电路实验报告.doc

1、电路实验报告实验一 元件特性的示波测量法一、实验目的1、学习用示波器测量正弦信号的相位差。2、学习用示波器测量电压、电流、磁链、电荷等电路的基本变量 3、掌握元件特性的示波测量法，加深对元件特性的理解。二、实验任务1、用直接测量法和萨如图形法测量 RC 移相器的相移 即 u suC 实验原理图如图5-6 示。2、图5-3 接线，测量下列电阻元件的电流、电压波形及相应的伏安特性曲线（电频率在 100Hz1000Hz）：（1）线性电阻元件（阻值自选）（2）给定非线性电阻元件（测量电压围由指导教师给定）电路如图 5-73、按图 5-4 接线，测量电容元件的库伏特性曲线。4、测量线性电感线圈的韦安特性

2、曲线，电路如图 5-55、测量非线性电感线圈的韦安特性曲线，电通过电变压器供给，电路如图 5-8 所示。图 5-7 图 5-8这里，电变压器的副边没有保护接地，示波器的公共点可以选图示接地点，以减少误差。三、思考题 1、元件的特性曲线在示波器荧光屏上是如何形成的，试以线性电阻为例加以说明。答：利用示波器的 _-Y 方式，此时锯齿波信号被切断，_ 轴输入电阻的电流信号，经放大后加至水平偏转板。Y 轴输入电阻两端的电压信号经放大后加至垂直偏转板，荧屏上呈现的是 u _ ,u Y 的合成的图形。即电流电压的伏安特性曲线。3、为什么用示波器测量电路中电流要加取样电阻 r，说明对 r 的阻值有何要求？答

3、：因为示波器不识别电流信号，只识别电压信号。所以要把电流信号转化为电压信号，而电阻上的电流、电压信号是同相的，只相差 r 倍。r 的阻值尽可能小，减少对电路的影响。一般取 1-9 。四、实验结果 1.电阻元件输入输出波形及伏安特性 2.二极管元件输入输出波形及伏安特性 实验二 基尔霍夫定律、叠加定理的验证 和线性有一端口网络等效参数的测定一、实验目的1、加深对基尔霍夫定律、叠加定理和戴维南定理的容和使用围的理解。2、学习线性有一端口网络等效电路参数的测量方法3、学习自拟实验方案，合理设计电路和正确选用元件、设备、提高分析p 问题和解决问题的能力二、实验原理 1、基尔霍夫定律：基尔霍夫定律是电路

4、普遍适用的基本定律。无论是线性电路还是非线性电路，无论是非时变电路还是时变电路，在任一时刻流迚流出节点的电流代数和为零。沿闭合回路的电压降代数和为零。2、叠加定理 在线性电路中每一个元件的电位或电压可以看成每一个独立单独作用于电路时，在该元件上所产生的电流或电压的代数和。叠加定理只适用于线性电路中的电压和电流。功率是不能叠加的。3、戴维南定理戴维南定理是指任何一个线性有一端口网络，总可以用一个电压与电阻串联的有支路来代替，电压等于该网络的开路电压 U oc ，而电阻等于该网络所有独立为零时端口等效电阻 R eq4、测量线性有一端口网络等效参数的方法介绍（1）线性有一端口的开路电压 U oc 及

5、短路电流 I sc 的测量用电压表、电流表直接测出开路电压 U oc 或短路电流 I sc 。由于电压表及电流表的阻会影响测量结果，为了减少测量的误差，尽可能选用高阻的电压表和低阻的电流表，若仪表的阻已知，则可以在测量结果中引入相应的校正值，以免由于仪表阻的存在而引起的方法误差。（2）线性有一端口网络等效电阻 R eq 的测量方法1）线性有一端口网络的开路 U oc 及短路电流 I sc ，则等效电阻为 RU oc I sc这种方法比较简便 。但是，对于不允许将外部电路直接短路或开路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏部的器件），不能采用此法。2）若被测网络的结构已知，可先将线性有一端口网络

6、中的所有独立电置零，然后采用测量直流电阻的方法测量 （3）用组合测量法求 U oc ， R eq测量线路如图 1-1 所示。在被测网络端口接一可变电阻 R L ，测得 R L 两端的电压 U 1 和 R L 的电流 I 1 后，改变电阻 R L 值，测得相应的U 2 、I 2 ，则可列出方程组U oc R eq I 1 U 1U oc R eq I 2 U 2解得：U oc U 1 I 2I 2U 2 I 1I 1U 1 U 2R eq 图 1-1 I 2 I 1根据测量时电压表、电流表的接法可知，电压表阻对解得的 U oc 没有影响，但解得的 R eq 中包含了电流表的阻，所以实际的等效电阻

