电工实验指导书

1、电工学实验指导书目 录第一章 电工仪表2实验一 仪表电压、电流量程的扩展2实验二 基本电工仪表的使用与测量误差的计算4实验三 减小仪表测量误差的方法8第二章 电工基本实验11实验一 线性与非线性元件伏安特性的测绘11实验二 电位、电压的测定及电路电位图的绘制14实验三 基尔霍夫定律的验证16实验四 线性电路叠加性和齐次性验证18实验五 电压源、电流源及其电源等效变换21实验六 戴维南定理和诺顿定理的验证24实验七 最大功率传输条件的研究28实验八 受控源研究30实验九 直流双口网络的研究35实验十 互易定理38实验十一 典型周期性电信号的观察和测量41实验十二 RC一阶电路的响应测试44实验十

2、三 二阶动态电路响应的研究47实验十四 R、L、C元件阻抗特性的测定50实验十五 串、并联选频网络特性的测试53实验十六 、串联谐振电路的研究56实验十七 R、L、C元件特性及交流电路参数测量59实验十八 交流电路等效参数的测量62实验十九 正弦稳态交流电路相量的研究65实验二十 互感线圈电路的研究68实验二十一 单相变压器特性的测试71实验二十二 三相电路电压、电流的测量75实验二十三 三相电路功率的测量78实验二十四 单相电度表的校验82实验二十五 功率因数表的使用及相序测量85实验二十六 负阻抗变换器87实验二十七 回转器特性测试90第三章 继电器接触控制实验93实验一 三相异步电动机点

3、动与自锁控制93实验二 三相异步电动机正反转的控制线路95实验三 三相异步电动机自动顺序启动控制线路97实验四 三相鼠笼式异步电动机降压启动的控制线路99实验五 三相异步电动机调压起动101实验六 三相异步电动机能耗制动103第一章 电工仪表实验一 仪表电压、电流量程的扩展一实验目的1掌握直流电压表、电流表扩展量程的原理和设计方法。2学会校验仪表的方法。多量程电压表或电流表由表头和测量电路组成。表头通常选用磁电式仪表，其满量程和内阻用I和R0表示。多量程（如1V、10V）电压表的测量电路如图11所示，图中R1、R2称为倍压电阻，它们的阻值与表头参数应满足下列方程：电流表的量程扩展（10A）测量

4、电路如图12所示，图中R5称为分流电阻，它们的大小与表头参数应满足下列方程：当表头参数确定后，倍压电阻和分流电阻均可计算出来。根据上述原理和计算，可以得到仪表扩展量程的方法。扩展电压量程：用表头直接测量电压的数值为IR0，当用它来测量1V电压时，必须串联倍压电阻R1，若测量10V电压时，必须串联倍压电阻R1和R2。扩展电流量程：用表头直接测量电流的数值为I，当用它来测量大于I的电流时，必须并联分流电阻R5，如图12所示。通常，用一个适当阻值的电位器与表头串联，以便在校验仪表时校正测量数值。磁电式仪表用来测量直流电压、电流时，表盘上的刻度是均匀的（即线性刻度）。因而，扩展后的表盘刻度根据满量程均

5、匀划分即可。在仪表校验时，必须首先校准满量程，然后逐一校验其它各点。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030V可调）；3EEL-56F组件。四实验内容1扩展电压量程（1V、10V）参考图11电路，首先根据表头参数I（1）和R0（160）计算出倍压电阻R1、R2，然后用EEL-56F中的表头和电位器RP1以及倍压电阻R1、R2相串联，分别组成1V和10V的电压表。用它测量恒压源可调电压输出端电压，并用直流数字电压表校验，如在满量程时有误差，用电位器RP1调整，然后校验其它各点，将校验数据记录在自拟的数据表格中。2扩展电流量程（10A）参考图12电路，根据表头参数I（1）和

6、R0（160）计算出分流电阻R5，首先用EEL-56F中的表头和电位器RP2串联，然后和分流电阻R5并联。用它测量图13所示电路中的电流，并用直流数字电流表校验，如在满量程时有误差，用电位器RP2调整，然后校验其它各点，将校验数据记录在自拟的数据表格中。图13中，电源用恒压源的12V输出端，制作的电流表、直流数字电流表和电阻RL1、RL2串联，其中，RL151，RL2用1的电位器。五实验注意事项1磁电式表头有正、负两个连接端，电路中一定要保证电流从正端流入，否则，指针将反转。2电流表的表头和分流电阻要可靠连接，不允许分流电阻断开。3校准1V和10V电压表满量程时，均要调整电位器RP1。同样，在

