電路原理實(shí)驗(yàn)思考題答案

1、實(shí)驗(yàn)一 電阻元件伏安特性的測(cè)繪1、設(shè)某器件伏安特性曲線的函數(shù)式為I=f（U），試問在逐點(diǎn)繪制曲線時(shí)，其坐標(biāo)變量應(yīng)如何放置？在平面內(nèi)繪制xOy直角坐標(biāo)系，以x軸為電壓U，y軸為電流I，觀察I和U的測(cè)量數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)類型合理地繪制伏安特性曲線。2、穩(wěn)壓二極管與普通二極管有何區(qū)別，其用途如何？普通二極管的主要特性是單向?qū)щ娦?，也就是在正向電壓的作用下，?dǎo)電電阻很??；而在反向電壓作用下導(dǎo)電電阻極大或無窮大。正因?yàn)槎O管具有上述特性，電路中常把它用在整流。穩(wěn)壓二極管的特點(diǎn)就是加反向電壓擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。穩(wěn)壓二極管用來穩(wěn)壓或在串聯(lián)電路中作基準(zhǔn)電壓。普通二極管和穩(wěn)壓二極管都是PN半導(dǎo)體器件，

2、所不同的是普通二極管用的是單向?qū)щ娦?，穩(wěn)壓二極管是利用了其反向特性，在電路中反向聯(lián)接。實(shí)驗(yàn)二 網(wǎng)絡(luò)的等效變換于電源的等效變換1、通常直流穩(wěn)壓電源的輸出端不允許短路，直流恒流源的輸出端不允許開路，為什么？如果電壓源短路，會(huì)把電源給燒壞，相當(dāng)于負(fù)載無限小，功率為無窮大。 如果電流源開路，相當(dāng)于負(fù)載無窮大，那么功率為無窮大，也會(huì)燒壞電流源。2、電壓源與電流源的外特性為什么呈下降趨勢(shì)，穩(wěn)壓源和恒流源的輸出在任何負(fù)載下是否保持恒值？因?yàn)殡妷涸从幸欢▋?nèi)阻，隨著負(fù)載的增大，內(nèi)阻的壓降也增大，因此外特性呈下降趨勢(shì) 。 電流源實(shí)際也有一個(gè)內(nèi)阻，是與理想恒流源并聯(lián)的，當(dāng)電壓增加時(shí)，同樣由于內(nèi)阻的存在，輸出的電流就

3、會(huì)減少，因此，電流源的外特性也呈下降的趨勢(shì)。 不是。當(dāng)負(fù)載大于穩(wěn)壓源對(duì)電壓穩(wěn)定能力時(shí)，就不能再保持電壓穩(wěn)定了，若負(fù)載進(jìn)一步增加，最終穩(wěn)壓源將燒壞。 實(shí)際的恒流源的控制能力一般都有一定的范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)恒流源的恒流性能較好，可以基本保持恒流，但超出恒流源的恒流范圍后，它同樣不具有恒流能力了，進(jìn)一步增加輸出的功率，恒流源也將損壞。實(shí)驗(yàn)三 疊加原理實(shí)驗(yàn)1、在疊加原理實(shí)驗(yàn)中，要令 、分別單獨(dú)作用，應(yīng)如何操作？可否直接將不作用的電源（或）置零連接？在疊加原理實(shí)驗(yàn)中，要令單獨(dú)作用，則將開關(guān)投向側(cè)，開關(guān)投向短路側(cè)；要令單獨(dú)作用，則將開關(guān)投向短路側(cè)，開關(guān)投向側(cè)。不能直接將不作用的電源置零連接，因?yàn)閷?shí)際電源有

