大学电路实验报告.doc

目 录实验的意义、要求及注意事项 2实验一、直流网络定理 4实验二、RC一阶电路的响应测试 8实验三、日光灯电路的研究 12实验四、RLC串联谐振电路的研究 15实验五、三相交流电路电压和电流的测量19实验六、三相电路功率的测量22实验七、负阻抗变换器26实验的意义、要求及注意事项 电工电子课程是重要的一门技术基础棵，它的显著特征是实践性。要想好的掌握电工电子技术，除了掌握基本器件的原理、电子电路的基本组成及分析方法外，还要掌握电子器件及基本电路的应用技术，因而实验已成为课程教学中的重要环节。通过实验可使学生掌握器件的性能、参数及电子电路的内在规律，了解各功能电路的相互影响，从而验证理论并发现理论知识的局限性。可使学生进一步掌握基础知识，基本实验方法、及基本实验技能，以适应现代科学技术的飞速发展对人才的要求：不仅要有丰富的理论知识还要有较强的对知识的运用能力及创新能力。 一、 实验的目的实验的目的不仅要加深理论所学的知识，更重要的是训练实验技能、学会独立进行实验操作、树立工程观念和严谨的科学作风。 1、学习掌握一定的元器件使用技术，学会识别元器件的类型、型号、规格，并能根据实验要求选择元器件。 2、学习掌握一定的实验技能如焊接、组装、连接、调试等。 3、学习掌握一定的仪器使用技术，如万用表、示波器、信号源、稳压电源的使用和操作方法。只有正确使用电子仪器才能取得良好的测量数据。 4、学习掌握一定的测量系统设计技术，只有合理的测量系统设计，才能保证测量结果的正确。 5、学习掌握一定的仿真分析技术。计算机仿真技术不仅可以节省电路设计和调试的时间，更可以节约大量的硬件费用。电子系统的计算机仿真技术已经成为现代电子技术的一个重要组成部分，也已经成为现代电子工程技术人员的基本技术和工程素质之一。 6、学习掌握一定的测量结果分析技术。只有通过对测量结果的数据分析处理才能得到电子电路的有关技术指标和一些技术特性。 7、使学生能够利用实验方法完成具体的任务，如根据具体的实验任务拟订实验方案（测试电路、仪器、测试方法等），独立地完成实验，对实验现象进行理论分析，并通过实验数据的分析得到相应的实验结果，撰写规范的实验报告。 8、培养学生独立解决问题的能力，如独立地完成某一设计任务（查阅资料，方案确定、器件选择、安装调试）从而使学生具备一定的科学研究能力 9、培养学生实事求是的科学态度和踏实细致的工作作风。二、 实验的一般要求1、实验课前的要求（1）认真阅读实验指导书，明确实验目的；理解有关原理，熟悉实验电路，内容步骤，参数测试方法及实验中的注意事项。（2）了解实验用仪器的主要性能和使用方法。（3）估算测试数据、实验结果、完成实验指导书中的有关预习要求的内容，并写出预习报告。（4）做好数据记录纸和记录表格等的准备工作。2、实验中的要求（1）按时、按组进入实验室，在规定的时间内完成实验任务。遵守实验室的制度，实验后整理好实验台。（2）按照科学的操作方法实验，要求接线真确，布线整齐合理。接线后要认真复查，确信无误后经指导老师同意，方可接通电源实验。（3）按照仪器的操作规程正确使用仪器，不得野蛮操作。（4）测试参数时，要做到心中有数，细心观察。要求原始记录完整、清楚，实验结果正确。（5）实验中出现故障时，应冷静分析原因，并能在老师指导下独立解决，对实验中的现象和实验结果要能进行正确的解释。3、实验后的要求一律用学校规定的实验报告纸认真撰写实验报告，做到文理通顺，字迹端正，图形美观，页面整洁，并按要求装订封皮。实验报告的具体内容为：（1）实验的目的（2）实验原理的说明及相关电路图（3）实验用仪器的名称、型号、数量。（4）实验的步骤和内容，包括：预习时的理论计算，问题回答，设计记录数据的表格等。（5）实验数据及数据处理：根据实验原始记录整理实验数据，规范填写表格，如有需要应用坐标纸画出曲线图，并按指导书要求进行必要的数据计算和文字分析说明。（6）实验总结包括实验中出现的问题及解决办法，本次实验的收获体会。三、实验注意事项（1）严格遵守实验室的规章制度，认真实验，保持安静、整洁的环境。（2）不了解实验仪器的操作规程时，严禁动用实验仪器。（3）严禁带电接线、拆线、改接线路。（4）实验仪器设备不得随意调换或拔插实验用元器件，若损坏仪器设备，必须立即报告老师，作出书面检查，根据事故责任做出赔偿。（5）实验中若发生事故，应立即关掉电源，保持现场，报告指导老师。（6）实验完后，本人先检查实验数据是否符合要求，然后再请老师检查，经老师认可签字后方可拆除实验线路，整理好实验器材后才可离开实验室。实验一 直流网络定理一、实验目的1、验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。2、验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。3、掌握测量线性有源二端网络等效参数的一般方法。