7、校准10A电流表满量程时，均要调整电位器RP2。4实验台上恒压源的可调稳压输出电压的大小，可通过粗调（分段调）波动开关和细调（连续调）旋钮进行调节，并由该组件上的数字电压表显示。在启动恒压源时，先应使其输出电压调节旋钮置零位，待实验时慢慢增大。六预习与思考题1设计1V和10V电压表的测量电路，计算出满足实验任务要求的各量程的倍压电阻。自拟记录校验数据的表格。2设计10A电流表的测量电路，计算出满足实验任务要求的分流电阻。自拟记录校验数据的表格。3电压表和电流表的表盘如何刻度？4如何对扩展量程后的电压表和电流表进行校验？七实验报告要求1画出1V、10V电压表和10A电流表的测量电路，标明倍压电阻

8、和分流电阻的阻值。2根据校验数据写出电压表和电流表的校验报告。3已知表头参数：1、160，设计一个万用表（部分）测量电路，要求能测量5V、50V直流电压和10A、100A直流电流表。4回答思考题3和4。实验二 基本电工仪表的使用与测量误差的计算一实验目的1熟悉实验台上仪表的使用及布局。2熟悉恒压源与恒流源的使用及布局。3掌握电压表、电流表内电阻的测量方法。4掌握电工仪表测量误差的计算方法。二实验原理通常，用电压表和电流表测量电路中的电压和电流，而电压表和电流表都具有一定的内阻，分别用RV和RA表示。如图21所示，测量电阻R2两端电压U2时，电压表与R2并联，只有电压表内阻RV无穷大，才不会改变

9、电路原来的状态。如果测量电路的电流I，电流表串入电路，要想不改变电路原来的状态，电流表的内阻RA必须等于零，但实际使用的电压表和电流表一般都不能满足上述要求，即它们的内阻不可能为无穷大或者为零，因此，当仪表接入电路时都会使电路原来的状态产生变化，使被测的读数值与电路原来的实际值之间产生误差，这种由于仪表内阻引入的测量误差，称之为方法误差。显然，方法误差值的大小与仪表本身内阻值的大小密切相关，我们总是希望电压表的内阻越接近无穷大越好，而电流表的内阻越接近零越好。可见，仪表的内阻是一个十分关注的参数。通常用下列方法测量仪表的内阻：1用分流法测量电流表的内阻设被测电流表的内阻为RA，满量程电流为I，

10、测试电路如图22所示。首先断开开关，调节恒流源的输出电流，使电流表指针达到满偏转，即IIAI。然后合上开关S, 并保持I值不变，调节电阻箱的阻值，使电流表的指针指在1/2满量程位置，即 则电流表的内阻 。2用分压法测量电压表的内阻设被测电压表的内阻为RV，满量程电压为U，测试电路如图23所示，首先闭合开关，调节恒压源的输出电压U，使电压表指针达到满偏转，即UUVU。然后断开开关S，并保持U值不变，调节电阻箱的阻值，使电压表的指针指在1/2满量程位置，即则电压表的内阻。图21电路中，由于电压表的内阻RV不为无穷大，在测量电压时引入的方法误差计算如下：,R2上的电压为：，若R1=R2，则U2=U/

11、2现用一内阻RV的电压表来测U2值，当RV与R2并联后，以此来代替上式的R2 ,则得绝对误差为若，则得相对误差本实验使用的电压表和电流表采用实验一的表头（1、160）及其制作的电压表（1V、10V）和电流表（10）。三实验设备1直流数字电压表、直流数字电流表； 2恒压源；3恒流源；4EEL-56F组件。四实验内容1根据分流法原理测定直流电流表10mA量程的内阻实验电路如图2-2所示，其中R为电阻箱，用100、10、1、三组串联，1mA电流表用表头和电位器RP2串联组成，10mA电流表由1mA电流表与分流电阻并联而成（具体参数见实验一），两个电流表都需要与直流数字电流表串联，由可调恒流源供电，调