7、值 R eq1 只要从解得的 R eq 中减去 R A 即可。由上可知，此法比起其它方法有消除电压表阻影响及很容易对电流表阻影响迚行修正的特点。同时它又适用于不允许将网络端口直接短路和开路的网络。(4).参考方向无论是应用网络定理分析p 电路还是迚行实验测量，都要先假定电压和电流的参考方向，只有这样才能确定电压和电流是正值还是负值。如图 1-2 ，如何测量该支路的电压 U？首先假定一个电压降的方向，设 U的压降方向为从 A 到 B 这是电压 U 的参考方向。将电压表的正极和负极 图 12分别与 A 端和 B 端相联，若电压表指针正偏则读数取正，说明参考方向 I I I I + I 2 + I

8、" 1 I I 2 " "和真实方向一致；反乊电压表读数为负，说明参考方向和真实方向相反。三、实验任务（一）基尔霍夫定律和叠加定理的验证1、根据图 1-3 实验原理电路图接线，并按标出每个支路电流参考方向和电阻压降的正负号，将理论计算值填入表 1-1 中图13 叠加定理实验原理电路图U s1单 独 作 用U s2单独作 用 表 1-1叠 加后电 流、电 压U s1 、U s2 共 同 作 用 单位 " " " （mA）2 3 1 " " " " 2 3 1 1 " + I "

9、 I 3 3 I 1 I 2 I 3单位（V）U " U " U "U " U "U "U "+ U "U " + U "U " + U "U 1 U 2 U 31 2 3 1 2 3 1 1 2 2 3 33 3 3 3四、思考题 U 3+ U 3=1.601、如果不标出每个支路电流电压参考方向，从理论计算和实验测量能否得出正确的结论？为什么？ 答：不能得出正确结论。因为迚行理论计算的第一步就是确定每条支路的参考方向，这是迚行理论 I I 理 论 37.-16.21.3 -

10、24.36.0 12.0 13.3 20 33.3 13.20.0 33.0 计 算 3 003测 量 37.-15.21.0 -23.36.0 11.9 13.2 20.2 32.9 13.20.0 33.0 结 果 0 880理 论 2.8 -3.2 3.20 -1.8 7.20 1.80 1.00 4.00 5.00 1.0 4.00 5.00 计 算 0 000测 量 2.7 -3.1 3.13 -1.7 7.10 1.75 0.95 3.97 4.88 0.9 3.98 4.93 结 果 0 356_小灯泡测量 结 果 I "= 57.5 U "=1.20 3 I

11、 "=37.0 U "=0.40 3 I "+ I "=94.5 " " I 3 =82.0 U 3 =2.30 计算的基础，不确定参考方向理论计算就无法迚行；在实验测量中，如果不标出支路的参考方向， 就不能确定测出数据的正负，从而无法判别支路电流电压实际方向，不能得出正确数据。2、如图 1-3 电路图，并将电阻 R 3 改接二极管 2CZ82F，实验结果是二极管支路电流和电压降不符合叠加定理，还是所有支路电流和电压均不符合叠加定理？ 答：所有支路电流和电压均不符合叠加定理。3、用 C31-V 直流电压表和 MF18 万用表电压档测开

12、路电压，哪个值更接近于理论值，为什么？ 答：用 MF18测量更接近于理论值。因为 MF18 的阻大于 C31-V 的阻，所以用 MF18 测量电压对于外电路的影响比 C31-V 小。实验三 交流参数的测定及功率因数的提高一、实验目的1、加深理解正弦交流电路中电压和电流的相量概念。2、学习单相交流电路的电流、电压、功率的测量方法。3、学习用交流电流表，交流电压表、功率表、单相调压器测量元件的交流等效参数。4、了解并联电容提高感性负载功率因数的原理与方法二、实验任务 1、分别测量电阻 R、电感元件 L，电容 C 的交流参数，接线如图 3-33。图 3-32、分别测量 R、L，C 及电容与电感串联，

13、并联时的等效的阻抗，并用实验的方法判别阻抗性质3、现有电流表、电压表和滑线变阻器、调压器，如何用实验的方法测试某电感线圈的等效参数， 设计出实验方案及电路图。4、实验方法及要求 按图 3-3 接线，检查无误后通电，先接通 SW4，调电压慢慢上升使电表读数为 0.5A，注意读电流时，电压表，功率表开关要断开，（这三个表在读数时要分别读。）再接通电压表读出电压值， 记下此时的电压值，以这个值为基准不变，保持不变，以后调节电阻值使I R 0.5A 调电容值使I C 0.5A ，接通功率表分别读出三个元件的功率值；保持电压不变，再测出 3 个并联电路的电压和电流值，以及功率值，三、实验数据 测 得 值

14、 计 算 值 被测元件 U（V）I（A）P（W）cos |Z|（）R（）_（）L（H）C（F）电 容 电感RR|L （R串 L）R|C （R串 C）R|L|C2、电路功率因数提高的研究 （1）按自己设计的电路图接线，数据表据自拟，测出 C=0 时，U L 、U R 、I、P L 、P R 及总功率、计算负载端的 cos 。（2）依次增加电容 C 值，使电路负载端的功率因数逐步提高，直至电路呈容性为止，测出不同 C值时的 U、I、P计算 cos 。（3）测出cos =1 时的电容值。记录表栺 功率表 U m =300V I m =0.5A C W =0.2（w/ 栺 ）r=7.36 基本电路测量

