电路实验PPT课件

-,1,电路实验2014年9月,-,2,001理想电源与实际电源模型研究,一、目的掌握实际电源的端口特性以及了解与理想电源的差别。,二、任务1、学会直流稳压电源的稳压、稳流调节和使用；2、直流电压表、直流电流表和万用表的使用与注意事项；3、测量直流稳压电源的端口特性，并作出等效模型。,三、原理或设计草图（下页）,四、数据表格与记录（下页）,六、实验中仪表与设备1)直流稳压电源1台（实验板中的稳压源和稳流源各1个）；2)可变电阻器1只；备用定值电阻2只以上；3)直流电压表1只（数字万用表代替）；4)直流电流表1只（数字毫安表代替）。,五、注意事项1)正确使用直流稳压电源的量程；2)直流稳压电源应调好输出电压、输出电流后再接入电路；3)每次接线、拆线时必须断开电源。,七、感想与收获（或思考题）,-,3,三、1.原理,三、2.设计草图,-,4,四、数据表格与记录,表1图5中，RL=100不变，电压源电压不同，对内阻计算的测量数据,表2图3中，电压源US=6V时，取不同RL值，电源伏安特性测量数据,-,5,七、感想与收获（或思考题）,1、分析上述实际电压源模型参数测量的误差来源；,2、如何设计测量实际电流源的模型参数和端口特性的实验方案。,八、实验报告上写明：实验时间、指导老师、自己姓名、学号等。,九、附图（不要写到实验报告上）,30，100，200等实际电阻,实验用电源（高级）,-,6,输出电压,调节电压,输出电流,调节电流,-,7,002叠加定理和齐性、互易原理的验证,一、目的验证线性电路的重要定理：叠加定理、齐性原理和互易原理。,二、任务1、设计验证叠加定理的测量线路接线图；2、设计验证齐性定理的测量线路接线方案；3、设定参考方向，判断测量电流值的正负。,三、原理或设计草图（下页）,四、数据表格与记录（下页）,六、实验中仪表与设备1）两路直流稳压电源（分别为12V和6V）。2）直流电压表或数字万用表1只；3）直流电流表（可测mA级）1只；4）T型电路实验板；5）连接导线若干。,五、注意事项1）采用直流电压表测量电源各个输出的电压值；2）电压表、电流表的量程的选取要适当，避免因量程不够而损坏仪表；3）注意接线图中的电流参考方向，数字毫安表的读数会出现正或者负，要注意分清；4）每个测量电流支路间为虚线，表示为断开，如果不是测量该支路，要用短路线连接，这样可以节省电流表的数量。,七、感想与收获（或思考题）,-,8,三、原理（1）,当US2=0，US1单独作用时，电路变量为：I1/、I2/、I3/；当US1=0，US2单独作用时，电路变量为：I1/、I2/、I3/；当US1和US2共同作用时，电路变量为：I1、I2、I3，并有：I1=I1/+I1/；I2=I2/+I2/；I3=I3/+I3/,齐性,叠加,只有一个独立电源（激励源）作用下，任意一条支路上的响应（电流或电压）的大小与激励的大小成正比，例如，当US2=0，kUS1单独作用时，电流变量（响应）为：kI1、kI2、kI3,-,9,三、原理（2）,互易性,KCL、KVL定律,集总电路中，任意时刻某结点连接的所有支路流出的电流，代数和为零（KCL）；同理，集总电路中，任意时刻任意闭合回路包含的所有支路电压，代数和为零（KVL）。这两个定律在上述各电路中均可得以验证。,实验草图,-,10,四、数据表格与记录,表1叠加定理实验测量数据,表2齐性定理互易定理实验测量数据的验证,-,11,1）本实验所涉及的各原理适用于什么电路？,七、感想与收获（或思考题）,2）如果其中有一个电源的极性接反了，得到的数据该如何理解？,八、实验报告上写明：实验时间、指导老师、自己姓名、学号等。,九、附图（不要写到实验报告上）,3）KCL、KVL，在得到的数据该如何理解？