12、节电位器RP2校准满量程。实验电路中的电源用可调恒流源，测试内容见表21，并将实验数据记入表中。表21 电流表内阻测量数据被测表量程（mA）S断开，调节恒源，使IIAI（mA）S闭合，调节电阻R，使IRIAI/2（mA）R（）计算内阻RA（）102根据分压法原理测定直流电压表1V和10V量程的内阻实验电路如图2-3所示，其中R为电阻箱，用1、100、10、1四组串联，1V、10V电压表分别用表头、电位器RP1和倍压电阻串联组成（具体参数见实验一），两个电压表都需要与直流数字电压表并联，由可调恒压源供电，调节电位器RP1校准满量程。实验电路中的电源用可调恒压源，测试内容见表22，并将实验数据记入

13、表中。表22 电压表内阻测量数据被测表量程（V）S闭合，调节恒压源，使UUVU（V）S断开，调节电阻R，使URUVU/2（V）R（）计算RV（）1103方法误差的测量与计算实验电路如图2-1所示，其中R1300，计算电压U2之值，并计算测量的绝对误差和相对误差，实验和计算数据记入表23中。表23 方法误差的测量与计算RV计算值U2实测值U2绝对误差DU= U2U2相对误差DU/ U2´100%五实验注意事项1实验台上的恒压源、恒流源均可通过粗调（分段调）波动开关和细调（连续调）旋钮调节其输出量，并由该组件上数字电压表、数字毫安表显示其输出量的大小。在启动这二个电源时，先应使其输出电压

14、调节或电流调节旋钮置零位，待实验时慢慢增大。2恒压源输出不允许短路，恒流源输出不允许开路。3电压表并联测量，电流表串入测量，并且要注意极性与量程的合理选择。六预习与思考题1根据已知表头的参数（1、160），计算出组成1V、10V电压表的倍压电阻和10mA的分流电阻。2若根据图22和图23已测量出电流表10mA档和电压表1V档的内阻，可否直接计算出100mA档和10V档的内阻？3用量程为10A的电流表测实际值为8A电流时，仪表读数为8.1A，求测量的绝对误差和相对误差。4如图2-4(a)、(b)为伏安法测量电阻的两种电路，被测电阻的实际值为R，电压表的内阻为RV，电流表的内阻为RA,求两种电路测

15、电阻R的相对误差。七实验报告要求1根据表21和表22数据，计算各被测仪表的内阻值，并与实际的内阻值相比较。2根据表23数据，计算测量的绝对误差与相对误差。3回答思考题。实验三 减小仪表测量误差的方法一实验目的1进一步了解电压表、电流表的内阻在测量过程中产生的误差及其分析方法。2掌握减小仪表内阻引起的测量误差的方法。二实验原理减小因仪表内阻而引起的测量误差有不同量程两次测量计算法和同一量程两次测量计算法两种方法：1不同量程两次测量计算法当电压表的内阻不够高或电流表的内阻太大时，可利用多量程仪表对同一被测量用不同量程进行两次测量，所得读数经计算后可得到非常准确的结果。（1）电压表不同量程两次测量计

16、算法如图3-1所示电路，欲测量具有较大内阻R0的电源US的开路电压U0时，如果所用电压表的内阻RV与R0相差不大，将会生产很大的测量误差。设电压表有两档量程，U1、U2分别为在这两个不同量程下测得的电压值，令RV1和RV2分别为这两个相应量程的内阻，则由图3-1可得出 对上述两式进行整理，消去电源内阻R0，化简得：由该式可知：通过上述的两次测量结果U1、U2，可准确地计算出开路电压U0的大小（已知电压表两个量程的内阻RV1和RV2），而与电源内阻R0的大小无关。2同一量限两次测量计算法如果电压表（或电流表）只有一档量程，且电压表的内阻较小（或电流表的内阻较大）时，可用同一量程进行两次测量法减小

