电工技术实验

1、实验一基尔霍夫定律的验证一、实验目的1. 熟悉并掌握直流仪表，稳压电源的正确使用方法。2. 验证基尔崔夫定律的正确性，加深对基尔崔夫定律的理解。3. 学会对电压、电位的测试，掌握电路电位图的测绘方法。测量点参abcdef4.学会用电流插头、插座测景各支路电流，了解一表多用的原理。二、实验设备序号名称型号与规格数量备注1直流可调稳压电源0 30v二路2直流数字电压表0 200v13电位、电伍测定实验电路板1he-12三、实验内容(1) 、基尔霍夫电压定律(kvl):在集总参数电路中，任意吋刻沿任一回路绕行，回 路中所有支路电压的代数和恒等于零。亦即：zu=o(2) 、基尔霍夫电流定律(kcl):

2、对于集巾参数电路巾的任一节点，在任意吋刻，所 有连接于该节点的支路电流的代数和恨等于零，即有y/=o。运用上述定律吋必须注意各支路或闭合回路中电流的jl:方向，此方向可预先任意设定。(3) 、参考方向和关联参考方向都是为丫研究问题的方便而设定的。电位具冇相对性, 电压具有绝对性。四、实验步骤实验线路如图6 1，用he 12挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。1. 实验前先设定fabcdef回路和节点a作为研究对象。閔1一 1中的b、12、13的方 向已设定。2. 熟悉并掌握莨流数显稳乐电源的使用，同时分别调fa=6v, u2 = n,先切断电 源开关，再按图i-i电路连接线路。3. :ll:

3、确使用直流数字屯流表，并测出三条支路的屯流值。记录数据在表1中。被测tt(ma)(ma)(ma)(v)"ha(v)(v)(v)(v)测纖表14. 川直流数字电压表按表1的要求测景各电压值，外记录数据在表1屮。ad5.分别以a、d为参考点测量其它各点的电位，并记录在表2中。 表2五、预习思考题1. 根据实验数据，选定节点a,验证kcl的正确性。2. 根据实验数据，选定实验电路屮的任一个w合回路，验证kvl的正确性。3. 将支路和闭合回路的电流方向重新设定，重fil、2两项验证。4. 根据实验数据，验证电压与电位之间的相互关系。丼绘制任意两个电位的电位图。实验二戴维南定理的验证一、实验目

4、的1. 验证戴维南定理的正确性，加深对该定现的现解2. 掌握测fi冇源二端m络等效参数的一般方法。二、实验设备序号名称型兮与规格数量各注i可调直流稳压电源0 30v12可调直流恒流源0 500nia13直流数字电压农0 200v14直流数字毫安表0 200ma15可调电阻箱0 99999.901he-196电位器1k/2w1he-117戴维南定理实验电路板1he-12三、实验内容1. 任何一个线性含源网络，如果仅研究中一条支路的电压和电流，则可将电路的 余部分看作是一个有源二端网络(或称为含源一端口网络)。戴维南定理指出：任何一个线性柯源单u网络，总可以用一个电fr源与一个电阻的串联 来等效代

5、替，此电压源的电压等于这个有源二端网络的幵路电压,其等效内阻等于该网络中所有独立源均b零(理想电压源视为短接，理想电流源视为开路)时的等效电 阻。ro或者/%(/5)和r0称力有源二端m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、短路电流法测ro在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输fli端的开路电压t/%,然后再将 其输出端短路，用电流表测其短路电流isc，则等效内肌为如果二端网络的内阻很小，苦将艽输出端口短路则易损坏艽内部元件，因此不宜用此法。.四、实验步骤被测有源二端网络如图2 1(a)。1. 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的和ru和诺顿等效电路

6、的/se、 r«。按阁2-1 (a)接入稳压电源t/s = 12v和恒流源/loma,不接入rl。测ili f/oc和/sc ,并计算出ro。(测.吋，不接入ma表。)，记呆数掘在表1中表1"oc (v)/sc (ma)穴o = "oc/sc 2. 负载实验:按图2-1 (a)接入rlo改变&阻值，测量有源二端网络的外特性曲线。 记录数据在表2中。3. 验证戴维南定理：利w戴维南定理，将图2-1等效为图2-l(b)所示，仿照步骤“2” 测其外特性，在ffim的负载屯压值下，记录屯流值在表2中，对戴维南定理进行验证。表2图 2-2(a)t/ (v)图 2-2

7、 (a) i (ma图 2-2(b) u (v)图 2-2 (b) i (ma五、预习思考题1. 验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，外分析产生误差的原因。实验三三表法测定交流电路等效参一实验目的1. 学会川交流电压表、交流电流表和功率表测虽交流电路等效参数的方法。2. 学会功率表的接法和使用。3. 学会对申相交流调压器的正确使用。二实验设备序号名称型号与规格数ft备注1交流电压表0 500v12交流电流表05a13功率表14自耦调压器15镇流器(电感线阐)与40w日光灯配用1he-166电容器uif, 4.7pf/500vhe-207白炽灯25w (或 15w) /220v3he-17三、实验