二、原理说明 1、叠加原理指出：在有多个独立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独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。 2、线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。 3、任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。4、戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势Us等于这个有源二端网络的开路电压Uoc， 其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的等效电阻。Uoc（Us）和R0或者ISC（IS）和R0称为有源二端网络的等效参数。有源二端网络等效参数的测量方法如下： (1) 开路电压、短路电流法测等效电阻R0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Uoc，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流Isc，则等效内阻为 Uoc R0 Isc如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路则易损坏其内部元件，因此不是所有的电路都宜用此法。 图1-1 (2) 伏安法测R0 用电压表、电流表测出有源网络的 外特性曲线，如图1-1所示。根据外特性曲线求出斜率tg，则内阻U Uoc R0tg 图1-2 I Isc 也可以先测量开路电压Uoc，再测量电流为额定值IN时的输出 UocUN 端电压值UN，则内阻为 R0 。 IN (3) 半电压法测R0 如图1-2所示，当负载电压为被测网络开 图1-3路电压的一半时，负载电阻（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值。(4) 零示法测UOC 在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表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1-3所示.。零示法测量原理是用一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比 较，当稳压电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，测量此时稳压电源的输出电压， 即为被测有源二端网络的开路电压。三、实验设备序号名 称型号与规格数量备 注1可调直流稳压电源030V可调二路2直流数字电压表0200V13直流数字毫安表0200mA14叠加原理实验电路板1DGJ-035戴维南定理实验电路板DGJ-056可调电阻箱099999.91DGJ-05四、预习思考题1. 在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零？2. 在叠加原理实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？ 3在求戴维南等效电路时，作短路试验，测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1-5(a)预先作好计算，以便调整实验线路及测量时可准确地选取电表的量程。4. 说明测有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。五、实验注意事项1. 用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极性，仪表默认红色插孔为正极性端、黑色为负极性端、正确判断测得值的、号后，记入数据表格。 2. 测量时应先估算电流的大小，注意电流表量程的更换。 3. 改接线路时，要关掉电源。六、实验步骤1. 叠加原理实验实验线路如图1-4所示，用DGJ-03挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。（注意K3拨向电阻侧）图1-4（1）将两路稳压源的输出分别调节为UA=12V和UB=6V，用连接线接入U1和U2插孔处.（2） 令U1电源单独作用（即将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧，此时U2虽有电压，但已与测试电路完全断开，而B、C两点已被短接）。用直流数字电压表测量各电阻元件两端的电压，用毫安表（接电流插头）测量各支路电流测量数据记入表1-1。