17、测量误差。其中，第一次测量与一般的测量并无两样，只是在进行第二次测量时必须在电路中串入一个已知阻值的附加电阻。（1）电压测量测量如图3-3所示电路的开路电压UO。第一次测量，电压表的读数为U1,(设电压表的内阻为RV)，第二次测量时应与电压表串接一个已知阻值的电阻R，电压表读数为U2 ,由图可知 解上两式，可得（2）电流测量测量如图3-4所示电路的电流I。第一次测量，电流表的读数为I1,(设电压表的内阻为RA)，第二次测量时应与电流表串接一个已知阻值的电阻R，电流表读数为I2 ,由图可知 解得由上分析可知：采用多量程仪表测量法或单量程仪表两次测量法，不管电表内阻如何总可以通过两次测量和计算得到

18、比单次测量准确得多的结果。本实验使用的电压表和电流表采用实验一的表头（1、160）及其制作的电压表（1V、10V）和电流表（10）。三实验设备1恒压源；2EEL56F组件。四实验内容1双量程电压表两次测量法实验电路如图3-1所示，使用的1V、10V电压表分别用表头、电位器RP1和倍压电阻串联组成（具体参数见实验一），两个电压表都需要与直流数字电压表并联，由可调恒压源供电，调节电位器RP1校准满量程。电路中的电源US是实验台上恒压源015V可调输出端，并将输出电压调到+6V，R0选用9k(十进制电阻箱)，用直流电压表的1V和10V两档量程进行两次测量，将数据记入表31中，并根据表中的要求计算出各

19、项内容（RV1和RV2参照实验一的结果）。表31 双量程电压表两次测量实验数据电压表量程（V）内阻（k）UOUS（V）测 量 值 （V）两次测量计算值（V）绝对误差U（V）相对误差U/ UO ´100%1RV1U110RV2U2两次测量UO2单量程电压表两次测量法实验电路同图3-3，电路中的电源US是实验台上恒压源015V可调输出端输出的+6V电压，R0选用6k(十进制电阻箱)，用上述电压表的10V量程档进行测量，第一次直接测量，第二次串接R=10k的附加电阻进行测量，将数据记入表32中，并根据表中要求计算出各项内容。表32 单量程电压表两次测量实验数据实际计算值（V）两次测量值（V

20、）测量计算值（V）绝对误差（V）相对误差UOU1U2UOUU/ UO ´100%3单量限电流表两次测量法实验电路如图3-4所示，其中，电源US是实验台上恒压源030V可调输出端，并将输出电压调到+12V，R0选用12k(十进制电阻箱)，用上述电流表的10mA量程档进行测量，第一次直接测量，第二次串接R=10k的附加电阻进行测量，将数据记入表34中，并根据表中的要求计算出各项内容。 表34 单量程电流表两次测量实验数据实际计算值（mA）两次测量值（mA）测量计算值（mA）绝对误差（mA）相对误差II1I2IOII/I ´100%五实验注意事项1启动实验台上的恒压源时，先应使其

21、输出旋钮置零位，待实验时慢慢增大，其输出量的大小由该组件上数字电压表显示。2恒压源输出不允许短路。3电压表并联测量，电流表串入测量，并且要注意极性选择。六预习与思考题1根据已知表头的参数（1、160），计算出组成1V、10V电压表的倍压电阻和10mA电流表的分流电阻，并计算出它们的内电阻值。2计算用内阻为RA的电流表测量图32电路电流的绝对误差和相对误差，当RAR时绝对误差和相对误差是多少？3用两次测量法测量电压，绝对误差和相对误差是否等于零？为什么？七实验报告1完成各数据表格中各项实验内容的计算。2回答思考题。第二章 电工基本实验实验一 线性与非线性元件伏安特性的测绘一实验目的1掌握线性电阻

22、、非线性电阻元件伏安特性的逐点测试法。2学习恒电源、直流电压表、电流表的使用方法。二原理说明任一二端电阻元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系Uf(I)来表示，即用UI平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该电阻元件的伏安特性曲线。根据伏安特性的不同，电阻元件分两大类：线性电阻和非线性电阻。线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图11中（a）所示，该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R决定，其阻值为常数，与元件两端的电压U和通过该元件的电流I无关；非线性电阻元件的伏安特性是一条经过坐标原点的曲线，其阻值R不是常数，即在不同的电压作用下，电阻值是不同的，常见