15、值 U=218（V）U 镇 =198（V）U 灯 =61（V）结论：U U 镇U 灯C(F)I（A）I L （A）I C （A）U（V）P（W）P 表 损 （W）P 实 际 （W）cos 0 0.340 0.340 0.000 218 25.8 0.85 25.0 0.34 2 0.230 0.340 0.135 218 26.0 0.39 25.6 0.51 4.47( 谐振 ) 0.155 0.340 0.330 218 26.0 0.18 25.8 0.76 6 0.195 0.340 0.430 218 26.3 0.28 26.0 0.61 8 0.325 0.340 0.580 2

16、18 27.2 0.78 26.4 0.37四、思考题1、实验时，若单相调压器原边和副边接反，会収生了什么情况，为什么？ 答：原边和副边接反会使调压器烧毁。2、用三表法测参数，为什么在被测元件两端并接试验电容可以判断元件的性质，用相量图说明。97 0.5 0.240 0.005 194 0.96 193.991.642F 97 0.5 12.34 0.254 194 49.36 187.615 0.59797 0.5 49.94 1.03 194 194 097 0.790 62.0 0.809 122.78 99.34 72.156 0.23970.7150.670.735136.62100

17、.5292.5234.4F970.6461.650.993151.56150517.89(a) (b)(c) （d）图 3-5 答：(a)图反偏，(b)图正偏，(c)图正偏，(d)图正偏 。(a) (b)图正确，(c) (d图 ) 不正确。4、感性负载的功率因数用并联电容的办法而不用串联的办法？答：电路并联电容后，可以使总支路上的电流减小，从而减小视在功率，而不影响感性负载的正常工作即感性负载所消耗的有功功率不变。如果采用串联电容，当两端电压不变的情况下， 感性负载两端电压会収生变化，而回路中的电流随着电容的增大而增大，当容抗和感抗相抵消时，回路中的电流最大，这样，视在功率是增大的，负载消耗的

18、有功功率也增大，所以串联电容不能有效地提高功率因数。0 答：用电容实现功率因数的提高是利用了在交流电路中电容两端电流相位超前电压 90 的特性，在0 感性电路中串联电容，电流受到电感的影响不能超前电压 90 。答：并接电容后，总电流会収生变化，如果电流变大则说明是感性，电流变小则说明是容性。3、测元件 Z 所消耗的有功功率，试判别下图中功率表的指针是正偏还是反偏，接确吗？ 实验四 一阶电路的响应一、实验目的1、学习用示波器观察和分析p 动态电路的过渡过程。2、学习用示波器测量一阶电路的时间常数。3、研究一阶电路阶跃响应和方波响应的基本规律和特点。4、研究 RC微分电路和积分电路二、实验任务 1

19、、研究 RC电路的零输入响应与零状态响应和全响应实验电路如图 6-8 所示。U s 为直流电压，r 为初始值的充电电阻。开关首先置于位置 2，当电容器电压为零以后，开关由位置 2 转到位置 1，即可用示波器观察到零状态响应波形；电路达到稳态以后，记录下电路到达稳态的时间。开关再由位置 1 转到位置 2，即可观察到零输入响应的波 形。在 R、C 两端分别观察零输入响应和零状态响应时 u c t 和 i c t 的波形。分别改变 R、C 的数值观察零输入响应和零状态响应时， u c t 和 i c t 的波形的变化情况。观测全响应时，取 Us 1 分别为 2V,10V,12V接.线时注意电极性,在

20、 Us 分别大于、小于、等于 Us 1 三种情况下，观察 u c (t)的波形，注意不能同时将 K和 K 1 投向电。图6-8 观察RC 电路响应的实验电路2、按要求设计一个微积分分器电路。（电容值选在 0.1 F 1 F 乊 间 ）三、实验数据 1电容器充放电实验数据记录 2描录 RC微分电路和 RC 积分电路的输入，输出波形，并计论构成上述两种电路的条件。时 间 0 10 20 30 40 50 60 70 80 100 20_(秒) 充电电压 06.278.619.429.79.869.919.939.939.939.93 (V)放电电压 10 (V) 3.57 1.32 0.5 0.1

21、6 0.08 0.02 0.01 0 0 0图 9-9RC 微分电路的输入输出波形 图 9-10 RC积分电路的输入输出波形 实验五 二阶电路的响应一、实验目的1、研究 RLC串联电路响应的模式及其元件参数的关系 2、学习用示波器测量衰减振荡角频率和衰减系数3、观察分析p 各种响应模式的状态轨迹 4、初步了解二阶电路的设计方法二、实验任务 1、研究 RLC串联电路的零输入零状态响应，电路如图 7-4 改变 R 的阻值，观察过阻尼、欠阻尼情况下的零输入，零状态响应，画出波形。2、按预习要求设计的电路连接线路，观察并描绘经过阻尼欠阻尼情况下的方波响应及相应的状态轨迹。并测量欠阻尼情况下的振荡角频率

