农机09实验指导书(5).pdf

实验一电位、电压的测定及电路电位图的绘制一．实验目的 1. 2. 二．原理说明在一个确定的闭合电路中，各点电位的高低视所选的电位参考点的不同而变，但任意两点间的电位差（即电压）则是绝对的，它不因参考点电位的变动而变动据此性质，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）作横坐标，将测量到的各点电位在该坐标平面中标出，并在电路中参考电位点可任意选定，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在作电位图或实验测量时必须正确区分电位和电压的高低，按照惯例，是以电流方向上的电压降为正，所以，在用电压表测量时，若仪表指针正向偏转，则说明电表正极的电位高于负极的电位 三．实验设备1．直流电压表0～202．直流毫安表3．恒压源（+6V ，+12V ，0～30V）4．EEL—01 组件（或EEL—16 四．实验内容实验线路如图1— 1图 1—1 1．分别将E1、E2两路直流稳压电源（E1为+6V、+12V 切换电源； E2为 0～+30V 可调电源）接入电路，令E1＝6V，E2＝12V2．以图 1—1 中的Ａ点作为电位的的参考点，分别测量B、C、D、E、F 各点的电位及相邻两点之间的电压 值 UAB、 UBC、 UCD、 UDE、 UEF及 UFA，数据列于表中。

3．以Ｄ点作为参考点，重复实验内容2 的步骤，测得数据列表1—1 五．实验注意事项1．实验线路板系多个实验通用，本次实验没有用到电流插头和插座2．测量电位时，用万用表的直流电压档或用数字直流电压表测量时，用负表棒（黑色）接参考电位点，用正表棒（红色）接被测各点，若指针正向偏转或显示正值，则表明该点电位为正（即高于参考点电位）；若指针反向偏转或显示负值，此时应调换万用表的表棒，然后读出数值，此时在电位值之前应加一负号（表明该点电位低于参考点电位）表 1—1 电 位参考点Φ与 U 内容ΦAΦBΦCΦDΦEΦFUABUBCUCDUDEUEFUFAA 计算值测量值E1 6V＋－E2 12V＋－A F E D C B I1 I3 I2 510Ω510Ω1kΩ330ΩR1 R2 R5 R4 R3 510Ω六．思考题若以F 点取为参考点，实验测得各点的电位值；现令E 点作为参考电位点，试问此时各点的电位值应有何变化？ 七．实验报告1234．心得体会及其他实验二一．实验目的12 二．原理说明基尔霍夫定律是电路的基本定律,测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律。

即对电路中的任一个节点而言,应有∑ I＝0；对任何一个闭合回路而言，应有∑U＝0三．实验设备1．直流电压表0～202．直流毫安表3．恒压源（+6V ，+12V ，0～30V）4．EEL— 01 组件（或EEL—16 组件） 四．实验内容实验线路如图2—1 相同图 2—1 1．实验前先任意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2．分别将E1、E2两路直流稳压源（E1为+6V ，+12V 切换电源， E2接 0～30V 可调直流稳压源）接入电路，令 E1＝6V，E2＝ 12V3．熟悉电源插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”两端45．用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记入数据表2—1 中表 2—1 待测量I1(mA) I2(mA) I3(mA) R1(V) R2(V) VAB(V) VCD(V) VAD(V) VDE(V) VFA(V) 相对误差D 计算值测量值相对误差－E1 12V＋E2 6V＋－A F E D C B I1 I3 I2 510Ω510Ω1kΩ330ΩR1 R2 R5 R4 R3 510Ω计算值测量值相对误差五．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23．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（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1．根据图2-1 的电路参数，计算出待测的电流I1、I2和 I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量2．实验中，若用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1．根据实验数据，选定实验电路中的任一个节点，验证KCL2．根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL 的正确性。

34．心得体会及其他实验三验证线性电路叠加原理的正确性，从而加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解 二．原理说明叠加原理指出：在有几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（即在电路其他各电阻元件上三．实验设备1．直流电压表23．恒压源（ 6V、12V、0～30V）4．EEL—01 组件（或EEL—16 组件） 四．实验内容实验线路如图3-1 所示图 3—1 1．E1为 +6V、+12V 切换电源，取E1=+12V ，E2为可调直流稳压电源调至+6V ；2．令 E1电源单独作用时（将开关K1投向 E1侧，开关K2投向短路侧） ，用直流电压表和毫安表（接电流插－E1 12V＋E2 6V＋－A F E D C B I1 I3 I2 510Ω510Ω1kΩ330ΩR1 R2 R5 R4 R3 510Ω头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表格3—13．令Ｅ２电源单独作用时（将开关K１投向短路侧，开关Ｋ２投向Ｅ２侧）4．令Ｅ１和Ｅ２共同作用时（开关Ｋ１和Ｋ２分别投向Ｅ１和Ｅ２5．将Ｅ２的数值调至＋12 表 3—1 测量项目实验内容E1 (V) E2 (V) I1(mA) I2(mA) I3(mA) UAB(V) UCD(V) UAD(V) UDE(V) UFA(V) E1单独作用E2单独作用E1, E2共同作用2 E2单独作用12．注意仪表量程的及时更换 六．预习思考题1．叠加原理中E1、E2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用的电源（E1或 E2）置零（短2 七．实验报告123．通过实验步骤6 及分析数据表格6-24．心得体会及其他实验四戴维南定理——有源二端网络等效参数的测定一．实验目的12．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．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）戴维南定理指出:任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，该电压源的电动势ES等于这个有源二端网络的开路电压UOC,其等效内阻RO等于该网络中所有独立源均置零(理想电压源视为短接，理想电流源视为开路 )时的等效电阻Req，ES和 RO2(1)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 ISＣRUIOOCSC(2)用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图4-1 所示。

