路在流稳压电源接入电路，令E1=10V, E2=5V O
3.令El电源单独作用时（将开关S1投向E1侧，开关S2投向短路侧）用直流电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端电压，数据记入表格中。

4.令E2电源单独作用时（将开关S1投向短路侧，开关S2投向E2侧）重复实验步骤3的测量和记录。

5.令E1和E2共同作用时（开关S1和S2分别投向E1和E2侧），重复上述的测量和记录。

6.将E2的数值调至10V,重复上述实验步骤4的测量并记录。

五、实验注意事项
1.用电流表插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性，及数据表格中“ + ”、“一”号的记录。

2.注意仪表屋程的及吋更换。

六、预习思考题
叠加原理El、E2分别单独作用吋，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源置零（短路）？
七、实验报告
1.根据实验数据，验证线性电路的叠加性。

2.各电阻所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？用上述实验数据进行计算并作结论。

3.实验小结及其他
一、实验目的 1、 通过实验验证并加深理解戴维南定理和诺顿定理. 2、 加深对等效电路概念的理解. 3、 学习测量有源一端口网络开路电压和等效电阻. 4、 学会使用直流稳流电源。

5、 进一步学习常用直流仪器仪表的使用方法。

二、实验原理
对于复杂电路，有时并不需求对全部支路进行求解，而只需求某一支路(或某元件) 上的电流或电压.如果把这一支路(或元件)作为外电路，应用戴维南定理(或诺顿定理) 把其余电路用等效电源代替后求解，就比较简单了。

1、戴维南定理和诺顿定理 戴维南定理指出，任何一个线性含源一端口网络，対外电路來说，可以用一条含 源支路(等效电压源)來等效代替，该含源支路的电压源电压等于含源一端口网络的 开路电压Uoc,其电阻等于含源一端口网络化成无源网络(电压源短接，电流源断开) 后的的入端电阻Ro 。

诺顿定理的内容是：任何一个线性含源一端口网络，对外电路來说，可以用一个电 阻和一个电流源并联组合来等效替代，并联电阻等于该含源一端口网络的入端电阻Ro, 电流源的电流则等于含源一端口网络的短路电流Tsc 。

根据戴维南定理和诺顿定理，对任何一个线性含源一端口网络，如图3-1 (a)所示， 可以用图3-1 (b)或图3-1 (c)所示电路代替。

其等效条件是：Uoc 是含源一端口网络A 、B 两端的开路电压；lsc 是含源一端口网络A 、B 两端短路后的短路电流，Ro 是把含源一端 口网络化成无源网络后的入端电阻。

(a)含源一端口网络 (b)戴维南定理等效替代
图3-1等效发电机定理
2、线性含源一端口网络开路电压的测量 (1) 直接测量法
当含源一端口网络等效的入端电阻与电压表内阻相比可以忽略不计时，可以直接 用电压表测量其开路电压U°c 。

(2零示法
当含源一端口网络等效的入端电阻与电压表内阻置相比不可忽略时，如果用电压 表直接测量开路电压，必然影响被侧电路的原工作状态，使测得的电压与实际值间冇 较大误差。

为了消除电压表内阻的影响，可以采用零示法， 如图3-2所示。

戴维南定理和诺顿定理统称为等敛変也机定理。

1
(c)诺顿定理定理等效替代
图3-2零示法
零示法原理是用一低内阻的肓流稳压电源与被测含源一端口网络Ns 相比较，当肓流 稳压电源与含源一端口网络Ns 的开路电压相等吋，电压表的读数将为“0”，然后将电 路断开，测最此时肓
流稳压电源的输出电压，即为被测含源一端口网络Ns 的开路电压。

3. 一端口网络入端电阻Ro 的实验测量
可以通过以下几种方法求出：
(1) 把冇源一端口网络除源后，通过计算求无源网络的人端电阻。

所谓“除源”即 一端口网络中所有恒流源开路，所有恒压源用短路代替。

(2) 在冇源一端口网络可以除源的情况下，直接用万用表的欧姆档测量除源后的无 源网络的入端电阻。

(3) 在冇源一端口网络允许戒路的情况下，用电流表测量网络的短路电流Isc.再 测量有源一端口网络的开路电压U ()c,则
⑷分别测量有源一端口网络的开路电压Uoc 和外电路的端电压九，山图3—3,若己 知外电路电阻R L 的阻值，就町以计算出一端口网络的人端电阻R0。

图3-3测量一端口网络的入端电阻
U OC -U L
~ ~U~L~~
三.实验仪器及设备
表3-1实验仪器及设备表
GDDS 实验装置
DGJ 实验装置
序号
名称
型号 与规格
数 量
备 注 序
号
名称
型号 与规格 数 量 备注
1 直流稳压 电 源
0 〜25V
1
1
直流稳压 电 源
0 〜30V 1
2
直流稳流 电 源
0〜200mA
1
2
直流稳流 电 源
0〜200mA 1
稳 压 电 源
Ro =
Uoc Ns
四、实验内容
1、按图3-5 （a）接线，改变负载电阻R L,测S.I'.U L和II的数值，特別注意要测出R二0及R 二时的电压和电流，并记录在表3-2中。

表3-2有源二端网络的外特性
图3-5验证戴维南定理和诺顿定理接线图（DGJ）
2、测定等效电路的Uoc、Isc和Ro
（1）方法之一：开路电压、短路电流法
表5-3含源一端口网络等效的入端电阻
（2）方法之二：伏安法或肓接用万用表测暈
将电流源去掉（开路），电压源去掉，然后用一根导线代替它（短路），再将负载电阻开路，用伏安法或直接用万用表电阻档测量AB两点间的电阻R。

，读电阻即为网络的入端电阻。

3、验证戴维南定理
选择或调节电阻箱的电阻（DGJ实验装置用一只1KQ/1W的电位器），使其等于R（）, 然后将稳压电源输出电压调到Uoc （步骤1时所得的开路电压）与R。

串联如图3-5（b）所示，重复测量U L和II的关系曲线，对戴维南定理进行验证。

表3-5 （c）验证戴维南定理
4、验证诺顿定理
用一电流源，其大小为实验步骤1中短路电流Isc,与等效电阻Ro并联后组成的实际电流源，接上负载电阻，重复步骤1的测量，与步骤1所测得的数值进行比较，验证诺顿定理。

表5-5 验证诺顿定理
五、实验注意事项
1、注意测量时，电流表量程的更换。

2、步骤“2”中，电源置零时不可将稳压源短接。

3、用万用表直接测Ro时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万川表，具次, 欧姆档必须经调零后再进行测量.
4、改接线路时，要关掉电源。

六、预习思考题
1、在求戴维南等效电路时，作短路实验，测短路电流Isc的条件是什么？在本实验中可否直接作负载短路实验？请实验前对线路3-5 (a)预先作好计算，以便调整实验线路及测量吋可准确地选取电表的量程。

2、说明测冇源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。

七、实验报告
(1)根据实验测得的讥及II数据，分别绘出|11|线，验证它们的等效性，并分析误差产生的原因。

(2)根据步骤1所测得的开路电压Uoc和短路电流lsc,计算有源二端网络的等效内阻，与其他方法所测得的Ro进行比较.。