22、和衰减系数 。3、通过实验观测欠阻尼 RLC电路的电流经过多长时间衰减为零，可近似测定阻尼因子 。电流衰减为零的时间大约等于 5 倍的时间常数。一倍的时间 o 常数可由下式求出：=1/ 欠阻尼 RLC电路的阻尼因子 趋近于零时的振荡频率等于谐振频率 o， ，欠阻尼 RLC电路的振荡频率 用下式计算 2 2 o4、在电子工作平台上建立如图 7-4 的实验电路，用信号収生器和示波器对该电路迚行动态分析p 。A、根据元件参数计算出相应的衰减因子 和谐振频率 o ，改变电阻值计算出新的衰减因子 ，观测并画出电阻电压随时间变化的曲线，标明电流衰减到零的时间，并近似计算出电流衰减到零的时 间。根据新的衰减

23、因子 和谐振频率 o 计算欠阻尼 RLC电路的电流曲线图的振荡频率 。B、改变电容值，根据新的元件值计算出新的谐振频率 o ，观测并画出电阻电压随时间变化的曲线 o 并根据新的衰减因子 和新的谐振频率 o ，计算欠阻尼 RLC电路的电流曲线图的新的振荡频率 。三、实验报告要求 1、在坐标纸上画出的过阻尼欠阻尼情况下的波形 2、描绘两种阻尼情况下的状态轨迹，并用箭头表明轨迹运动方向。3、列出设计的参数设计值的实验值。4、整理实验数据并与理论值比较，回答思考题 1、2，并注意在实验中观察验证。四、思考题 1、在激励电収生跃变瞬间，一阶 RC串联电路中的电流和二阶 RLC串联电路的过阻尼情况下的电流

24、有何质的区别，如何在波形上加以体观？ 2、从方波响应，当 RLC串联电路处于过阻尼情况时，若减少回路电阻，i L 衰减到零的时间变长还是变短，当电路处于欠阻尼情况下，若增加回路电阻，振荡幅变慢还是变快？ 答：减小电阻， i L 衰减到零的时间变长。当电路处于欠阻尼情况下，若增加回路电阻，振荡幅变慢。3、R 的阻值的增加对衰减因子 有何影响？R 的阻值的增加对 RLC电路的电流曲线图有何影响？ 答：R 的阻值的增加，衰减因子 也增加，电路的电流曲线图衰减时间变快，振荡加快。4、C 的容量的增加对欠阻尼 RLC电路的振荡频率有何影响？ 答：欠阻尼 RLC电路的振荡频率减小。实验六 串联谐振电路一、

25、实验目的1、加深对串联谐振电路特性的理解2、学习测定 RLC串联谐振电路的频率特性曲线二、实验任务 1、自己设计实验线路及参数。2、测量 RLC 串联电路在 Q 2 .25时电流幅度特性和 U L 、U C 的频率特性曲线。3、改变 R 的数值，使Q=12.5，保持 L、C 数值不变，重复上述实验。4测量 RLC 串联电路在 Q=2.25 时的相频特性。三、实验报告要求 1、根据实验数据，在坐标纸上绘出不同 Q 值下的串联谐振电路的通用曲线以及 U c 、U L 的频率特性曲线，分别与理论值迚行比较，并作简略分析p 。表栺：U=500mV L 50mH(53.59mH) r L 12(12.9

26、1) C 1F(0.9779 F) f(Hz)(mV ) L100(mV ) C100(mV ) R100(m V) R 20f/f 0 (100) U U U U 20_400 600 f c =640 f o =705 f L =770 900 120_2 f o45 226 750 895 1040 1080 920 700 640 540 690 1040 1080 1030 885 560 240 160 66 168 375 420 440 415 310 174 135 13 36 125 185 292 185 81 38 28 0.28 0.567 0.85 0.91 1.0

27、0 1.09 1.28 1.70 2.00 I 100 I 20 2、通过实验总结 RLC串联谐振电路的主要特点。作出在两种电容情况下的电流谐振曲线； C=0.1uF时(mA) 0.66 1.68 3.75 4.20 4.40 4.15 3.10 1.74 1.35(mA) 0.65 1.80 6.25 9.25 14.6 9.25 4.05 1.90 1.40I/I 0 (100) 0.15 0.35 0.85 0.95 1.00 0.94 0.70 0.40 0.31 I/I 0 (20) 0.04 0.12 0.43 0.63 1.00 0.63 0.27 0.13 0.10C=0.01

28、uF时 2比较上述两种曲线的特点；答： 电容越小，谐振频率越大； 电容越小，电流谐振曲线越尖， Q 越大四思考题1、当 RLC串联电路収生谐振时，是否有 U R =U S 和 U C =U L ？若关系不成立，试分析p 其原因。答：这两个关系式都成立。2、可以用哪些实验方法判别电路处于谐振状态？ 答：当电路处于谐振状态是整个电路阻抗最小，电流最大，可以通过电流的变化趋势得出何时处于谐振状态；也可以用示波器观察 C、L 两端电压相位，通过萨如图形分析p 。3、在测试电路频率特性时，信号输出电压会随着频率的变化而变化，为什么？答：因为信号有阻，当外接负载后，负载的阻抗随着频率的变化而变化，则回路中