23、的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等，它们的伏安特性如图11中（b）、（c）、（d）。在图11中，U 0的部分为正向特性，U 0的部分为反向特性。绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法，即在不同的端电压作用下，测量出相应的电流，然后逐点绘制出伏安特性曲线，根据伏安特性曲线便可计算其电阻值。三实验设备1直流电压、电流表；2电压源（双路030V可调）；3EEL51N组件。 四实验内容1测定线性电阻的伏安特性按图12接线，图中的电源U选用恒压源的可调稳压输出端，通过直流数字毫安表与1k线性电阻相连，电阻两端的电压用直流数字电压表测量。调节恒压源可调稳压电源的输出电压U，从0伏开始缓慢地增加（

24、不能超过10V），在表11中记下相应的电压表和电流表的读数。表11 线性电阻伏安特性数据 U(V)024 6810 I(mA)2测定6.3V白炽灯泡的伏安特性将图1-2中的1k线性电阻换成一只6.3V的灯泡，重复1的步骤，电压不能超过6.3V，在表12中记下相应的电压表和电流表的读数。表12 6.3V白炽灯泡伏安特性数据 U (V)0 123456.3 I (mA)3测定半导体二极管的伏安特性按图13接线，为限流电阻，取200（十进制可变电阻箱），二极管的型号为1N4007。测二极管的正向特性时，其正向电流不得超过25mA，二极管的正向压降可在00.75V之间取值。特别是在0.50.75之间更

25、应取几个测量点；测反向特性时，将可调稳压电源的输出端正、负连线互换，调节可调稳压输出电压U，从0伏开始缓慢地减少（不能超过-30V）， 将数据分别记入表13和表14中。表13 二极管正向特性实验数据 U (V) 0 0.2 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75I (mA)表14 二极管反向特性实验数据 U (V)0 5 10 15 20 25 30 I (mA)4测定稳压管的伏安特性将图13中的二极管1N4007换成稳压管2CW51，重复实验内容3的测量，其正、反向电流不得超过±20mA，将数据分别记入表1和表1中。表1 稳压管正向特性实验数据U

26、 (V) 0 0.2 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75I (mA)表1 稳压管反向特性实验数据 U (V)011.52.2.52.833.23.53.55 I (mA)五实验注意事项1测量时，可调稳压电源的输出电压由0缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表和电流表，不能超过规定值。2稳压电源输出端切勿碰线短路。3测量中，随时注意电流表读数，及时更换电流表量程，勿使仪表超量程。六预习与思考题1线性电阻与非线性电阻的伏安特性有何区别？它们的电阻值与通过的电流有无关系？2如何计算线性电阻与非线性电阻的电阻值？3请举例说明哪些元件是线性电阻，哪些元件是非线性电阻，它们

27、的伏安特性曲线是什么形状？4设某电阻元件的伏安特性函数式为If（U），如何用逐点测试法绘制出伏安特性曲线。 七实验报告要求1根据实验数据，分别在方格纸上绘制出各个电阻的伏安特性曲线。2根据伏安特性曲线，计算线性电阻的电阻值，并与实际电阻值比较。3根据伏安特性曲线，计算白炽灯在额定电压（6.3V）时的电阻值，当电压降低20时，阻值为多少？4回答思考题。实验二 电位、电压的测定及电路电位图的绘制一实验目的1学会测量电路中各点电位和电压的方法，理解电位的相对性和电压的绝对性。2学会电路电位图的测量、绘制方法。3掌握使用直流稳压电源、直流电压表的使用方法。二原理说明在一个确定的闭合电路中，各点电位的大

28、小视所选的电位参考点的不同而异，但任意两点之间的电压（即两点之间的电位差）则是不变的，这一性质称为电位的相对性和电压的绝对性。据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电压。若以电路中的电位值作纵坐标，电路中各点位置（电阻或电源）作横坐标，将测量到的各点电位在该坐标平面中标出，并把标出点按顺序用直线条相连接，就可得到电路的电位图，每一段直线段即表示该两点电位的变化情况。而且，任意两点的电位变化，即为该两点之间的电压。在电路中，电位参考点可任意选定，对于不同的参考点，所绘出的电位图形是不同，但其各点电位变化的规律却是一样的。三实验设备1直流电压、电流表；2电压源（双路03