（3）令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧，此时U1虽有电压，但已与测试电路完全断开，而F、E两点已被短接），重复实验步骤2的测量和记录，数据记入表1-1。（4） 令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧）， 重复上述的测量和记录，数据记入表1-1。（5） 将U2的数值调至12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入表1-1。表 1-1测量项目实验内容I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U1单独作用U2单独作用U1、U2共同作用2U2单独作用2.戴维南定理实验被测有源二端网络如图1-5(a)。 (a) 图1-5 (b) （1） 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的R0。Uoc(v)Isc(mA)R0=Uoc/Isc()把戴维南定理实验电路板DGJ-05按图1-5(a)所示接入稳压电源Us=12V和恒流源Is=10mA，RL处不接入任何电阻。分别测出UOc和Isc,并计算出R0。（注测UOC时，不接入毫安表。）（2） 负载实验按图1-5(a)接入可调电阻箱作为可变电阻RL。改变RL阻值，测量有源二端网络的外特性曲线U=f（I），记入下表。RL()1002003004005006007008001000U（v）I（mA）（3） 构建等效电路验证戴维南定理：从可调电阻上取得按步骤“1”所得的等效电阻R0之值， 然后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压Uoc之值）相串联，用连接线连出如图1-5(b)所示的电路，仿照步骤“2”测其外特性，记入下表。根据测得的数据对比步骤“2”所测数据对戴氏定理进行验证。 RL()1002003004005006007008001000U（v）I（mA）七、实验报告要求1. 回答预习思考题。2根据数据表1，验证所测电压及电流是否符合线性电路的叠加性与齐次性。 3. 在叠加原理实验中，各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？ 试用实验数据，进行计算并作出结论。4在戴维南定理实验中，根据步骤2、3的测量结果，在同一坐标纸上绘出外特性曲线，验证戴维南定理的正确性，并分析产生误差的原因。5心得体会及其它。实验二RC一阶电路的响应测试一、实验目的 1. 测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。 2. 学习电路时间常数的测量方法。 3. 掌握有关微分电路和积分电路的概念。 4. 进一步学会用示波器观测波形。二、原理说明1. 动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程。要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。2.图2-1（b）所示的 RC 一阶电路，它的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数。3. 时间常数的测定方法: 用示波器测量零输入响应的波形如图2-1(a)所示。根据一阶微分方程的求解得知ucUme-t/RCUme-t/。当t时，Uc()0.368Um。此时所对应的时间就等于。亦可用零状态响应波形增加到0.632Um所对应的时间测得，如图2-1(c)所示。 (a) 零输入响应 (b) RC一阶电路 (c) 零状态响应图 2-14. 微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的电路， 它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。一个简单的 RC串联电路， 在方波序列脉冲的重复激励下， 当满足RC，则该RC电路称为积分电路。因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。利用积分电路可以将方波转变成三角波。从输入输出波形来看，上述两个电路均起着波形变换的作用，请在实验过程仔细观察与记录。三、实验设备序号名 称型号与规格数量备注1函数信号发生器12双踪示波器YB43020B13动态电路实验板1DGJ-03四、预习思考题1. 什么样的电信号可作为RC一阶电路零输入响应、零状态响应和完全响应的激励源？2. 已知RC一阶电路R10K，C0.1F，试计算时间常数，并根据值的物理意义，拟定测量的方案。3. 何谓积分电路和微分电路，它们必须具备什么条件？ 它们在方波序列脉冲的激励下，其输出信号波形的变化规律如何？这两种电路有何功用？4. 