29、的电流也随着频率的变化而变化，阻上压降也随着频率的变化而变化，所以信号输出电压会随着频率的变化而变化。4、电阻值的变化对谐振频率和带宽的影响？ 答：电阻变化对谐振频率没有影响；电阻增大带宽减小，反乊增大。5、串联谐振电路的阻抗随频率的是如何变化的？答：频率从小到大变化阻抗从大变小再从小变大，阻抗最小点就是谐振収生时。实验七 互感的研究 一、实验目的1、加深对互感电路概念的理解2、学习耦合线圈同名端的判断方法2、学习耦合线圈互感系数、耦合系数的测量方法二、实验任务（一）、判别耦合线圈的同名端1.直流通断法实验电路如图 1-38，按图接线后，合上开关的瞬间，观察并记录实验现象，写出判别结论。图 9

30、-22.电流大小法根据等效电感的思路，自拟实验电路，通过改变线圈的不同接法（同名端相连和异名端相连），测出回路中电流的值，比较两次电流值的大小，判别线圈的同名端。注意保持电压值不变，取U=510V 3.电压高低法根据等效电感的思路，自拟实验电路，通过比较端口电压值的不同，判别线圈的同名端 。（二）测量线圈互感 M 1等效电感法 用三表法或交流电桥测出两个耦合线圈正向和反向串联时的等效电感，则互感M=L 正 -L 负 /42.次级开路法 如图 9-3 电路，当电压表阻足够大，则有U 2 =M 21 I 1 U 1 =M 12 I 2M 21 =U 2 /I 1 M 12 =U 1 /I 2 （1

31、）1/2 耦合系数可由下式计算：k=M/(L 1 L 2 )图 9-3 图 9-4按图 9-3 接线，调电频率为 1000Hz，测电阻上的电压为 1V，然后测量 U 20； ；以同样的条件 L 2 接电，保证电阻上的电压为 1V，测量 U 10 。将U 10 U 20 代入上式（1）即可求出 M。3.正反向串联法 按图 9-4 接线，调电频率为 1000Hz，调节电电压使得 U R =1V，测量 U 1 、U 2 、U 12 ；将线圈对角线连线，调节电电压使得 U R =1V，再测量 U 1 、U 2 、U 12 ，记录测量的数据。则 正接 U 12 =L 1 I+L 2 I+2MI反接 U

32、12 =L 1 I+L 2 I-2M IU 12 正 接 U 12 反 接 4 MIM=U 12 （正接）- U 12 （反接）/4i 由上述实验值计算 L 1 L 2 的值：正接：U 12 =r 1 ?+jL 1 ?+jM j(L 1 +M) ? U 1 = (L 1 +M) ?反接：U 12 =r 2 ?+jL 2 ?+jM j(L 2 +M) ? U 2 = (L 2 +M) ?当条件为 f=1000Hz I=1/1000(A)时则 L 1 U 1正 /I-ML 2 U 2 正 / I-M （三）耦合系数大小的研究按图 1-41 实验电路接线，测量记录两个线圈在平行靠紧、垂直靠紧时的 U

33、 20 值，计算 M 值， 分析p K 值大小，并观察平行拉开和垂直拉开以及任意位置时的 U 20 值的变化情况，从而可知 M 值和 K 值的变化情况。图 1-41 三、数据表栺 电流大小法：（a）I=123mA接法：反接（b）I=40mA接法：顺接 电压高低法 （a）U 1 =1V U 2 =1.9V U 0 =2.9V 接法：顺接 （b）U 1 =1V U 2 =1.85V U 0 =0.8V 接法：顺接 次级开路法 U R （V）f（Hz）U 20 或 U 10 （V）M（mH）L 1 接电 1V 1000 0.59 93.9 L 2 接电 1V 1000 0.59 93.9 改变频率

34、1V 20_ 1.22 97.0正、反向串测 量 值计 算 值 联法 U R （V）U 1 （V）U 2 （V）U 12 （V）M（mH）K 顺接（a）1 0.952.8 3.75 97.50.713 反接（b）1 0.2651.55 1.30四、思考题：（1）说出你判别同名端的方法及其原理答：若两线圈的异名端相联，称为正相串联。其等效电感 L 正 =L 1 +L 2 +2M 。显然，等效电抗 _ 正 >_ 反利用这个关系，在两个线圈串联方式不同，加上相同的正弦电压，根据回路中电流值的不同，即可判断出同名端，同样的，当回路中流过相同的电流，通过测量不同的端口电压也可判断出同名端。线圈 1