4、一定的內(nèi)阻，如這樣做，電源內(nèi)阻會(huì)分去一部分電壓，從而造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。2、實(shí)驗(yàn)電路中，若有一個(gè)電阻器改為二極管，試問疊加原理的疊加性與齊次性還成立嗎？為什么？成立。當(dāng)電流沿著二極管的正向流過二極管時(shí)，疊加原理的疊加性與齊次性都成立，但當(dāng)反向流過二極管時(shí)，會(huì)由于二級(jí)管的單向?qū)щ娦远沟脽o法驗(yàn)證疊加原理的正確性，但這只是由于二極管的性質(zhì)造成的。實(shí)驗(yàn)四 戴維南定理和諾頓定理的驗(yàn)證 線性有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測(cè)定1、在求戴維南或諾頓等效電路時(shí)，做短路試驗(yàn)，測(cè)的條件是什么？在本實(shí)驗(yàn)中可否直接做負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)？測(cè)的條件是：插入毫安表，端接A、B端。在本實(shí)驗(yàn)中可直接做負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)，測(cè)出開路電壓

5、U與短路電流I，等效電阻。2、說明測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法，并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。（1）測(cè)開路電壓：零示法，優(yōu)點(diǎn)：可以消除電壓表內(nèi)阻的影響；缺點(diǎn)：操作上有難度，尤其是精確度的把握。直接用電壓表測(cè)量，優(yōu)點(diǎn)：方便簡單，一目了然；缺點(diǎn)：會(huì)造成較大的誤差。（2）測(cè)等效內(nèi)阻：直接用歐姆表測(cè)量，優(yōu)點(diǎn)：方便簡單，一目了然；缺點(diǎn)：會(huì)造成較大的誤差。開路電壓、短路電流法，優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量方法簡單，容易操作；缺點(diǎn)：當(dāng)二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很小時(shí)，容易損壞其內(nèi)部元件，因此不宜選用。伏安法，優(yōu)點(diǎn)：利用伏安特性曲線可以直觀地看出其電壓與電流的關(guān)系；缺點(diǎn)：需作圖，比較繁瑣。半電壓法，優(yōu)點(diǎn)：方法比較簡單；缺點(diǎn)：難于把握精確度

6、。實(shí)驗(yàn)五 典型電信號(hào)的觀察與測(cè)量1、示波器面板上“t/div”和“V/div”的含義是什么？“t/div”指的是掃描速率，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)該旋鈕，波形在X方向變大?！癡/div”指的是電壓靈敏度，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)該旋鈕，波形在Y方向變大。2、觀察本機(jī)“標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)”時(shí)，要在熒光屏上得到兩個(gè)周期的穩(wěn)定波形，而幅度要求為3格，試問Y軸電壓靈敏度應(yīng)置于哪一檔位置？“t/div”又應(yīng)置于哪一檔位置？“標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)”為0.6V，1KHz。則峰峰值Upp=0.6V,Upp/3=0.2V=200Mv，則Y軸電壓靈敏度應(yīng)置于1:200mV的位置。因要在熒光屏上得到兩個(gè)周期的穩(wěn)定波形，所以2T=2×1/f=2ms，假設(shè)兩

7、個(gè)周期共占據(jù)4格，則2ms/4=0.5ms=500s，即“t/div”應(yīng)置于500s的位置。實(shí)驗(yàn)六 一階動(dòng)態(tài)電路的研究1、什么樣的電信號(hào)可作為RC一階電路零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和完全響應(yīng)的激勵(lì)源？階躍信號(hào)可作為RC一階電路零輸入響應(yīng)激勵(lì)源；脈沖信號(hào)可作為RC一階電路零狀態(tài)響應(yīng)激勵(lì)源；正弦信號(hào)可作為RC一階電路完全響應(yīng)的激勵(lì)源，2、已知RC一階電路R=10K，C=0.1F，試計(jì)算時(shí)間常數(shù)，并根據(jù)值的物理意義，擬定測(cè)量的方案。測(cè)量的方案：如右圖所示電路，測(cè)出電阻R的值與電容C的值，再由公式=RC計(jì)算出時(shí)間常數(shù)。3、何謂積分電路和微分電路，他們必須具備什么條件？它們?cè)诜讲ㄐ蛄忻}沖的激勵(lì)下，其輸出信號(hào)