,-,12,003戴维南和诺顿等效电路模型,一、目的认识电源的等效是电源对外电路的等效的实质。,二、任务1、针对复杂含源电路，实验方法测量戴维南等效电路两个参数UOC和R0；2、测量含源电路对外的伏安特性；3、测量戴维南等效电源对外的伏安特性。,三、原理或设计草图（下页）,四、数据表格与记录（下页）,六、实验中仪表与设备1）直流稳压电源1台；2）数字万用表1只；3）直流数字电流表1只；4）可调电阻器2只以上；,五、注意事项1)注意在采用万用表测量网络电阻的时候，一定要把含源网络的电源置零（即电压源移除用短路线连接；而电流源则直接移除）。2）在半开路电压方法中，当测量可变电阻器电阻值的时候，也一定要把可变电阻器断开，然后再测量其阻值。,七、感想与收获（或思考题）,-,13,三、原理或设计草图,-,14,表2戴维南定理实验测量数据,表1对外电路伏安特性实验测量数据,四、数据表格与记录,-,15,1）本实验验证的是戴维南定理，若要做验证诺顿定理的实验，则戴维南定理实验中的方法能否应用？哪些数据可以不必测量而直接应用？,七、感想与收获（或思考题）,2）设计一个求最大功率的线性电路实验方案。,八、实验报告上写明：实验时间、指导老师、自己姓名、学号等。,九、附图（不要写到实验报告上）,-,16,004-1实际RLC元件的交流参数测量,一、目的探讨实际元件（电感线圈、电容器和电阻器）交流参数模型的测量方法,二、任务1、学会功率表的接线方法和掌握功率表的使用方法；2、设计含功率表的测量电感或电容的测量线路接线图。,三、原理或设计草图（下页）,四、数据表格与记录（下页）,六、实验中仪表与设备1)带调压变压器电工综合实验台1套，含交流电压表、交流电流表、功率表各1个；2）耐压值较高的电感线圈1只，大功率滑线变阻器1只；耐高压电容器若干；3)导线若干。,五、注意事项1）断开电源后接线，并将调压变压器输出电压调到零。2）调压器加压时，同时要观察各表读数。3）不要触摸带电金属部分。,七、感想与收获（或思考题）,-,17,三、原理或设计草图,-,18,四、数据表格与记录,表1线圈参数的测量,表1电容器参数的测量,-,19,七、感想与收获（或思考题）,1）上述三表法测量线路为什么要用调压器？电表的接线位置（指电压表和电流表内接或外接）会对测量误差有何影响？2）若用三表法测量电容器和电阻器的参数，给出原理图、计算公式和数据表格。,八、实验报告上写明：实验时间、指导老师、自己姓名、学号等。,九、附图（不要写到实验报告上）,-,20,004-2改善功率因数的技能训练,一、目的探讨改善功率因数的方法和实际工程意义，掌握点亮日光灯的实验技能,二、任务1、学会点亮日光灯实验技能，独立连接线，并点亮日光灯；2、并联电容器实现感性负载电路的功率因数改善。,三、原理或设计草图（下页）,四、数据表格与记录（下页）,六、实验中仪表与设备1)带调压变压器电工综合实验台1套，含交流电压表、交流电流表、功率表各1个；2）耐压值较高的电感线圈1只，大功率滑线变阻器1只；耐高压电容器若干；3)导线若干。,五、注意事项1)断开电源后接线，并将调压变压器输出电压调到零；2)调压器加压时，同时要观察各表读数；3)不要触摸带电金属部分。,七、感想与收获（或思考题）,-,21,三、原理与设计草图,感性负载的两端并联电容器可以提高电路的功率因数,-,22,四、数据表格与记录,表4.2-1感性负载改善功率因数的实验测量,cos,完成表4.2-1中cos的计算，在坐标纸上作出cos=f（C）和I=f（C）的曲线,-,23,当C变化时，负载支路的功率因数有无变化？功率表的读数有无变化？为什么？简述日光灯镇流器作用。