电路实验(上).doc

电 路 实 验 教 案（上）哈尔滨工业大学（威海）信息科学与工程学院基础教学部26实验一 电阻元件端口特性的测量实验内容1、 线性电阻，2、 钨丝灯（接线 先串联 后并联）3、 二极管 正向 反向 4、 稳压管 正向 反向 报告要求按教程要求（第4页）作实验报告。（3条曲线，原理缩写，内容正确、完整，结论）。问题测电阻、钨丝灯的电路与测二极管、稳压管的电路有何不同，为什么？仪器介绍1、 可调电压源，3档，030V，每次用完调回零，使用时从零逐渐增至所需电压。2、 数字电流表与电压表（显示、），按、范围选量程，超量程时保护装置切断电源，指示灯亮。按下复位按钮，换量程，重新启动。数字毫安表先选量程（按下量程键），后通电，否则告警。3、 电阻、钨丝灯、二极管、稳压管装在DGJ-05实验箱上。4、 交流电源的通与断。本实验不直接使用交流电源。实验原始数据及数据处理1、 线性电阻电压0.0760.8741.9052.353.234.155.01电流0.0760.8711.8982.413.294.235.10电压5.796.617.157.778.539.2010.05电流5.906.737.277.908.679.3610.22图表 1 线性电阻正向端口特性曲线2、 钨丝灯电压0.391.292.213.133.804.404.975.63电流20.128.936.443.448.152.155.859.8电压6.196.757.498.339.019.5210.09电流63.166.370.374.678.080.583.2图表 2 钨丝灯正向端口特性曲线3、 二极管正向端口特性数据：电压0.0320.0820.0980.1340.1660.1880.2340.258电流0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000电压0.2660.2860.3020.3260.3580.3740.4050.416电流0.0000.0000.0000.0010.0020.0040.0100.014电压0.4410.4510.4690.4840.4930.4980.5070.514电流0.0280.0370.0610.0870.1070.1210.1500.176电压0.5260.5340.5420.5500.5590.5930.6030.614电流0.2310.2840.3400.4000.4911.0611.311.66电压0.6190.6300.6430.6520.6610.6680.6710.678电流1.892.373.223.894.845.686.137.07电压0.6840.6880.6920.6960.7000.7030.7060.709电流8.198.839.9310.7511.8412.8413.7614.61电压0.7130.7160.7190.7220.7270.7310.7320.733电流15.9317.3018.2919.5922.124.425.326.2反向端口特性数据：电压从025V，电流均为0图表 3 二极管正向端口特性曲线（二极管反向特性曲线略）实验二 基尔霍夫定律与电位的研究实验内容1、 KCL与KVL（1） 按下图接线。用电流插头和插孔配合电流表测电流，用万用表测电压。接线依次联接从电源正极开始经过最复杂的回路终止在电源的负极（2） 先后置、，测量各、记入表中，并验证、（当时验证）。2、 测量各节点电位置，分别以a点和c点为参考点测量各节点电位，记入表中。根据电位求各点电压并与上表中电压比较。报告要求按教程要求（第7页）作实验报告。仪器介绍万用表在使用前先将量程选择旋钮旋至所需量，使用完旋至AC750V档。实验原始数据及数据处理1、电流测量数据：，单位：6 V5.04-3.491.556.598.1511.630-0.010.019 V7.57-5.32.339.8712.2117.430.01-0.020.01-9 V-7.565.23-2.33-9.88-12.21-17.43-0.010.0102、电压测量数据：，单位：6 V2.54-3.440.783.332.660.0100.019 V3.81-5.161.174.983.980-0.01-0.01-9 V-3.815.16-1.17-4.99-3.98-0.010.0103、 电位测量数据：（）单位：0-8.98-4.99-3.814.99-3.9801.17单位：3.814.995.173.991.188.983.824.995.153.981.178.97实验三 电源的外特性及电源的等效变换实验内容1. 测试电压源外特性。置，调（电阻箱）由逐渐减小，使。2. 测试电流源外特性。置，调由0逐渐增大，使3. 取，组成戴维南电路，调由至0，测试其外特性。4. 根据（3）的实测数据组成等效的诺顿电路，调由至0，测试其外特性。按教程要求做实验报告。实验仪器介绍1. 电流源（在电压源左侧），3档，、。使用电流源时不得断路。2. 可调电阻箱。问题1. 以上4项实验中记录哪些量（见教程第9页表1.5，电压源外特性测试）2. 1中由逐渐减小；2中由0逐渐增加，为什么？3. 如何组成等效的诺顿电路？答：将电流源电流设置为步骤3中测得的短路电流，再与的电阻并联。实验原始数据及数据处理1. 电压源外特性12006004003002402006.006.006.006.006.006.006.000.0005.0410.0515.0720.125.130.12. 电流源外特性080016002400320040000.003.987.9511.9215.8819.855.005.005.005.005.005.003. 实际电源（戴维南电路）关系1400600333.320012066.728.608.006.985.984.973.982.982.001.0340.0570.0005.0210.0014.9619.8924.929.734.639.54. 