8、波形的變化規(guī)律如何？這兩種電路有何功用？積分電路：輸出電壓與輸入電壓的時(shí)間積分成正比的電路；應(yīng)具備的條件：。微分電路：輸出電壓與輸入電壓的變化率成正比的電路；應(yīng)具備的條件：。在方波序列脈沖的激勵(lì)下，積分電路的輸出信號(hào)波形在一定條件下成為三角波；而微分電路的輸出信號(hào)波形為尖脈沖波。功用：積分電路可把矩形波轉(zhuǎn)換成三角波；微分電路可把矩形波轉(zhuǎn)換成尖脈沖波。實(shí)驗(yàn)七 用三表法測(cè)量電路等效參數(shù)在50Hz的交流電路中，測(cè)得一只鐵心線圈的P、I和U，如何算得它的阻值及電感量？若測(cè)得一只鐵心線圈的P、I和U，則聯(lián)立以下公式：阻抗的模，電路的功率因數(shù)，等效電阻，等效電抗，可計(jì)算出阻值R和電感量L。實(shí)驗(yàn)八 正弦穩(wěn)態(tài)

9、交流電路相量的研究1、在日常生活中，當(dāng)日光燈上缺少了啟輝器時(shí)，人們常用一根導(dǎo)線將啟輝器的兩端短接一下，然后迅速斷開，使日光燈點(diǎn)亮；或用一只啟輝器去點(diǎn)亮多只同類型的日光燈，這是為什么？當(dāng)開關(guān)接通的時(shí)候，電源電壓立即通過鎮(zhèn)流器和燈管燈絲加到啟輝器的兩極。220伏的電壓立即使啟輝器的惰性氣體電離，產(chǎn)生輝光放電。輝光放電的熱量使雙金屬片受熱膨脹，兩極接觸。電流通過鎮(zhèn)流器、啟輝器觸極和兩端燈絲構(gòu)成通路。燈絲很快被電流加熱，發(fā)射出大量電子。這時(shí)，由于啟輝器兩極閉合，兩極間電壓為零，輝光放電消失，管內(nèi)溫度降低；雙金屬片自動(dòng)復(fù)位，兩極斷開。在兩極斷開的瞬間，電路電流突然切斷，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，與電源

10、電壓疊加后作用于管兩端。燈絲受熱時(shí)發(fā)射出來的大量電子，在燈管兩端高電壓作用下，以極大的速度由低電勢(shì)端向高電勢(shì)端運(yùn)動(dòng)。在加速運(yùn)動(dòng)的過程中，碰撞管內(nèi)氬氣分子，使之迅速電離。氬氣電離生熱，熱量使水銀產(chǎn)生蒸氣，隨之水銀蒸氣也被電離，并發(fā)出強(qiáng)烈的紫外線。在紫外線的激發(fā)下，管壁內(nèi)的熒光粉發(fā)出近乎白色的可見光。2、為了改變電路的功率因數(shù)常在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器此時(shí)增加了一條電流支路問電路的總電流增大還是減小，此時(shí)感性原件上的電流和功率是否改變？總電流減小；此時(shí)感性原件上的電流和功率不變。3、提高線路功率因數(shù)，為什么只采用并聯(lián)電容器法，而不用串聯(lián)法，所并的電容器是否越大越好？采用并聯(lián)電容補(bǔ)償，是由線路與負(fù)載的