29、0V可调）；3EEL53组件。四实验内容实验电路如图21所示，图中的电源US1用恒压源I路030V可调电源输出端，并将输出电压调到6V，US2用II路030V可调电源输出端，并将输出电压调到12V。 1测量电路中各点电位以图21中的A点作为电位参考点，分别测量B、C、D、E、F各点的电位。用电压表的黑笔端插入A点，红笔端分别插入B、C、D、E、F各点进行测量，数据记入表21中。以D点作为电位参考点，重复上述步骤，测得数据记入表21中。2测量电路中相邻两点之间的电压值在图21中，测量电压UAB：将电压表的红笔端插入A点，黑笔端插入B点，读电压表读数，记入表21中。按同样方法测量UBC、UCD、U

30、DE、UEF及UFA，测量数据记入表21中。表21 电路中各点电位和电压数据 单位：V电 位参考点VAVBVCVDVEVFUABUBCUCDUDEUEFUFAA0D0五实验注意事项1EEL53组件中的实验电路供多个实验通用，本次实验没有用到电流插头和插座。2实验电路中使用的电源US2用030V可调电源输出端，应将输出电压调到12V后，再接入电路中。并防止电源输出端短路。3使用数字直流电压表测量电位时，用黑笔端插入参考电位点，红笔端插入被测各点，若显示正值，则表明该点电位为正（即高于参考点电位）；若显示负值，表明该点电位为负（即该点电位低于参考点电位）。4使用数字直流电压表测量电压时，红笔端插入

31、被测电压参考方向的正（）端，黑笔端插入被测电压参考方向的负（）端，若显示正值，则表明电压参考方向与实际方向一致；若显示负值，表明电压参考方向与实际方向相反。六预习与思考题1电位参考点不同，各点电位是否相同？任两点的电压是否相同，为什么？2在测量电位、电压时，为何数据前会出现±号，它们各表示什么意义？3什么是电位图形？不同的电位参考点电位图形是否相同？如何利用电位图形求出各点的电位和任意两点之间的电压。七实验报告要求1根据实验数据，分别绘制出电位参考点为A点和D点的两个电位图形。2根据电路参数计算出各点电位和相邻两点之间的电压值，与实验数据相比较，对误差作必要的分析。3回答思考题。实验

32、三 基尔霍夫定律的验证一实验目的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。3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I 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U 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。在实验前，必须设定电路中所有电流、电压的参考方向，其中电阻上的

33、电压方向应与电流方向一致，见图31所示。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030V可调）；3EEL53组件。四实验内容实验电路如图31所示，图中的电源US1用恒压源I路030V可调电压输出端，并将输出电压调到6V，US2用恒压源II路030V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S1 投向US1 侧，开关S2 投向US2 侧，开关S3 投向R3侧。实验前先设定三条支路的电流参考方向，如图中的I1、I2、I3所示，并熟悉线路结构，掌握各开关的操作使用方法。1熟悉电流插头的结构，将电流插头的红接线端插入数字电流表的红（正）接线端，电流插头的

34、黑接线端插入数字电流表的黑（负）接线端。2测量支路电流将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出各个电流值。按规定：在结点A，电流表读数为，表示电流流入结点，读数为，表示电流流出结点，然后根据图31中的电流参考方向，确定各支路电流的正、负号，并记入表31中。表31 支路电流数据支路电流(mA)I1I2I3计算值测量值相对误差3测量元件电压用直流数字电压表分别测量两个电源及电阻元件上的电压值，将数据记入表32中。测量时电压表的红（正）接线端应插入被测电压参考方向的高电位端，黑（负）接线端插入被测电压参考方向的低电位端。表32 各元件电压数据各元件电压（V）US1US2UR1UR2UR3UR

35、4UR5计算值（V）测量值（V）相对误差五实验注意事项1所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘指示值为准。2防止电源两端碰线短路。3若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表的“、”极性，倘若不换接极性，则电表指针可能反偏而损坏设备（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针正偏，但读得的电流值必须冠以负号。六预习与思考题1根据图31的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表32中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程；2在图31的电路中，A、D两结点的电流方程是否相同？为什么？3在图31的电路中可以列几个

36、电压方程？它们与绕行方向有无关系？4实验中，若用指针万用表直流毫安档测各支路电流，什么情况下可能出现毫安表指针反偏，应如何处理，在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示呢？七实验报告要求1回答思考题。2根据实验数据，选定实验电路中的任一个结点，验证基尔霍夫电流定律（KVL）的正确性。3根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证基尔霍夫电压定律（KCL）的正确性。4列出求解电压UEA和UCA的电压方程，并根据实验数据求出它们的数值。5写出实验中检查、分析电路故障的方法，总结查找故障的体会。实验四 线性电路叠加性和齐次性验证一实验目的1验证叠加原理2了解叠加原理