预习要求：回答上述问题，准备方格纸测绘波形。五、实验注意事项1. 调节电子仪器各旋钮时，动作不要过快、过猛。 观察双踪时，要特别注意相应开关、旋钮的操作与调节。2. 信号源的接地端与示波器的接地端要连在一起（称共地）， 以防外界干扰而影响测量的准确性。3. 示波器的辉度不应过亮，尤其是光点长期停留在荧光屏上不动时，应将辉度调暗，以延长示波管的使用寿命。 4. 观测记录激励和响应的波形时，不要随意调节通道垂直位移旋钮，以免改变激励和响应的波形在同一坐标轴上相对位置。六、实验步骤实验线路板的器件组件，如图5-3所示，请认清R、C元件的布局及其标称值，各开关的通断位置等。1从电路板上按表一的R、C值选择器件，组成如图2-1(b)所示的 RC 充放电电路，由 C两端的电压作为响应输出。ui为脉冲信号发生器输出的Um 3V、f1KHz的方波电压信号，并通过两根同轴电缆线，将激励源ui和响应uC的信号分别连至示波器的两个输入口CH1、CH2通道。这时可在示波器的屏幕上观察到激励与响应的变化规律。 图2-3 改变电容值，观察对响应的影响，并用坐标纸在同一坐标轴上按1:1 的 比例描绘不同R、C参数时的激励ui和响应uC的波形。2.从电路板上按表一的R、C值选择器件，组成如图2-1(b)所示的 RC 充放电电路，把R两端的电压作为响应输出。在同样的方波激励信号（Um3V，f1KHz）作用下，观测并描绘激励与响应的波形。增大R之值，观察对响应的影响，并用坐标纸在同一坐标轴上按1:1 的比例描绘不同R、C参数时激励ui和响应uR的波形。步骤1-2中R、C的参数按下表所列值进行计算和实验观测。表一步骤激励信号参数计算激励信号的半周期值T/2（ms）电阻R（）电容计算时间常数（ms）1方波Um3Vf1KHz10K1000pF6800pF0.01F0.1F2方波Um3Vf1KHz1000.01F 1K10K1M3.选R10K，C6800pF组成如图2-1(b)所示的 RC 充放电电路，由 C两端的电压作为响应输出。在同样的方波激励信号（Um3V，f1KHz）作用下，在示波器上，根据原理说明3中的测定方法测算出时间常数。七、实验报告要求1. 回答预习思考题。2根据实验步骤1，当R10K，C6800pF时的观测结果，在坐标纸上绘出RC一阶电路充放电时uC的变化曲线，由曲线测得值，并与参数值的计算结果作比较，分析误差原因。3. 在坐标纸上整理绘制出实验步骤1-2中不同R、C值时的响应波形。4根据实验观测结果，归纳、总结积分电路和微分电路的形成条件，阐明波形变换的特征。5. 心得体会及其它。实验三 日光灯电路的研究一、实验目的1掌握日光灯线路的接线及智能功率表的使用。2. 学习正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。 3. 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。二、原理说明 图3-11. 在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得各支路的电流值， 用交流电压表测得回路各元件两端的电压值，它们之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律，即 . . I0和U0 。2. 图3-1所示的RC串联电路，在正弦稳态信号U的激励下，UR与UC保持有90的相位差，即当 图3-2R阻值改变时，UR的相量轨迹是一个半园。U、UC与UR三者形成一个直角形的电压三角形，如图3-2所示。R值改变时，可改变角的大小，从而达到移相的目的。3. 日光灯线路如图3-3所示，图中 A 是日光灯管，L 是镇流器， S是启辉器， C 是补偿电容器，用以改善电路的功率因 图3-3数（cos值）。 日光灯的工作原理是：当开关接通的时候，电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电。辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触。电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热，发射出大量电子。这时，由于启辉器两极闭合，两极间电压为零，辉光放电消失，管内温度降低；双金属片自动复位，两极断开。在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端。灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动。在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。氩气电离生热，热量使水银产生蒸气，随之水银蒸气也被电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。 