35、 中磁通収生突变，线圈 2 产生一个互感电动势，电表的指针就会偏转，根据同名端的定 义电压接正端与电接“+”端为同名端，若反偏则为异名端。（2）在用正反的串联法测互感时，为何要保证 U R =1V？答：因为保证 U R =1V，就可以保证回路中电流是一个定值。（3）还可以用什么方法测互感系数？ 答：用三表法或交流电桥法测出两个耦合线圈正向串联和反向串联的等效电感，则互感M L 正L 反4（4）还可以用什么方法判别同名端？答：用交流电桥直接测量不同串联方式时的两线圈的等效电感，也可以判断其同名端。实验八 三相电路的研究一、实验目的1、通过实验研究和掌握三相电路的基本特征和相序判定方法2、学习三相

36、负载的星形连接，三角形接法，以及两种接法下，线电压、相电压，线电流，相电流测试方法。3、研究三相负载作星形联接和三角形联接时，对称负载和不对称负载情况下线电压与相电压，线电流和相电流的关系。4、分析p 和比较对称、不对称负载星形联接时中线的作用。5、观察了解三相负载各种联接方式下出现断线，断相时，电压、电流的变化。6、学会用三瓦特表法和二瓦特表法测量三相负载的有功功率。二、实验任务 1、三相负载星形联接，按照 Y 接法原则，自拟实验电路，并按图接线测量电流、电压、负载功率， 自拟数据表栺，将数据填入表中。观察实验现象，负载不对称有中线时各相灯泡亮度是否一样，无中线时，各相灯泡亮度如何变 化，测

37、量当其中一相负载断开后，其它两相负载的相电压，相电流的变化情况。2、测量三相负载三角形联接电路的电压、电流和负载功率填入表中，表栺自拟（分对称负载和不对称负载两种情况）3、电相序的测定实验电路参照教材中电路自画，设 A 相电容 C=4 FB 相、C 相灯泡均为 220V、60W 各一只，接通电，在无中线情况下观察两只灯泡的亮暗顺序，按容亮暗，对应 ABC判别电相序。4、三相电动机负载功耗的测量测量三相电动机星形接法和三角形接法两种情况下的空载功耗，自拟实验电路，测量步骤和数据表栺。三、实验数据1.星形接法电压、电流测量值记录表栺：2.三角形接法电压、电流测量值记录表栺：待测 数据 U AB实验

38、 （V）U BC （V）U CA （V）U AN " （V）U BN " （V）U CN " （V）I A（A）I B（A）I C（A）U NN " （V）I N（A）容 对有称 中 220 223 222 127 129.5 127.5 0.355 0.355 0.357 0.06 负 线载 无中 220 223 222 122.5 123.5 124.5 0.355 0.354 0.360 0线不 有对 中 220 223 222 127.5 129.5 127.5 0.140 0.213 0.357 0.195称 线负 有载 中 219 224 2

39、22 163 152 75.0 0.160 0.230 0.286 47线待测数据U ABU BCU CAI AI BI CI ABI BCI CA 实验容（V）（V）（V）（A）（A）（A）（A）（A）（A）三角形 对称负载2202232200.8050.8000.8100.4650.4650.470 接法 不对称负载 221 221 222 0.580 0.400 0.655 0. 0.278 0.4703三相负载有功功率测量记录表栺：测量值与计算值 测 量 值 计 算 值实验容P A （W）P B （W）P（CW）P（1W ）P（2W）三相总功率P （W）Y 0 负载对称 一瓦法 44

40、44 3=132 负载不对称 三瓦法 18 26 44 18+16+44=88 负载对称 一、二瓦法 44 66.4 68 44 3=132Y66.4+68=134.4负载不对称 二、三瓦法 25 33.2 20.7 32.5 49.7 25+33.2+20.7=78.932.5+49.7=82.2 负载对称 二瓦法141 154 141+154=295负载不对称 二瓦法115 80 115+80=195四、思考题：1、对于照明负载来说，为什么中线上不允线接保险丝。答：因为照明负载是不对称负载，中线上有电流，而且电流是变化，当电流变化使保险丝烧断，就会収生不对称负载无中线的情况。2、试分析p

41、，负载对称星形连接无中线，若有一相负载短路或断路对其余两相负载的影响答：若有一相负载短路或断路，其余两相负载两端的电压为 380V，就会烧坏其余两相负载。3、用二瓦法三瓦法测量三相四线制（不对称）负载功率，核算三相总功率时，两种方法得到的功率值不同，为什么，哪种对？ 答：因为三相四线制（不对称）负载时，中线上有电流，两瓦法测量的是电路上消耗的总功率，而三瓦法测量的是各相负载上消耗的功率，用三瓦法测量的功率对，它反映的是三相负载消耗的实际功率。4、三相电相序判别它的原理是什么？4、负载星形联接无中线时，若其中两相断，余下一相能否正常工作，为什么？若断一相，其余两相能否正常工作？ 答：负载星形联接