,七、感想与收获（或思考题）,八、实验报告上写明：实验时间、指导老师、自己姓名、学号等。,九、附图日光灯接线（不要写到实验报告上）,-,24,005、三相电路连接与测量,一、目的训练分立元件三相负载的星形连接、三角形连接,二、任务测量三相对称负载星形连接、三角形连接时线值（线电压、线电流）与相值（相电压、相电流）的关系；认识三相四线制中中线的作用,三、原理或设计草图,四、数据表格与记录,六、实验中仪表与设备1）含多个交流电流表、交流电压表、三相负载、测量电流插孔的电工技术综合实验装置1台2）电流测试插头1副；3）导线若干。,五、注意事项1）安全第一，调压器的输出电压尽量低一点。2）测量电压、电流时，插拔导线时候手要拿住导线的绝缘部分。3）负载三角形连接时一定要检查正确，以免造成短路事故。,七、感想与收获,八、实验时间、指导老师；自己姓名、学号等。,-,25,-,26,图5.1-3三相星形连接原理（四线制）,N,-,27,表1星型负载连接的相值与线值,-,28,-,29,表2三角形负载连接的相值与线值,-,30,006、三相功率测量,一、目的熟悉用2只瓦特表测量三相电路功率的方法；,二、任务1、掌握测量对称三相电路的有功、无功功率的方法；2、探讨两瓦特表测量数据的用途。,三、原理与设计草图,四、数据表格与记录,六、实验中仪表与设备1）三相负载电路板、含多组高耐压值电容器1套2）数字功率表（瓦特计）2只，如图5.2-6所示；3）导线、插座若干,五、注意事项1）瓦特表测量的功率因数，应该是测量的电流和电压相位的夹角的“cos”，本实验的接线方式导致此时2个功率表的功率因数不代表这个三相电路的功率因数。2）注意2瓦特表测量时，两个表的读数可能一“正”，一“负”。,七、感想与收获,八、实验时间、指导老师；自己姓名、学号等。,-,31,P=P1+P2,Q=,Q=,-,32,图32瓦特表方法测量功率接线图,A,B,C,x,y,z,V,U,W,N,X,Y,Z,a,b,c,调压器输出电压190V为宜！,O,4.7F,4.7F,4.7F,瓦特表1,瓦特表2,-,33,-,34,表1三相交流电路功率测量数据,-,35,班级学号姓名,正面,反面,实验报告大致格式,-,36,007串联谐振电路研究,一、目的加深对串联谐振电路特点的了解；,二、任务测定RLC串联电路的谐振曲线，学习多用信号发生器和毫伏表的使用方法。,三、原理与设计草图,四、数据表格与记录,六、实验中仪表与设备1）多用信号发生器1台2）毫伏表1只，配专用测试棒1副3）串联谐振面板一套，（含电感线圈、电阻、电容等）。,五、注意事项1）在采用毫伏表测量各个元件上的电压有效值时候，要适当采用量程，2）采用浮地方式。,七、感想与收获,八、实验时间、指导老师；自己姓名、学号等。,-,37,正弦电压峰峰值=14.14V表示有效值为5V,-,38,表7.1-1串联谐振的测量数据记录,-,39,-,40,008、R选频网络的研究,一、目的了解由电阻和电容组成的无源滤波网络的频率特性；,二、任务训练并掌握用逐点测试的方法测量网络的幅频特性。,三、原理与设计草图,四、数据表格与记录,六、实验中仪表与设备1）电路实验板上RC选频网络部分1块2）多用信号发生器1台3）毫伏表1台,五、注意事项1）要注意u1始终保持等于5V（有效值）转换为峰-峰值时14.14V。2）本实验测量输出电压时，也用毫伏表而非万用表。3）变化较大的部位要多测量几个点，以获得较高的精确度。,七、感想与收获,八、实验时间、指导老师；自己姓名、学号等。