8、内容1. 正弦交流倌号激励卜的元件值或肌抗值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表 分别测量ili元件w端的电压f/、流过该元件的电流/和它所消耗的功率然后通过计算 得到所求的各值，这种方法称为三表法，足川以测量50hz交流电路参数的基本方法。计算的基本公式为：up阻抗的模z = ，电路的功率因数cos(p= iui等效电阻i z | cos(p, 等效电抗 x= | z | sin(pii x = xl =2ti fl ，得£ =2丌,x=xc =1xc2tt/、实验步骤测试线路如阁3 3所示1、按图3 3接线，并经指导教师检查后，方可接通市电电源。2、分别测s25w白炽灯(r)、

9、40w u光灯镇流器(l)和4.7 p f电容器(c)的等效参数，以及l、c串联与丼联后的等效参数，将数据记录在表1中。表1被测阻抗测量值计算值电路等效参数u(v)i(a)p(w)cos(pzr(q)l(mh)c(pf)25w a炽灯r77电感线圈l7电容器c7vl与c串联77l与c并联77五、实验注意事项1. 本实验直接用市电220v交流电源供电，实验中要特别注意人身安全，不可用手且 接触摸通电线路的裸露部分，以免触电，进实验室应穿绝缘鞋。2. 自耦凋压器在接通电源前，应将其手柄置在零位上，凋节时，使其输出电压从零开 始逐渐升高。输出电压不能高于220vo每次改接实验线路及实验完毕，都必须先

10、将k旋柄 慢慢调回零位，再断电源。必须严格遵守这一安全操作规程。3. 线路经指导老师检查后方可通电实验rc 一阶电路响应测试一实验目的1. 测定rc阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。2. 孕习电路吋间常数的测景方法以及电路参数对过渡过程的影响。3. 掌握冇关微分电路和积分电路的概念。4. 学会对函数发生器的使用和用示波器观测波形。二实验设备序号名称型号与规格数景备注1函数信号发生器12双踪示波器13动态屯路实验板1he-14三实验内容含奋电感、电容储能元件的电路，其响应可由微分方程求解，若响应电路屮含有一个储 能元件所列的足一阶微分方程，称为一阶电路。动态络的过渡过程是十分短竹的单次变

11、化过程。要川普通示波器观察过渡过程和测景 有关的参数，就必须使这种申.次变化的过程重复出现。为此，我们利川信号发生器输出的a 波來模拟阶跃激励信号，即利川方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利川 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人于电路的吋 间常数t ,那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励卜*，它的响应就和直流电接通与断开 的过渡过程足基本相同的。1. 图9-1 (b)所示的rc 阶电路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吋间常数t。2. 吋间常数t的测定方法:川示波器测量零输入响应的波形如图9一 1(a

12、)所示。根据一阶 微分方程的求解得知uc=ume_t/rc=ume_t/to当t=t吋，uc( t )=0.368um。此吋所对应的吋间就等于t。亦可 川零状态响放波形增加到0.632um所对应的吋间测得，如图9-1 (c)所示。3. 微分电路和积分电路足rc 阶电路屮较典型的电路，它对电路元件参数和输入信 号的周期奋着特定的要求。一个简单的rc串联电路，在方波序列脉冲的重复激励k,当 满足i=rc«j时(t为方波脉冲的重父周期)，.r.由r两端的电压作为响应输出，则该电 路就是一个微分电路。因为此时电路的输出信兮电压与输入信兮电压的微分成正比。如图9 一2(a)所示。利用微分电路可

13、以将方波转变成尖脉冲。芯将图9一2(a)中的1?与(3位置调换一下，如阁9一2所示，由c两端的屯压作为响 应输出，k当电路的参数满妃t =rcf ,则该rc电路称为积分电路。因为此时电路的输 出信兮电压与输入信兮电压的积分成:|卜:比。利用积分电路对以将方波转变成三角波。从输入 输出波形米看，上述两个电路均起着波形变换的作川，请在实验过程仔细观察与记录。!1!实验步骤实验线路板的器件组件提供需耍的各元器件，请认清r、c元件的布局及其标称位，各 开欠的通断位置等。稳压电源ur(t) 到示波器uc(t)到示波器图9-4(一)、观察研究一阶电路对方波激励的响应1. 令r=10kq, c = 6800

14、pf组成如图91(b)所示的rc充放电电路。屮为脉冲信兮 发生器输出的um=3v、f=lkhz的方波电压信兮，并通过两根id轴电缆线，将激励源 和响应uc的信兮分别连至示波器的两个输入口 ¥&和yb。川示波器观察激励与响应的变化规律，计算出时间常数t，并描绘波形。2. 令r=10kq, c = o.luf,重复步骤（1）,注意观察对响应的影响。3. 令c = 0.01uf, r=100q,组成如图9_2（a）所示的微分电路。设计不同的参数川 示波器观察激励与响应的变化规律，并观察参数变化对响应的影响。五预习思考题1. 什么样的电信兮可作为rc 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 阶电路r=10kq, c=0.1 u f,试计算时间常数t ,并根裾t值的物理 意义，拟定测fii的方案。3. 何调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，k输出信兮波形的变化规律如何？这两种电路有何功用？六思考题1. 根据实验观测结果，在方格纸上绘出rc阶电路充放电时uc的变化曲线，由曲线 测将t值，并与参数值的计算结果作比较，分析误差原因。2. 计算二阶回路的临界状态电阻