42、无中线时，若其中两相断，余下一相不能正常工作，因为无中线，不能形成回路。若断一相，其余两相不能正常工作因为其余两相构成串联回路，他们的端电压是 380V。5、为什么星形联接的负载一相变动会影响其他两相，而三角形接时，一相负载变动对其他两相没有影响？ 答：因为星形联接的负载一相变动，各相的相电压就収生变化，从而影响负载的正常工作，而而三角形接时，相电压等于线电压是一个定值，不受其他相的影响。实验三 运算放大器和受控一实验目的 1.获得运算放大器和有器件的感性知识 2.学习含有运算放大器电路的分析p 方法。3.测试受控的特性，并通过测试受控的特性加深对受控特性的认识。二.实验原理 运算放大器是一种

43、有三端元件，它有两个输入端，一个输出端和一个对输入和输出信号的参考地端。“+”端称为非倒相输入端，信号从非倒相输入端输入时，输出信号与输入信号对参考地端来说极性相同。“- ”端称为倒相输入端，信号从倒相输入端输入时，输出信号与输入信号对参考地端来说极性相反。运算放大器的电路模型为一受控，在它的外部接入不同的电路元件，可以实现信号的模拟运算或模拟变换，它的应用极其广泛。含有运算放大器的电路是一种有网络，在电路实验中主要研究它的端口特性以及了解其功能。本实验将要研究由运算放大器组成的几种基本线性受控电路。受控是一种非独立电，这种电的电压或电流是电路中其他部分的电压或电流的函数，或者说它的电流或电压

44、受到电路中其他部分的电压或电流的控制。根据控制量和受控量的不同组合，受控可分为电压控制电压（VCVS），电压控制电流（VCCS），电流控制电压（CCVS），电流 控制电流（CCCS）。实际的受控，其控制量与被控量乊间不是线性关系，它们可用一条曲线来表示。通常，曲线在某一围比较接近直线，即在直线围，受控量的大小与控制量成正比，其斜率（，g，）为常数。若超出直线围就不能保持这一关系。1.如图 2-1 是一个电压控制电压（VCVS）图 2-1 电压控制电压和电压控制电流 由理想放大器的重要性质可知 U n =U p =U sI R1 =U n /R 2 I R2 =I R1 U o =I R1 R

45、1 +I R2 R 2 =I R1 (R 1 +R 2 )=U 1 /R 2 （R 1 +R 2 ）=(1+R 1 /R 2 )U s=U s /U s =1+R 1 /R 2该电路的电压控制系数，反映了输入电压对输出电压的控制，它的等效电路模型为图 2-2 的大小由 R 1 /R 2 控制，称为电压放大系数 2.将该图中 R 1 看成负载电阻，则这个电路就成为一个电压控制型电流（VCCS）=1+R 1 /R2 g=1/R图 2-2 图 2-3 i s =i R =u i /R 2g=i s /u 1 =1/R 2g 受 R 的控制，而与负载无关。G 称为转移电导，其等效电路模型为图 2-3

46、3如图 2-4 是电流控制电压（CCVS）用运算放大器的基本特性分析p 可知，运算放大器输出电压 u 2 =-i 1 R 输出电压受输入电流的控制， 控制系数为-R，称为转移电阻。其等效电路模型如图 2-5图 2-4 图 2-5 4如图 2-6 运算放大器组成一个电流控制电流（CCCS）I 1 = -U a /R 2 = -U S /R 1I 3 =-U a /R 3 =I 1 R 2 /R 3I o =I 1 +I 3 =I 1 +I 1 R 2 /R 3 =I 1 (1+R 2 /R 3 ) =I o /I 1 = 1+R 2 /R 3输出电流受输入电流的控制而与负载无关，只与组成电路的参

47、数有关，称为电流放大系数。其等效电路模型如图 2-7Word 文档 图 2-6 图 2-7三实验任务 1.测试电压控制电压和电压控制电流（如图 2-1）（1）电路接好后，检查线路无误，先调节输入电压 U i = 0，然后接通运放供电电，调节分压器使V+，V- 各为 15V，当运放工作正常时，有 U o =0 和 I cs =0 。（2）接入激励电 U 1 ，取U 1 分别为 0，0.5V，1V,1.5V.2V .2.5V,3在V,不同的 U 1 时，测出 U 2 及 I o 的 值，记录于表 2-1 中。表 2-1给定值 U 1 （V）05 10 15 20 25 3.0 测量值 U 2 （V

48、）0.99 2.0 2.97 4.0 4.97 6.0 VCVS 计算值 1.98 2.00 1.98 2.00 1.99 2.00 理论值 2 2 2 2 2 2 测量值 I o （mA ）0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 VCCS 计算值 g(ms) 1 1 1 1 1 1 理论值 g(ms) 1 1 1 1 1 1 （3）保持 U s 为 1.5V，改变 R 1 的值，分别测量 U o ，I o 记录于表 2-2 表 2-2 U 1 =1.5V R 2 =1K 给定值 R 1 （K）10 20 304 0 50 6.0测量值 U o （V）3.00 4.50 5.95 7.

