电路实验1

※预习与思考题 1、电压源的输出端为什么不允许短路？电流源的输出端为 什么不允许开路？ 2、说明理想电压源和理想电流源的特性，其输出是否在任 何负载下能保持恒值？ 3、实际电压源与实际电流源的外特性为什么呈下降变化趋 势，下降的快慢受哪个参数影响？ Hale Waihona Puke Baidu、实际电压源与实际电流源等效变换的条件是什么？所谓 ‘等效’是对谁而言？电压源与电流源能否等效变换？
实验内容及步骤
有源一端口网络的外特性UAB=f（IR） R（Ω ） UAB（V） IR（mA） 0 100 200 300 400 500 600 700 800 ∞
实验三 一阶电路暂态过程的研究
• • • • • 实验目的: 1、学习用示波器观察和分析RC一阶电路的响应. 2、学习一阶电路时间常数的测量方法。 3、掌握微分电路和积分电路的基本概念。 实验原理: u
R


uC
•
RC微分电路
• ①按图接好电路，K置于1的位置,描绘Ui(t) 与UR(t)此时波 形。 • ②调节输入端函数发生器，使方波的峰－峰值ＶＰ－Ｐ＝2V， 改变其信号频率为100Hz、1kHz等方波，C=0.1uF、 R=200Ω。 用示波器观察各不同频率下的输入 • ③保持方波信号频率为100Hz，K置于2的位置，C=1uF， R=200Ω，观察输入电压UI(t)和输出电压UC (t)，并描绘此 时波形。
※实验总结报告 1、绘出所测电流源和电压源的的外特性曲线。 2、通过实验搞清楚理想电压源和理想电流源能否等效变换？ 3、从实验结果，验证实际电压源和实际电流源是否等效？
实验二 有源二端网络等效参数及等效定理的验证
实验目的: (1) 用实验来验证戴维南定理。 （2）学习线性有源一端口网络等效电路参数的测量方法。
UL =220V
UP=127V
2
• : • 1、每次接线完毕，同组同学应自查一遍，然后方可接通 电源，必须严格遵守先接线，后通电；先断电，后抓线 • 2、星形负载作短路实验时，必须首先断开中线，以免发 生短路事故。 • 3、测量、记录各电压、电流时，注意分清它们是哪一相、 哪一线，防止记错。
(b)
T 2
0
T
t
图 16－6
• 实验内容及步骤 : • (1) 测量时间常数τ • 选定的R=10ｋΩ，C＝0.１μF，f =100Hz，用示波器观察激励信 号us与响应信号uC的变化规律，描绘us与uc波形，测量并 记录时间常数。
示 波 器
信 号 uS 源 （方波〕

uR

C

图 16－7
实验五、三相交流电路电压、电流的测量
• 实验目的: • 1、练习三相负载的星形联接和三角形联接； • 2、了解三相电路线电压与相电压，线电流与相电流之间的 关系； • 3、了解三相四线制供电系统中，中线的作用； • 4、观察线路故障时的情况(负载出现短路与断路)。 • 实验原理 :
• 当三相对称负载作‘Ｙ’形联接时:ＩN＝0, • 作‘Δ’形联接时: • 不对称三相负载作‘Ｙ’联接时，必须采用‘ＹＯ’接法， 中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压等 于电源的相电压（三相对称电压）。若中线断开，会导致 三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过 高，使负载遭受损坏，负载重的一相相电压又过低，使负 载不能正常工作； • 对于不对称负载作‘Δ’ 联接时，ＩＬ≠ＩＰ，但只要电源的 线电压UＬ对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各 相负载工作没有影响。
实验四、单相照明电路及功率因数的改善
• 实验目的: • 1、了解日光灯的工作原理，熟 悉安装日光灯电路。 • 2、通过实验了解功率因数提高 的意义。
• 实验原理 :
镇流器
+
+ u RL +
uR
日 光 灯 管
u u=220v
启 辉 器
S
图19-3
W I UL IG I3 L O IC I2=IGR I1 I IGL
实验一、电压源与电流源及其等效变换与串并联的研究 实验目的: 1、加深对电压源与电流源外特性的理解。 2 3、验证电压源与电流源互相进行等效变换的条件。
实验原理: 1、理想电压源和理想电流源
2、实际电压源和实际电流源
3、实际电压源和实际电流源的等效互换
实际电压源与实际电流源等效变换的条件为: （1）取实际电压源与实际电流源的内阻均为RS； （2）已知实际电压源的参数为US和RS，则实际电流源的参 数为 和RS 若已知实际电流源的参数为Is和RS，则实际电压源的 参数为 4 和RS 。
而任何一个线性含源一端口网络对外部电路的作用， 可用一个等效电流源来代替，该电流源等于这个 含源一端口网络的短路电流ISC，其等效内阻RS 等于这个含源一端口网络中各电源均为零时（电 压源短接，电流源断开）无源一端口网络的入端 电阻。这个结论就是诺顿定理。
• 其中（US,RS）,(IS,RS)为等效参数，测量等效 参数的实验方法有四种：开路电压、短路电流法 ，伏安法，半电压法，零示法。
• RC积分电路： • ①按图接好电路，K置于1的位置。 • ②输入端接函数发生器的方波输出位置，输出端接示波器 • Y2输入端。 • ③调节输入端函数发生器，使方波的峰－峰值ＶＰ－Ｐ＝ • 2V，改变其信号频率为100Hz 、1kHz等方波,C=0.1uF、 R=10KΩ,观察输入电压Ui(t)和输出电压UC(t)，并描绘 • 此时波形。 • ④保持方波信号频率为100Hz ，K置于2的位置，C=1uF、 • R=10KΩ，观察输入电压Ui(t)和输出电压UC (t)，并描 • 绘此时波形。
2
US
R
S