37、的应用场合。3理解线性电路的叠加性。二原理说明叠加原理指出：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。在图41中： 1I2I3I1R2R3R1SU2SUU1I¢2I¢3I¢1R2R3R1SUU¢1I¢¢2I¢¢3I¢&#

38、162;1R2R3R2SUU¢¢（图 41叠加原理反映了线性电路的叠加性，线性电路的齐次性是指当激励信号（如电源作用）增加或减小倍时，电路的响应（即在电路其它各电阻元件上所产生的电流和电压值）也将增加或减小倍。叠加性和齐次性都只适用于求解线性电路中的电流、电压。对于非线性电路，叠加性和齐次性都不适用。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030V可调）；3EEL-53组件。四实验内容实验电路如图42所示，图中：,，图中的电源US1用恒压源I路030V可调电压输出端，并将输出电压调到12V，US2用恒压源II路030V可调电压输出端，并将输出电压调到6V（

39、以直流数字电压表读数为准），开关S3 投向R3侧。1US1电源单独作用（将开关S1投向US1侧，开关S2投向短路侧），参考图41（b），画出电路图，标明各电流、电压的参考方向。用直流数字毫安表接电流插头测量各支路电流：将电流插头的红接线端插入数字电流表的红（正）接线端，电流插头的黑接线端插入数字电流表的黑（负）接线端，测量各支路电流，按规定：在结点A，电流表读数为，表示电流流入结点，读数为，表示电流流出结点，然后根据电路中的电流参考方向，确定各支路电流的正、负号，并将数据记入表4中。用直流数字电压表测量各电阻元件两端电压：电压表的红（正）接线端应插入被测电阻元件电压参考方向的正端，电压表的黑（

40、负）接线端插入电阻元件的另一端（电阻元件电压参考方向与电流参考方向一致），测量各电阻元件两端电压，数据记入表4中。表4实验数据一 测量项目实验内容US1(V)US2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD (V)UAD (V)UDE (V)UFA (V)US1单独作用120US2单独作用06US1, US2共同作用126US2单独作用0122US2电源单独作用（将开关S1投向短路侧，开关S2投向US2侧），画出电路图，标明各电流、电压的参考方向。重复步骤1的测量并将数据记录记入表格4中。3US1和US2共同作用时（开关S1和S2分别投向US1和US2侧），各电流、电压的参考

41、方向见图42。完成上述电流、电压的测量并将数据记录记入表格4中。4将开关S3投向二极管VD侧，即电阻R5换成一只二极管1N4007，重复步骤3的测量过程，并将数据记入表4中。表4 实验数据二 测量项目实验内容US1(V)US2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD (V)UAD (V)UDE (V)UFA (V)US1单独作用120US2单独作用06US1, US2共同作用126US2单独作用012五实验注意事项1用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性，及数据表格中“、”号的记录。2注意仪表量程的及时更换。3电压源单独作用时，去掉另一个电源，只能在实验板上用开关S1

42、或S2操作，而不能直接将电压源短路。六预习与思考题1叠加原理中US1, US2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否将要去掉的电源（US1或US2）直接短接？2实验电路中，若有一个电阻元件改为二极管，试问叠加性还成立吗？为什么？七实验报告要求1根据表41实验数据一，通过求各支路电流和各电阻元件两端电压，验证线性电路的叠加性与齐次性。2各电阻元件所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述实验数据计算、说明。3根据表41实验数据一，当US1US212V时，用叠加原理计算各支路电流和各电阻元件两端电压。4根据表42实验数据二，说明叠加性和齐次性是否适用该实验电路。实验五 电压源、电流源及其电源等效

