电路实验指导书

《电路理论》

实验指导书电工实验教学基地编

华北电力大学

二00七年四月

前言

1．实验总体目标

《电路理论》实验是本科生进入专业基础课的第一门实验课程，考虑到这阶段大多数学生的动手能力、实践能力比较欠缺，因此本平台的目标是引导学生从理论思维逐步向实践领域过渡，实验的开设由验证理论、巩固概念，转向以端正学生的科学实验态度、掌握实验技能、提高学生的综合能力及实验经验的积累，最终达到学以致用的目的。

⒉适用专业

电气工程及其自动化、电子科学与技术、电子信息、通信工程、测控、热动（集控）、自动化、计算机

⒊先修课程

高等数学、大学物理、电路理论

⒋实验课时分配

⒌实验环境

实验保证二人一组，每组配备计算机，安装常用仿真软件，多媒体授课。

⒍实验总体要求

(1)实验前分好组，认真预习实验报告，预习时要理解实验原理，并对实验内容

进行计算，做到心中有数便于对实验数据进行分析和处理。

(2)实验过程中出现短路等异常情况应尽快切断电源。，

(3)实验的原始数据须经指导教师检查并签字，认真完成实验报告并回答思考题。

(4)实验结束后，断电，整理仪器设备、清理桌面卫生、班长每次实验分配三个

组的学生打扫实验室。

⒎本实验的重点、难点及教学方法建议

(1)仪器仪表的正确使用、实验原理和方法、数据分析和处理。

(2)对于实验故障应尽量学会自己独立思考和排除。

目录

实验一、基本电工仪表的使用及测量误差的计算 (4)

实验二、电位测定、基尔霍夫定律和叠加原理 (8)

实验三、戴维宁定理及应用 (12)

实验四、动态电路响应的研究 (16)

实验五、三表法测量电路等参数 (20)

实验六、RLC串联谐振电路的研究 (24)

实验七、互感电路观测 (27)

实验八、三相电路电压、电流和功率的测量 (30)

实验九、二端口网络 (34)

实验十、单相裂相电路的研究 (35)

实验十一、RC选频网络特性测试 (39)

实验一基本电工仪表的使用及测量误差的计算

一、实验目的

1. 熟悉实验台上各类电源及各类测量仪表的布局和使用方法。

2. 掌握指针式电压表、电流表内阻的测量方法。

3. 熟悉电工仪表测量误差的计算方法。

二、实验类型

验证型实验

四、实验台和基本电工仪表的使用

1．开启实验台

打开电源开关，按启动键。分别打开电压源和电流源开关。电流源不可开路，电压源不可短路。

2．使用电压表和电流表

电压表必须与被测支路并联，先估计被测电压大小，选择合适档位。

电流表必须与被测支路串联，先估计被测电流大小，选择稍大一档量限。

电压表和电流表有交流直流的区别，不可混用。

3．使用实验模板正确取用实验台所配实验模板。黑色线条表示模板内部已经有导线连接，虚线部分需要外接。

4．使用连接导线连接导线有直流导线、交流导线、插棒、信号探针、万用表引线等。

5。正确使用万用表

万用表由交流电压表、直流电流表、交流电流表、直流电流表、欧姆表等组成，使用之前，一定要明确被测对象与万用表档位相适应。不可用电流表去量测电压。也不可用电压表去量测电流，交直流也不能混淆。欧姆表使用时必须保证被测对象在无源状态下，每次测量之前都要调零。

五、实验原理

1. 为了准确地测量电路中实际的电压和电流，必须保证仪表接入电路后不会改变被测电路的工作状态，这就要求电压表的内阻为无穷大，电流表的内阻为零，这样的表计称为理想电压表和理想电流表。而实际使用电工仪表都不能满足上述要求，实际电压表可以认为是理想电压表和一个电阻的并联，实际电流表可以认为是一个理想电流表和一个电阻的串联。因此，当测量仪表一旦接入电路，就会改变电路原有的工作状态，导致仪表的读数值与电路原有的实际值之间出现误差。这种测量误差值的大小与仪表本身内阻值的大小密切相关。只

要测出仪表的内阻，即可计算出由其产生的测量误差。

2. 用“分流法”测量电流表的内阻

如图1-1所示。A 为被测内阻(R A )的直流电流 表。测量时先断开开关S ，调节电流源的输出电流I 使A 表指针满偏转。然后合上开关S ，并保持I 值不 变，调节电阻箱R B 的阻值，使电流表A 的指示值减半。 此时有

I A ＝I S ＝I/2

∴ R A ＝R B ∥R 1 图 1-1 可调电流源

R 1为固定电阻器，R B 可由电阻箱的刻度盘上读得。 3. 用分压法测量电压表的内阻。

如图1-2所示。 V 为被测内阻(R V )的电压表。 测量时先将开关S 闭合，调节直流稳压电源的 输出电压，使电压表V 的指针为满偏转。然后 断开开关S ，调节R B 使电压表V 的指示值减半。 此时有：R V ＝R B ＋R 1

4. 仪表内阻引入的测量误差（通常称之为方

法误差， 而仪表本身结构引起的误差称为仪表基 图 1-2 可调稳压源 本误差）的计算。

（1）以图1-3所示电路为例，R 1上的电压为 U R1＝─── 。 R 1＋R 2

现用一内阻为R V 的电压表来测量U R1值，当R V 与R 1并联后，

R V R 1 R AB ＝───，以此来替代上式中的R 1，则得

R V ＋R 1

R V R 1 图 1-3

────

R V ＋R 1 －R 2 1R 2U

U'R1＝────── U 。绝对误差为△U ＝U'R1－U R1＝───────────────

R V R 1 R V (R 2 1＋2R 1R 2＋R 2

2)＋R 1R 2(R 1＋R 2) ───＋R 2 R V ＋R 1

U

若 R 1＝R 2＝R V ，则得△U ＝－─ 6

U'R1－U R1 -U/6

相对误差 △U ％＝─────×100％＝──×100％＝－33.3% U R1 U/2

由此可见，当电压表的内阻与被则电路的电阻相近时，测得值的误差很大。

（2）伏安法测量电阻原理：测出流过被测电阻R X 的电流I R 及其两端的电压降U R ，则其阻值可由欧姆定律计算得到R X =U R /I R 。图1-4（a ）、(b)为伏安法测量电阻的两种电路。设所用电压表和电流表的内阻分别为R V =20K Ω，R A =100Ω，电源U=20V ，假定R X 的实际值

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