,-,41,-,42,表1调节频率测量电压,表2双T电路的测量,-,43,数据处理：,-,44,009、一阶电路响应测试,一、目的定量分析RC/RL电路的过渡过程，并探讨电路时间常数的测量方法,二、任务学会用示波器观测波形，,三、原理与设计草图,四、观察的波形与记录,六、实验中仪表与设备1）电阻、电容、电感可构成RL串联和RC串联结构的电路板2）多用信号发生器1台3)双踪示波器一台,五、注意事项1）信号源的接地端与示波器的接地端是连在一起（称共地），以防外界干扰而影响测量的准确性。2）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。,七、感想与收获,八、实验时间、指导老师；自己姓名、学号等。,-,45,图1RC一阶零状态充电电路,图2RC一阶充电uc的波形,US(V),t(s),0,图4RC一阶放电uc的波形,原理,-,46,设计草图,0,T,2T,US/V,t/s,0,T,2T,Uc/V,t/s,接示波器ch1通道,接示波器ch2通道,US波形,UC波形,人为制造充电放电的电源，（2000Hz的方波，方波的电压幅度可以为5V）,500s,5VPP,-,47,观察的波形与记录,才能观察C波形,才能观察R波形,实验中方波电源频率=HZ.实验中方波电源幅值=VPP.,-,48,思考题：为什么要R在后，C在前才可以观察R上的波形？,因为：信号源的接地端与示波器的接地端是连在一起（称共地），以防外界干扰而影响测量的准确性。即：示波器探头中有一个端默认是接地的！,-,49,双踪示波器观察电容和电源波形合成在一起的效果图,充电过程,放电过程,-,50,010、二阶电路响应观察,一、目的定性分析二阶电路的过渡过程，明确电路元件参数对响应的影响,二、任务观察、分析二阶电路响应的三种状态轨迹及其特点,三、原理与设计草图,四、观察的波形与记录,六、实验中仪表与设备1）电阻、电容、电感可构成RLC并联和RLC串联结构的电路板2）多用信号发生器1台3)双踪示波器一台,五、注意事项1）信号源的接地端与示波器的接地端是连在一起（称共地），以防外界干扰而影响测量的准确性。2）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。,七、感想与收获,八、实验时间、指导老师；自己姓名、学号等。,-,51,原理图,r0,-,52,草图与结果参考,过阻尼,临界,欠阻尼,-,53,过阻尼,临界,以刚刚出现小包为判断临界的标志,欠阻尼,-,54,观察的波形与记录,实验中方波电源频率=2000HZ；自己选用的接线电路：串联/并联实验中方波电源幅值=5VppV；电阻调节方式：由大到小/由小到大,-,55,-,56,011、直流无源二端口网络的研究,一、目的训练直流无源二端口网络的特征参数的测量方法,二、任务学习并设计实验测试无源二端口网络的参数。,三、原理与设计草图,四、实验测量数据记录,六、实验中仪表与设备1）数字万用表1只2）直流电流表1只3）直流稳压源1台4）无源二端口网络实验板1块，,五、注意事项1）T参数和T型电路网络是不同的概念。2）二端口连接中的参数关系为矩阵的四则运算，计算时候要注意电压、电流的单位！3）实验中测量数据的参考方向，以及定义中标准二端口电路的电流参考方向。,七、简答:3个T参数AD-BC不等于1的原因分析.,实验时间、指导老师；自己姓名、学号等。,-,57,原理,T=TaTb,注意方向,-,58,设计草图,图7-3分别测量的三种电路连接线路原理图,-,59,实验测量数据记录,数据分析:验证每个T参数矩阵的AD-BC=1?请说明原因.,-,60,012受控源的研究,一、目的:熟悉4种受控电源的基本特性，获得有源器件的感性认识,二、任务训练并掌握受控电源的转移参数的测试方法,三、原理与设计草图,四、实验测量数据记录,六、实验中仪