等效诺顿电路关系1400600333.320012066.728.607.966.955.954.953.962.971.991.0270.0560.0005.019.9814.9519.8424.729.534.439.1实验五 叠加定理与戴维南定理的研究实验内容（与教程不同）1 叠加定理与齐性定理B（1） 实验电路如下图所示（2） 按下表内容逐项测量与记录 测量项目实验内容单独作用单独作用、单独作用如何操作？用万用表测DC电压、共同作用单独作用（3） 分析测试结果。问题1. 为使、单独作用，如何操作？2. 作用时如何测？2 戴维南定理（1） 实验电路如图a所示。（2） 改变，从至，记录、。自制记录表。（3） 根据（2）中测试数据构造等效的戴维南电路（图b）。并重复（2），并比较图a与图b的外特性（VCR）。问题（1） 为使、单独作用，如何操作？如何操作？（2） 如何构造戴维南等效电路？答：图a中，电压源拆除，并将断开处短路；电流源拆除，使断开处保持断路，将这样得到的无源一端口作为。实验原始数据及数据处理1 叠加定理与齐性定理测量项目实验内容单独作用8.65-2.436.302.402.403.19单独作用-1.203.612.40-3.582.411.23、共同作用7.451.188.69-1.184.814.42单独作用-2.417.224.81-7.174.812.452 戴维南定理含源一端口关系事先测量，则25001000500250100014.9812.409.857.354.882.440.050.0005.029.9614.8119.6024.328.9等效戴维南电路关系25001000500250100014.9812.409.847.354.882.440.040.0005.029.9614.8019.5924.429.0实验八 交流电路等效参数的测量实验内容1. 用三表（，）法测电路的等效参数和。逐渐升压，至，按表1.11记录与计算。表 1.11测 量 值计 算 值注意：实验前自耦变压器输出电压调至零（逆时针旋到底），断电！接线，通电，升压至，记录。实验完之后，自耦变压器输出电压调至零，断电。2. 用三压法（，）测电路的等效参数和，逐渐升压至，按表1.12记录与计算表 1.12测 量 值计 算 值仪器介绍1. 万用表置档位，手握“指环”之后。2. 自耦（一个线圈）变压器，输入，输出。手柄顺时针旋转为升压，用电表监视。3. 功率表电流端子(I)与被测元件串联；电压端子(U)与被测元件并联。U*与I*端相联，被测元件上，参考方向相同，功率表显示该元件吸收功率。功率表的操作：（1） 接通电源，数码管循环显示P；（2） 按“功能”键，使数码管显示P（不动）。（3） 按“确认”键，数码管显示P的值，变动7、8次稳定之后再读数记录。（4） 按“复位”键，循环显示P。注意：“三压法”中使用的电阻由DGJ-05实验箱上的，电阻串联得到，不要使用变阻器，因为变阻器的额定功率仅为，而时，。实验原始数据及数据处理电阻实测值：镇流器直流电阻：要求，交流电流表指针1 三表法自耦变压器输出线电压：相电压：功率表显示：功率相角，感性阻抗频率周期已知：，则测 量 值计 算 值88.70.16.40640887614.141.960.722 三压法电阻实测值：自耦变压器输出线电压相电压已知：，则注意：实验中为了限制电流而接入了电流表，但是“三压法”并不需要电流表，仅通过三个电压来计算交流电路的等效参数，因此不可以直接用下式计算阻抗模测 量 值计 算 值112.088.929.00.74864.5639.7581.51.853 两种方法测量结果比较三表法640887614.141.960.72三压法639.7864.5581.51.850.74实验十 互感电路的研究实验内容1 用DC法测两线圈的同名端因原边回路中未接电阻，只可加少许直流电压，看到DC指针式毫安表稍有偏转即可。（，）2 用AC法测同名端为可调频正弦电源，取，测因为若，则1与为同名端。否则，1与2为同名端。问题说明用DC法和AC法测同名端的原理。答：同名端为感应电压的同极性端。设1与2为同名端，则开关闭合的瞬间，1为高电位端，同名端2也为高电位端，电流表指针正偏；开关断开的瞬间，为高电位端，同名端也为高电位端，电流表指针反偏。因此可得：开关闭合的瞬间，电流表指针正偏，则1与2为同名端，反偏则1与为同名端；开关断开的瞬间，电流表指针反偏，则1与2为同名端，正偏则1与为同名端。因为右边线圈开路，其中电流为零，所以，（符号由同名端的情况决定），可见，与同相或者反相。又若，说明与反相，则1与为同名端。否则，1与2为同名端。3 根据测互感按表1.14记录与计算，取，表 1.14测量值计算值1001502004 根据两线圈顺接和反接的等效电感测互感（1） 方法一取，测试值计算值顺接反接电阻用万用表或DC电压电流法测量。（2） 方法二测量值计算值顺接反接说明：因为实验所用的信号发生器输出信号幅度较小，互感线圈消耗的功率很小，因此用方法二测量误差很大，只能用方法一测量。实验原始数据及数据处理（A）1 用DC法测两线圈的同名端，开关接通，电流表正偏（断开，电流表反偏），1与2为同名端。2 用AC法测同名端，1与2为同名端。3 根据测互感测量值计算值1002.560.13.910.0621503.620.15.630.0602004.620.17.220.0574 根据两线圈顺接和反接的等效电感测互感方法一，测量值计算值顺接3.673.670.02518.5146.8145.630.230.05反接2.452.240.118.322.412.920.02方法二测量值计算值0.082.540.1825.424.110.03840.104.780.07517.7863.7361.200.0974顺接0.044.170.02564166.8154.030.2451反接0.212.250.12122.58.080.0129顺接和反接时测得的电阻差距很大，误差较大由，得由，得由，得实验原始数据及数据处理（B）1 用DC法测两线圈的同名端，开关接通，电流表正偏（断开，电流表反偏），1与2为同名端。2 用AC法测同名端，1与2为同名端。3 根据测互感测量值计算值1002.500.13.810.061503.550.15.520.0620