日光灯正常发光后。由于交流电不断通过镇流器的线圈，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍线圈中的电流变化，这时镇流器起降压限流的作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内。由于这个电压低于启辉器的电离电压，所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了。三、实验设备 序号名称型号与规格数量序号名称型号与规格数量1交流电压表0500V15镇流器、启辉器与40W灯管配用各12交流电流表5A16电流插座33功率表17日光灯灯管40W14自耦调压器18电容器1F,2.2F,4.7F/500V各1图 17-3四、预习思考题1.在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时， 人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮，或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？ 2. 为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器， 此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？3. 提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法， 而不用串联法？所并的电容器是否越大越好？五、实验注意事项1. 本实验用单相交流市电220V，务必注意用电和人身安全。 2. 功率表要正确接入电路。 3. 当线路接线正确，日光灯不启辉时，应检查启辉器及其接触是否良好。六、实验步骤1. 按图3-1 接线。R为220V、15W的白炽灯泡，电容器为4.7F/450V。 经指导教师检查后，接通实验台电源， 将自耦调压器输出( 即U)调至220V。记录U、UR、UC值，验证电压三角形关系。测 量 值计 算 值U（V）UR（V）UC（V）U（与UR，UC组成Rt）（U=）U=UU（V）U/U（%）2. 日光灯线路接线测量按图3-4接线。经指导教师检查后接通实验台电源，调节自耦调压器，使单相输出220V，测量功率P， 电流I， 电压U，UL，UA等值，填入表3-1中。3并联电容器，改善电路的功率因数。 合上电容开关，记录并联不同电容时的功率表、电压表读数。通过一只电流表和三个电流插座分别测得三条支路的电流，将数据记入表3-1中。ic ULU灯图3-4表3-1 电容值测 量 数 值(F)P(W)COSU(V)I（A）IL(A)IC(A)UL(V)U灯(V)负载性质012.24.71+2.2 +4.7七、实验报告 1. 回答预习思考题。 2. 根据表3-1中测得的数据分析提高电路功率因数的原因和意义。 3. 串联电容能否提高功率因数。 4. 装接日光灯线路的心得体会及其它。实验四R、L、C串联谐振电路的研究一、实验目的1. 学习用实验方法绘制R、L、C串联电路的幅频特性曲线。2. 加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因数（电路Q值）的物理意义及其测定方法。二、原理说明1. 在图4-1所示的R、L、C串联电路中，当正弦交流信号源的频率 f改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随f而变。 取电阻R上的电压uo作为响应，当输入电压ui的幅值维持不变时， 在不同频率的信号激励下，测出UO之值，然后以f为横坐标，以UO/Ui为纵坐标（因Ui不变，故也可直接以UO为纵坐标），绘出光滑的曲线，此即为幅频特性曲线，亦称谐振曲线，如图4-2所示。 图 4-1 图 4-2 2. 在ff0处，即幅频特性曲线尖峰所在的频率点称为谐振频率。此时XLXc，电路呈纯阻性，电路阻抗的模为最小。在输入电压Ui为定值时，电路中的电流达到最大值，且与输入电压ui同相位。从理论上讲，此时 UiURUO，ULUcQUi，式中的Q 称为电路的品质因数。3. 电路品质因数Q值的两种测量方法一是根据公式Q 测定，UC与UL分别为谐振时电容器C和电感线圈L上的电压；另一方法是通过测量谐振曲线的通频带宽度ff2f1，再根据Q求出Q值。式中f0为谐振频率，f2和f1是失谐时， 亦即输出电压的幅度下降到最大值的 (0.707)倍时的上、下频率点。Q值越大，曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好。 在恒压源供电时，电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无关。