根据外特性曲线求出斜率tgΦ，则内阻RtgUIUIOOCSC图 4—1 图 4—3 用伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值I 时的输出端电压值UN ，则内阻为RUUIOOCNN(3)如图 4-2 所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，负载电阻（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二(4)在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行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4-3 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1．直流电压表、电流表2．EEL—06 组件（或EEL—183．EEL—01 组件（或EEL—16 组件）4．恒压源5．恒流源 四．实验内容被测有源二端网络如图4-4(a)所示图 4-2 图 4-41．图 4-4(a)线路接入稳压源ES＝12V 和恒流源IS＝20mA 及可变电阻RL.先断开 RL测 UAB即 Uoc，再短接RL测 Isc，则 Ro＝UOC／Isc，填入下表表 4-1 Uoc(V) Isc(mA) Ro=Uoc/Isc 2按图 4-4(a)改变 RＬ阻值，测量有源二端网络的外特性。

表 4-2RL() 990 900 800 700 600 500 400 300 200 100 U(V) I(mA) 3．验证戴维南定理：用1kΩ（当可变电器用） ，将其阻值调整到等于按步骤“1”所得的等效电阻RΟ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，如图4-4(b)所示，仿照步骤“2”测其特性，对戴氏定理进行验证表 4-3RL() 990 900 800 700 600 500 400 300 200 100 U(V) I(mA) 4．测定有源二端网络等效电阻(又称入端电阻 )的其它方法：将被测有源网络内的所有独立源置零(将电流源IＳ去掉，也去掉电压源，并在原电压端所接的两点用一根短路导线相连)，然后用伏安法或者直接用万用表的欧姆档去测定负载RＬ开路后 A.,B 两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻Req 或称网络的入端电阻R1表 4-4 Req() 五．注意事项12．步骤“ 43．用万用表直接测Req 时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表，其次，欧姆档必须经调零后再4．改接线路时，要关掉电源 六．预习思考题1．在求戴维南等效电路时，作短路试验，测Isc 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4-4(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。

Uoc(V) Isc(mA) Ro=Uoc/Isc 2．说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点七．实验报告1．根据步骤2 和 3,分别绘出曲线 ,验证戴维南定理的正确性,并分析产生误差的原因2．根据步骤1、4、5 各种方法测得的Uoc 与 Req34．心得体会及其他实验五用三表测量电路等效参数一．实验目的12１．正弦交流激励下的元件值或阻抗值，可以用交流电压表、交流电流表及功率表，分别测量出元件两端的电压Ｕ，流过该元件的电流Ｉ和它所消耗的功率Ｐ，然后通过计算得到所求的各值，这种方法称为三表法，是用以测量５０ Hz阻抗值模ZUI2电路的功率因数cosPUI等效电阻RPIZ2cos等效电抗XZ sin或XXf LL2XXf CC12（１）在被测元件两端并联一只适量的试验电容，若串接在电路中电流表的读数增大，则被测阻抗为容性，电流减少则为感性图 5—1 并联电容测量法图 5—1(a)中，Ｚ为待测定的元件，Ｃ′为试验电容器b)图是 (a)的等效电路，图中Ｇ、Ｂ为待测阻抗Ｚ的电导和电纳，Ｂ′为并联电容Ｃ′①设Ｂ＋Ｂ′＝Ｂ″，若Ｂ′增大，Ｂ″②设Ｂ＋Ｂ′=Ｂ″，若Ｂ′增大，而Ｂ″先减小而后再增大，电流Ｉ也是先减小后上升，如图5—2 所示，则由上分析可见，当Ｂ为容性元件时，对并联电容Ｃ′值无特殊要求； 而当Ｂ为感性元件时，Ｂ′＜｜２Ｂ｜才有判定为感性的意义。

Ｂ′＞｜２Ｂ｜时，电流单调上升，与Ｂ为容性时相同，并不能说明电路是感性的因此Ｂ′＜｜２Ｂ｜是判断电路性质的可靠条件，由此得判定条件CB'2图 5—2 Ｉ—Ｂ关系曲线（２）与被测元件串联一个适当容量的试验电容，若被测阻抗的端电压下降，则判为容性，端压上升则为感12CX'式中Ｘ为被测阻抗的电抗值，Ｃ′判断待测元件的性质，除上述借助于。