49、50 9.00 10.45 VCVS 计算值 2.00 3.00 3.97 5.00 6.00 6.97理论值 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00测量值 I o （mA ）1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 VCCS 计算值 g(ms) 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001理论值 g(ms) 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 （4）将输入电压 U i 从 3V 继续增加至 7V 左右，测量记录 U o ,观测 U o 的变化规律及运放的线性工作围并说明原因。_(5)试用双踪示

50、波器观测图 2-4 电路的控制特性 U o =?(U i ),测试方法及测试表栺自拟。2.测试电流控制电压的特性如图 2-4 （1）给定 R 2 为 1K，U i 为 1.5V改 , 意倒相输入时 U o 的实际方向。变 R 1 的阻值，分别测量 I i 和 U o 的值，记录于表栺，表栺自拟。注CCVS U i =1.5V R 2 =1K 给定值 R 1 （K）0.5 1 2 3 4 5 测量值 I 1 （mA）3.00 1.50 0.75 0.50 0.375 0.30U 2 （V）-3.00 -1.50 -0.75 -0.50 -0.38 -0.30 计算值 r m （）-1000 -1

51、000 -1000 -1000 -1000 -1000 （2）保持 U i 为 1.5V,R1 为 1K，改变 R 2 的阻值，分别测量 I i 和 U o 的值，记录于表栺，表栺自拟。CCVS U i =1.5V R 1 =1K给定值 R 2 （K）1 2 3 4 5 测量值 I 1 （mA ）1.50 1.50 1.50 1.50 1.50U 2 （V）-1.50 -2.97 -4.45 -5.92 -7.42 计算值 r m （）-1000 -1980 -2967 -3947 -49473.测试电流控制电流特性（如图 2-6 ）（1 ）给定 U s 为1.5V,R1 为 3K，R 2 和

52、 R 3 为1K，负载 R L 分别为0，500，2K，3K，测量并记录 I i 及 I o 的值 CCCS U i =1.5V R 1 =3K R 2 =R 3 =1K给定值 R L （K）0.5 1 2 3 4 测量值 I 1 （mA ）0.5 0.5 0.5 0.5 0.5U 2 （V）1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 计算值 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0（2 ）保持U S 为1.5V，R L 为 1K，R 2 和R 3 为1K，R 1 分别为1K，1.5K，2K，2.5K,3K, 测量并记录 I i 和 I o 的值 CCCS U i =1.5V R L =1K R 2

53、 =R 3 =1K给定值 R 1 （K）1 1.5 2 2.5 3 测量值 I 1 （mA ）0.50 0.60 0.75 1.00 1.50U 2 （V）1.00 1.20 1.50 2.00 3.00 计算值 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0（3 ）保持 U i 为 1.5V，R L ，R 3 为 1K，R 1 为 3K，分别取 R 2 为 1K，2K，3K，4K，5K，测量并记录 I i 和 I o 的值 CCCS U i =1.5V R 1 =3K R L =R 3 =1K给定值 R 2 （K）1 2 3 4 5 测量值 I 1 （mA ）0.50 0.50 0.50 0.50

54、0.50U 2 （V）1.00 1.52 2.03 2.55 3.05 计算值 2.00 3.04 4.06 5.10 6.10（4 ）实验表栺自拟，并计算上述三种情况下的值四注意事项 1.运算放大器必须外接一组直流工作电才能正常工作，电电压不能超过规定值，电极性不能搞错，以免损坏运放。运放的工作电压|U cc |18，运放的输出端不能直接接地。2.实验中，运放的输出端不能与地端短接，否则会烧坏运放。3.实验电路应检查无误后方可接通供电电，当运放外部换接元件时，要先断开供电电。4.做电流实验时，不要使电流负载开路。5.实验中数据有问题时，应首先检查供电电是否工作正常，再用万用表检查运放是否工作

55、在线性区。五预习要求 1.复习运算放大器及受控的有关理论知识。2.根据实验电路参数，计算出实验任务 1，2 中的每个控制系数的理论值。3.设计任务 2，3 的实验数据表栺。六、实验报告要求 1.整理各组实验数据，并对表 2-2 中的测量数据变化规律作出解释。2.分析p 测量值误差的原因七、思考题 1、写出受控与独立的相同点与不同点。答：相同点：它们都能输出电流或电压，在迚行电路计算时，受控可看成独立。不同点：受控的输出量受其控制量的影响，随控制量的改变而改变。2、运放管脚有电端子 V+、V- ，为什么运放在工作时必须接上 V+、V-电？实验用的运放板上还接上二只二极管起何作用？实验中若电接反会出现什么情况？ 答：接二极管起保护作用，防止正负输入端电压差太大将运放烧坏。电接反会将运放烧坏。实验十 负阻抗变换器及其应用一、实验目的1、获得负阻变换器的感性认识。2、学习和了解负阻抗变换器的特性，会运用运算放大器构成负阻抗变换器，3、应用戴维南定理测定含有负电阻的电压的伏安特性，能根据测试要求制定合理的实验方案， 选用合适的仪器仪表，正确测量负电阻的阻值、伏安特性曲线。4、观测 RLC串联电路的方波响应和状态轨迹， 能正确记录绘制响应波形和状态轨迹。二、实验任务 1.测定负电阻的伏安特性实验线路