三、实验设备序号名 称型号与规格数量备注1函数信号发生器12交流毫伏表0600V13双踪示波器1自备4频率计15谐振电路实验电路板R=200，1KC=0.01F，0.1F，L=约30mHDGJ-03四、实验内容1、按图4-3组成监视、测量电路。先选用C1、R1。用交流毫伏表测电压， 用示波器监视信号源输出。令信号源输出电压Ui=4VP-P，并保持不变。图 4-32. 找出电路的谐振频率f0，其方法是，将毫伏表接在R(200)两端，令信号源的频率由小逐渐变大（注意要维持信号源的输出幅度不变），当Uo的读数为最大时，读得频率计上的频率值即为电路的谐振频率f0，并测量UC与UL之值（注意及时更换毫伏表的量限）。3. 在谐振点两侧，按频率递增或递减500Hz或1KHz，依次各取8 个测量点，逐点测出UO，UL，UC之值，记入数据表格。f(KHz)UO(V)UL(V)UC(V)Ui=4VP-P, C=0.01F, R=510, fo= , f2-f1= ， Q=4.将电阻改为R2，重复步骤2，3的测量过程f(KHz)UO(V)UL(V)UC(V)Ui=4VPP, C=0.01F, R=1K, fo= , f2-f1= ,Q=5.选C2，重复24。（自制表格）。五、实验注意事项1. 测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点。 在变换频率测试前，应调整信号输出幅度（用示波器监视输出幅度），使其维持在3V。2. 测量Uc和UL数值前，应将毫伏表的量限改大， 而且在测量UL与UC时毫伏表的“”端应接C与L的公共点，其接地端应分别触及L和C的近地端N2和N1。3. 实验中，信号源的外壳应与毫伏表的外壳绝缘（不共地）。如能用浮地式交流毫伏表测量，则效果更佳。六、预习思考题1. 根据实验线路板给出的元件参数值，估算电路的谐振频率。2. 改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中R的数值是否影响谐振频率值？3. 如何判别电路是否发生谐振?测试谐振点的方案有哪些？4. 电路发生串联谐振时，为什么输入电压不能太大， 如果信号源给出3V的电压，电路谐振时，用交流毫伏表测UL和UC，应该选择用多大的量限？ 5. 要提高R、L、C串联电路的品质因数，电路参数应如何改变？6. 本实验在谐振时，对应的UL与UC是否相等？如有差异，原因何在？七、实验报告1. 根据测量数据，绘出不同Q值时三条幅频特性曲线，即：UOf(f)，ULf(f)，UCf(f)2. 计算出通频带与Q值，说明不同R 值时对电路通频带与品质因数的影响。3. 对两种不同的测Q值的方法进行比较，分析误差原因。4. 谐振时，比较输出电压UO与输入电压Ui是否相等？试分析原因。5. 通过本次实验，总结、归纳串联谐振电路的特性。6. 心得体会及其他。实验五 三相交流电路电压、电流的测量一、实验目的1. 掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，研究在对称和不对称负载下这两种接法中线、相电压及线、相电流之间的关系。2. 充分理解三相四线供电系统中中线的作用。3比较三相供电方式中三线制和四线制的特点。二、原理说明1. 三相负载可接成星形（又称“”接）或三角形(又称接)。当三相对称负载作Y形联接时，线电压UL是相电压Up的倍。线电流IL等于相电流Ip，即UL，ILIp在这种情况下，流过中线的电流I00， 所以可以省去中线。当对称三相负载作形联接时，有ILIp，ULUp。2. 不对称三相负载作Y联接,即无中线联接时，负载中性点O和电源中性点之间的电压不再为零，负载端的各相电压不再对称。实际应用中必须采用三相四线制接法，即Yo接法。而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。倘若中线断开，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。尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用Y0接法。3. 当不对称负载作接时，ILIp，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。三、实验设备序号名 称型号与规格数量备注1交流电压表0500V12交流电流表05A13三相自耦调压器14三相灯组负载220V，15W白炽灯9DGJ-045电流插座3DGJ-04四、预习思考题1. 三相负载根据什么条件作星形或三角形连接？2. 复习三相交流电路有关内容， 试分析三相星形联接不对称负载在无中线情况下，当某相负载开路或短路时会出现什么情况？如果接上中线，情况又如何？3. 结合本次实验内容分析：为什么要通过三相调压器将 380V 的市电线电压降为220V的线电压使用？五、实验注意事项1. 