US

US
1
S C

u
c
0
T 2
T
t
uc / V 图 16－1
US
uc / V
图 16－4
0.632U S 0
t /s
0.368U S 0
t x (cm) cm
t /s

图 16－2

图 16－3
uS
US
duS u R RC dt
T
0
uR
t
0
uC
t
(a)
1 uC u S dt RC
（3）整个实验分为预习、实验、报告三个环节，三者缺一， 则该实验记0分。预习以报告形式于实验课前交于各版班长 或学习委员手中，上课前交与任课教师。预习报告包括实验
名称、实验目的、实验原理（包括原理图）和预习思考题四 部分。预习报告将会在下课前发放，同学们拿回去完善其它 部分，包括实验使用的仪器设备、实验内容或步骤、实验数 据填写和实验总结报告。做完的实验报告在下次实验前统一 交于各版班长或学习委员手中，然后交于老师。实验报告统 一用学校发放的实验报告纸。 （4）凡有缺做实验情况的，或缺交实验报告的，或总评成 绩低于60分的，则实验总成绩不及格。实验不及格的，需 进行重修。
、电压源、电流源的串并联研究
Us=10V;IS=5ma;R1=200 Ω;
实验内容及步骤:
R2的取值如下表;RS=47 Ω
I(mA) U(V)
IS(mA)
R(Ω) I (mA) U (V)
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1、校准电压源与电流源； 2、电压源不能短路，电流源不能开路； 3、在测电压源外特性时，不要忘记测空载（I＝0）时的电 压值；测电流源外特性时，不要忘记测短路（U＝0）时的 电流值； 4 5、直流仪表的接入应注意极性与量程。
-
A
IGL+IC3 U
~220V
IGL+IC1
C
UA
A
S
IC1 IC2 IC3 (a) 图1.15-2 (b)
• 实验内容及步骤 :
• 实验注意事项 • （1）用交流电压表及交流电流表测量电路中的电压电 流时,及多功能表测量功率注意电流输入和电压输入端 口，检查无误后再按下主控制屏主控台上的起动按钮 起动电源。在最新的多功能仪表和交流电压、电流表 中采用了内部量程自动切换的线路，因此没有量程选 择的要求，但对于测量的信号大小也应有工程概念。 • （2）本实验时需将双向开关扳向“实验”状态。当扳 向“照明”时由内部已将220V电源接在荧光灯上。
实验原理: 任何一个线性网络，如果只研究其中的一个支路的电 压和电流，则可将电路的其余部分看作一个含源一端口网 络。而任何一个线性含源一端口网络对外部电路的作用， 可用一个等效电压源来代替，该电压源的电动势ES等于这 个含源一端口网络的开路电压UK，其等效内阻RS等于这 个含源一端口网络中各电源均为零时（电压源短接，电流 源断开）无源一端口网络的入端电阻。这个结论就是戴维 南定理。