43、变换一实验目的1掌握建立电源模型的方法。2掌握电源外特性的测试方法。3加深对电压源和电流源特性的理解。4研究电源模型等效变换的条件。二原理说明1电压源和电流源电压源具有端电压保持恒定不变，而输出电流的大小由负载决定的特性。其外特性，即端电压U与输出电流I的关系U f (I) 是一条平行于轴的直线。实验中使用的恒压源在规定的电流范围内，具有很小的内阻，可以将它视为一个电压源。电流源具有输出电流保持恒定不变，而端电压的大小由负载决定的特性。其外特性，即输出电流I与端电压U的关系I f (U) 是一条平行于U轴的直线。实验中使用的恒流源在规定的电流范围内，具有极大的内阻，可以将它视为一个电流源。2实

44、际电压源和实际电流源实际上任何电源内部都存在电阻，通常称为内阻。因而，实际电压源可以用一个内阻RS和电压源US串联表示，其端电压U随输出电流I增大而降低。在实验中，可以用一个小阻值的电阻与恒压源相串联来模拟一个实际电压源。实际电流源是用一个内阻RS和电流源IS并联表示，其输出电流I随端电压U增大而减小。在实验中，可以用一个大阻值的电阻与恒流源相并联来模拟一个实际电流源。3实际电压源和实际电流源的等效互换一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，又可以看成是一个电流源。若视为电压源，则可用一个电压源Us与一个电阻RS相串联表示；若视为电流源，则可用一个电流源IS与一个电阻RS相并

45、联来表示。若它们向同样大小的负载供出同样大小的电流和端电压，则称这两个电源是等效的，即具有相同的外特性。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和RS。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030V可调）；3恒流源（0200mA可调）；4EEL51N组件。SU1R2RVmA图 51四实验内容1测定电压源（恒压源）与实际电压源的外特性实验电路如图51所示，图中的电源US用恒压源030V可调电压输出端，并将输出

46、电压调到6V，R1取200的固定电阻，R2取470的电位器。调节电位器R2，令其阻值由大至小变化，将电流表、电压表的读数记入表51中。表51 电压源（恒压源）外特性数据I (mA)U (V)U1R2RVmA图 52SR在图51 电路中，将电压源改成实际电压源，如图52所示，图中内阻RS取51的固定电阻，调节电位器R2，令其阻值由大至小变化，将电流表、电压表的读数记入表52中。表52 实际电压源外特性数据I (mA)U (V)2RSISRV图 532测定电流源（恒流源）与实际电流源的外特性按图53接线，图中IS为恒流源，调节其输出为5mA（用毫安表测量），R2取470的电位器，在RS分别为1k和

47、两种情况下，调节电位器R2，令其阻值由大至小变化，将电流表、电压表的读数记入自拟的数据表格中。3研究电源等效变换的条件按图54电路接线，其中(a)、(b)图中的内阻RS均为51，负载电阻R均为200。SURVmASRRVmASRSI图 54(a)(b)在图54 (a)电路中，US用恒压源030V可调电压输出端，并将输出电压调到6V，记录电流表、电压表的读数。然后调节图54 (b)电路中恒流源IS，令两表的读数与图54(a)的数值相等，记录IS之值，验证等效变换条件的正确性。五实验注意事项1在测电压源外特性时，不要忘记测空载（I0）时的电压值；测电流源外特性时，不要忘记测短路（U0）时的电流值，

48、注意恒流源负载电压不可超过20V，负载更不可开路。2换接线路时，必须关闭电源开关。3直流仪表的接入应注意极性与量程。六预习与思考题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说明电压源和电流源的特性，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？4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？七实验报告要求1根据实验数据绘出电源的四条外特性，并总结、归纳两类电源的特性。2从实验结果，验证电源等效变换的条件。3回答思考题。实验六 戴维南定理和诺顿定理的验证一实

49、验目的1验证戴维南定理、诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解。2掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。二实验原理1戴维南定理和诺顿定理戴维南定理指出：任何一个有源二端网络如图61（a），总可以用一个电压源US和一个电阻RS串联组成的实际电压源来代替如图61（b），其中：电压源US等于这个有源二端网络的开路电压UOC, 内阻RS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RO。 诺顿定理指出：任何一个有源二端网络如图61（a），总可以用一个电流源IS和一个电阻RS并联组成的实际电流源来代替如图61（c），其中：电流源IS等于这个有源二端网络的短路电源ISC, 内阻RS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RO。US、RS和IS、RS称为有源二端网络的等效参数。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UOC, 然后再将其输出端短路，测其短路电流IS，且内阻为：。若有源二端网络