11、連接方式?jīng)Q定的：在低壓線路上（1KV以下），因?yàn)橛秒娫O(shè)備大多數(shù)是電機(jī)類的，都是感性負(fù)載，又是并聯(lián)在線路上，線路需要補(bǔ)償?shù)氖歉行詿o功，所以要用電容器并聯(lián)補(bǔ)償。串聯(lián)無法補(bǔ)償。電容器是無功元件，如果補(bǔ)償過頭，造成過補(bǔ)償，線路中的容性無功功率過大，線路的功率因數(shù)一樣會(huì)降低。所以補(bǔ)償要恰到好處（適量），不是越大越好。1. 參閱課外資料，了解日光燈的啟輝原理。工作原理是：當(dāng)開關(guān)接通的時(shí)候，電源電壓立即通過鎮(zhèn)流器和燈管燈絲加到啟輝器的兩極。220伏的電壓立即使啟輝器的惰性氣體電離，產(chǎn)生輝光放電。輝光放電的熱量使雙金屬片受熱膨脹，兩極接觸。電流通過鎮(zhèn)流器、啟輝器觸極和兩端燈絲構(gòu)成通路。燈絲很快被電流

12、加熱，發(fā)射出大量電子。這時(shí)，由于啟輝器兩極閉合，兩極間電壓為零，輝光放電消失，管內(nèi)溫度降低；雙金屬片自動(dòng)復(fù)位，兩極斷開。在兩極斷開的瞬間，電路電流突然切斷，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，與電源電壓疊加后作用于管兩端。燈絲受熱時(shí)發(fā)射出來的大量電子，在燈管兩端高電壓作用下，以極大的速度由低電勢(shì)端向高電勢(shì)端運(yùn)動(dòng)。在加速運(yùn)動(dòng)的過程中，碰撞管內(nèi)氬氣分子，使之迅速電離。氬氣電離生熱，熱量使水銀產(chǎn)生蒸氣，隨之水銀蒸氣也被電離，并發(fā)出強(qiáng)烈的紫外線。在紫外線的激發(fā)下，管壁內(nèi)的熒光粉發(fā)出近乎白色的可見光。   3. 為了改善電路的功率因數(shù)，常在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器，此時(shí)增加了

13、一條電流支路，試問電路的總電流是增大還是減小，此時(shí)感性元上的電流和功率是否改變？ 感性元件上的電流和功率不變，因?yàn)閷?duì)感性負(fù)荷并聯(lián)電容器的目的就是減少原來供電回路上的工作電流，從而達(dá)到減少線損、減少對(duì)變壓器功率的占用、提高工作電壓的目的。并聯(lián)上電容器后，有一部分電流在感性負(fù)荷與電容器之間來回流動(dòng)，所以感性負(fù)荷上的電流沒有任何減小，它的功率也不受任何影響。電路的總電流有變化，在欠補(bǔ)償條件下是使電流減小的，在嚴(yán)重過補(bǔ)償時(shí)電流是增加的。負(fù)載的功率不會(huì)變化，只是總的輸入電流會(huì)降低。提高了電路的功率因數(shù)，用得比不并電容更少的電能。 4. 提高線路功率因數(shù)為什么只采用并聯(lián)電容器

14、法，而不用串聯(lián)法？并聯(lián)的電容器是否越大越好？ 在并聯(lián)電容之前，電感單獨(dú)于電源進(jìn)行能量交換，它所消耗的無功功率全部由電源供給。并聯(lián)電容后，電感與電容也進(jìn)行著能量交換，或者說電容“產(chǎn)生”的無功功率部分的補(bǔ)償了電感所“消耗”的無功功率。從而減少了電源提供的無功功率，這樣就提高了功率因數(shù)。而串聯(lián)電容會(huì)改變?nèi)展鉄舻墓ぷ麟妷嚎赡苁谷展鉄魺o法點(diǎn)亮電容器也是無功元件，如果補(bǔ)償過頭，造成過補(bǔ)償，線路中的容性無功功率過大，線路的功率因數(shù)一樣會(huì)降低。所以補(bǔ)償要恰到好處（適量），不越大越好。實(shí)驗(yàn)九 三相交流電路的研究1、試分析三相星形聯(lián)接不對(duì)稱負(fù)載在無中線的情況下，當(dāng)某相負(fù)載開路或短路時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么情況？如果接上中線