《电工学基础》实验讲义

电工学基础实验讲义

（2013）

大连大学电工电子实验中心

2013.8.22

目录

实验室学生守则 (2)

实验要求 (3)

实验一基本电路定理验证 (5)

实验二正弦稳态交流电路相量的研究 (11)

实验三日光灯电路 (14)

实验室学生守则

1、学生在实验课前，必须认真预习，明确实验目的和要求，了解实验的基本原理、方法、

步骤，熟悉仪器设备的操作规程和注意事项，懂得实验的安全知识，经实验教师检查合格后，才能进行实验。未预习或预习未达到要求的不准参加本次实验。

2、实验前按指定的实验桌检查个人专用仪器、用具是否齐全完好。如有缺损，应及时向

实验教师或实验人员报告，不得随意挪用邻桌的仪器、用具，不准随意动用实验室其它仪器设备。

3、服从实验教师的指导，按规定格式做好原始记录，经教师审阅同意后方可结束实验，

并按照要求完成实验报告。

4、实验进行中不得脱离岗位，必须离开时需经实验教师同意。

5、要爱护仪器、用具，实验后按原样摆放整齐。

6、损坏、丢失实验室的设备器材，应立即报告实验教师或实验人员，并进行登记，按我

校《设备器材损坏丢失处理和赔偿办法》办理。

7、禁止在实验室吸烟、打闹、随地吐痰、乱扔纸屑以及做与实验无关的活动，保持室内

安静、整洁。每次实验后，要将室内打扫干净，并按照要求关好水、电、气、门、窗，保证实验室的安全。

8、每学期上实验课前，由实验教师结合实验室具体情况，讲解本规则。

实验要求

1、实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。预习要求如下：

1）认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的估算。

2）按要求预习各实验中指定的内容。

3）熟悉实验任务。

4）复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。

5）写出预习报告。

2、使用仪器和实验箱前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时

应严格遵守。

3、实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误才能接通电源，初学或没

有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。

4、实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。

5、实验报告要求：

1）实验报告册采用统一规定的格式。

2）完整填写报告册中的各项内容。

3）对于实验数据进行数据处理，写出处理过程。

4）实验曲线要按照实验数据绘制，表明坐标单位。

实验一 基本电路定理验证

一．实验目的

1．验证基尔霍夫定律，加深对基尔霍夫定律的理解。

2．验证叠加原理；了解叠加原理的应用场合；理解线性电路的叠加性。 3．验证戴维南定理、诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解。 4．掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

5．掌握直流电流表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。 6．学习检查、分析电路简单故障的能力。

二．原理说明

基尔霍夫定律：基尔霍夫电流定律和电压定律是电路的基本定律，它们分别描述结点电流和回路电压，即对电路中的任一结点而言，在设定电流的参考方向下，应有ΣI ＝0。一般流出结点的电流取负号，流入结点的电流取正号；对任何一个闭合回路而言，在设定电压的参考方向下，绕行一周，应有ΣU ＝0，一般电压方向与绕行方向一致的电压取正号，电压方向与绕行方向相反的电压取负号。

叠加原理：在有几个电源共同作用下的线性电路中，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电源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。具体方法是：一个电源单独作用时，其它的电源必须去掉（电压源短路，电流源开路）；在求电流或电压的代数和时，当电源单独作用时电流或电压的参考方向与共同作用时的参考方向一致时，符号取正，否则取负。

戴维南定理：任何一个有源二端网络如图2－1（a ），总可以用一个电压源U S 和一个电阻R S 串联组成的实际电压源来代替如图2－1（b ），其中：电压源U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC , 内阻R S 等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻R O 。

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 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U OC , 然后再将其输出端短路，测其短路电流I S Ｃ，且内阻为：

SC

OC

S I U R

。 若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。

(2)伏安法

一种方法是用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图2－2所示。开路电压为U OC ，根据外特性曲线求出斜率tg φ，则内阻为：

I

U

R ∆∆=

=φtg S 。 另一种方法是测量有源二端网络的开路电压U OC ，以及额定电流I N 和对应的输出端额定电压U N ，如图2－1所示，则内阻为：N

N

OC S I U U R -=

。

(3)半电压法

如图2－3所示，当负载电压为被测网络开路电压U OC 一半时，负载电阻R L 的大小（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻R S 数值。

(4)零示法

在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图2－4所示。零示法测量原理是用一低内阻的恒压源与被测有源二端网络进行比较，当恒压源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为“0”，然后将电路断开，测量此时恒压源的输出电压U ，即为被测有源二端网络的开路电压。

三．实验设备

1．直流数字电压表、直流数字电流表； 2．恒压源（双路0～30V 可调）； 3．恒源流（0～200mA 可调）； 4．EEL －53组件； 5．EEL －51组件。

四．实验内容

1、验证基尔霍夫定律

实验电路如图2－5所示，图中的电源U S1用恒压源I 路0～＋30V 可调电压输出端，并将输出电压调到＋6V ，U S2用恒压源II 路0～＋30V 可调电压输出端，并将输出电压调到＋12V （以直流数字电压表读数为准）。开关S 1 投向U S1 侧，开关S 2 投向U S2 侧，开关S 3 投向R 3侧。