本实验采用三相交流市电，电源电压经调压器降压为220V实验用电压，实验时不可触及导电部件，防止意外事故发生。2. 每次接线完毕，同组同学应自查一遍， 然后由指导教师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先断电、再接线、后通电；先断电、后拆线的实验操作原则。3. 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。六、实验步骤1. 三相负载星形联接（三相四线制供电）按图5-1线路连接实验电路。即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源。将实验台左侧三相调压器的旋柄置于输出为0V的位置（即逆时针旋到底）。经指导教师检查合格后，方可开启实验台电源，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V，并按表5-1的各项内容完成实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、电源中点与负载中点间的中点电压。将所测得的数据记入表5-1中，并注意观察各相灯组亮暗的变化程度，根据所测数据分析中线的作用。 O 图5-12. 负载三角形联接（三相三线制供电）按图5-2接线路，经指导教师检查合格后接通三相电源，并调节调压器，使其输出线电压为220V，并按表5-2的内容进行测试。IA IAB IB IBC IC ICA 图5-2 表5-1测量数据实验内容（负载情况）开灯盏数线电流（A）线电压（V）相电压（V）中线电流I0(A)中点电压UN0(V)A相B相C相IAIBICUABUBCUCAUA0UB0UC0Y0接平衡负载333/Y接平衡负载333/Y0接不平衡负载123/Y接不平衡负载123/Y0接B相断开13/Y接B相断开13/Y接B相短路13/表5-2测量数据负载情况开 灯 盏 数线电压=相电压（V）线电流（A）相电流（A）A-B相B-C相C-A相UABUBCUCAIAIBICIABIBCICA三相平衡333三相不平衡123七、实验报告要求1. 回答预习思考题。2 用实验测得的数据验证对称三相电路中的电压、电流的关系。3. 用实验数据和观察到的现象，总结三相四线供电系统中中线的作用。4 不对称三角形联接的负载，能否正常工作？ 实验是否能证明这一点？5. 心得体会及其它。实验六三相电路功率的测量一、实验目的1. 掌握用一瓦特表法、 二瓦特表法测量三相电路有功功率与无功功率的方法2. 进一步熟练掌握功率表的接线和使用方法二、原理说明1对于三相四线制供电的三相星形联接的负载（即Yo接法），可用一只功率表测量各相的有功功率PA、PB、PC，则三相负载的总有功功率PPAPBPC。这就是一瓦特表法，如图6-1所示。若三相负载是对称的，则只需测量一相的功率，再乘以3 即得三相总的有功功率。三 相 负 载图6-1 图6-22. 三相三线制供电系统中，不论三相负载是否对称，也不论负载是Y接还是接，都可用二瓦特表法测量三相负载的总有功功率。测量线路如图6-2所示。若负载为感性或容性，且当相位差60时，线路中的一只功率表指针将反偏(数字式功率表将出现负读数), 这时应将功率表电流线圈的两个端子调换（不能调换电压线圈端子），其读数应记为负值。而三相总功率P=P1+P2（P1、P2本身不含任何意义）。除图6-2的IA、UAC与IB、UBC接法外，还有IB、UAB与IC、UAC以及IA、UAB与IC、UBC两种接法。三 相 平 衡 负 载3. 对于三相三线制供电的三相对称负载，可用一瓦特表法测得三相负载的总无功功率Q，测试原理线路如图6-3所示。图示功率表读数的倍，即为对称三相电路总的无功功率。 除了此图给出的一种连接法（IU、UVW） 图 6-3外，还有另外两种连接法，即接成（IV、UUW）或（IW、UUV）。三、实验设备序号名 称型号与规格数量备注1交流电压表0500V22交流电流表05A23单相功率表2(DGJ-07)4万用表1自备5三相自耦调压器16三相灯组负载220V，15W 白炽灯9DGJ-047三相电容负载1F，2.2F，4.7F/ 500V各3DGJ-05四、实验内容1. 用一瓦特表法测定三相对称Y0接以及不对称Y0接负载的总功率P。实验按图6-4线路接线。线路中的电流表和电压表用以监视该相的电流和电压，不要超过功率表电压和电流的量程。三 相 接 负 载Y0图6-4经指导教师检查后，接通三相电源， 调节调压器输出， 使输出线电压为220V，按表6-1的要求进行测量及计算。表6-1负载情况开灯盏数测量数据计算值A相B相C相PA（W）PB（W）PC（W）P（W）Y0接对称负载333Y0接不对称负载123首先将三只表按图6-4接入B相进行测量，然后分别将三只表换接到A相和C相，再进行测量。2. 用二瓦特表法测定三相负载的总功率(1) 按图6-5接线，将三相灯组负载接成Y