10電路實(shí)驗(yàn)課件

電路實(shí)驗(yàn)室歡迎你們細(xì)致預(yù)習(xí)，寫出預(yù)習(xí)報(bào)告，并自帶計(jì)算工具。未預(yù)習(xí)者不得參與試驗(yàn)。遲到超過五分鐘或試驗(yàn)未完成早退者均按曠課論處。進(jìn)入試驗(yàn)室，請換自帶的鞋套。留意保持衛(wèi)生，不要隨地吐痰，不要在試驗(yàn)室內(nèi)吃東西。聽從老師的指導(dǎo)，不得抄襲他人結(jié)果或代做試驗(yàn)。留意人身平安,疼惜試驗(yàn)設(shè)備。將試驗(yàn)數(shù)據(jù)填入預(yù)習(xí)報(bào)告表格中，經(jīng)老師批閱蓋章后方可離開。試驗(yàn)完成后,請整理好桌面,關(guān)閉電源,放好凳子。試驗(yàn)時(shí)間為2小時(shí)。缺試驗(yàn)者，取消考試資格。電路試驗(yàn)的要求預(yù)習(xí)報(bào)告要求預(yù)習(xí)報(bào)告設(shè)計(jì)人姓名和學(xué)號。試驗(yàn)名稱、試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)方法和線路元件及電源參數(shù)數(shù)據(jù)表格試驗(yàn)報(bào)告要求試驗(yàn)報(bào)告書寫人姓名和學(xué)號。請按規(guī)定格式書寫。（見教材7.4節(jié)，P123）1.試驗(yàn)?zāi)康?.原理及方法3.試驗(yàn)線路和元件參數(shù)4.運(yùn)用設(shè)備及編號（名稱、型號、儀表精確度等）5.數(shù)據(jù)、表格、曲線、計(jì)算等6.數(shù)據(jù)誤差處理7.探討、結(jié)論和體會(huì)下一次做試驗(yàn)時(shí)交上次的報(bào)告！1、每組至少交一份已蓋過章的預(yù)習(xí)報(bào)告和一份試驗(yàn)報(bào)告。2、預(yù)習(xí)報(bào)告和試驗(yàn)報(bào)告分別寫上作者姓名和學(xué)號。3、每個(gè)試驗(yàn)計(jì)總成果為4分。試驗(yàn)書目試驗(yàn)一直流電路的電壓、電流及電位的試驗(yàn)探討試驗(yàn)二直流疊加定律和戴維南定理探討試驗(yàn)五一階電路的暫態(tài)過程試驗(yàn)十一三相溝通電路的探討直流電路的電壓、電流及電位的試驗(yàn)探討電路試驗(yàn)一試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)步驟試驗(yàn)任務(wù)留意事項(xiàng)誤差分析參考線路難點(diǎn)與重點(diǎn)一試驗(yàn)?zāi)康?加深對基爾霍夫電壓、電流定律的理解。駕馭電流、電壓參考方向的意義和電位參考點(diǎn)的概念。熟悉直流電源和直流儀表的運(yùn)用方法。學(xué)習(xí)干脆測量中儀表的誤差分析方法。返回二試驗(yàn)任務(wù):任務(wù)1.KCL定律的探討.任務(wù)2.KVL定律的驗(yàn)證.任務(wù)3.等電位與電位的測量.

返回自擬一個(gè)含有兩個(gè)獨(dú)立電源和兩個(gè)網(wǎng)孔的電阻網(wǎng)絡(luò)，選定兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，依據(jù)所設(shè)的參考方向，用直流電流表測量其相關(guān)電流，驗(yàn)證KCL定律的正確性。將測量的指針表、數(shù)字表的電流值分別填入表格中，驗(yàn)證ΣI=0否？并對其進(jìn)行誤差分析。任務(wù)1.KCL定律的探討.2.KVL定律的驗(yàn)證:自擬一個(gè)含有兩個(gè)獨(dú)立電源和五個(gè)電阻（其中一個(gè)為電位器）串聯(lián)的電阻網(wǎng)絡(luò)，依據(jù)所設(shè)的參考方向，用直流電壓表測量選定回路的相關(guān)電壓，驗(yàn)證如下狀況的KVL定律的正確性。1）驗(yàn)證整個(gè)閉合回路的KVL定律2）驗(yàn)證假想回路的KVL定律3）將測量的指針表、數(shù)字表的電壓值分別填入表格中，驗(yàn)證ΣU=0否？并對其進(jìn)行誤差分析。3.等電位與電位的測量1）依據(jù)設(shè)計(jì)，選二點(diǎn)（a、g）為作為參考點(diǎn)，測量其它各點(diǎn)對參考點(diǎn)的電位（留意電位的極性）。表中電壓為計(jì)算值，如Uab=Фa–Фb.2）測量p、g間的電壓，調(diào)整電位器，使之達(dá)到等電位（Upg=0），視察、記錄導(dǎo)線連接該二點(diǎn)前后的回路電流I并與Upg≠0時(shí)的I比較，用數(shù)據(jù)說明等電位現(xiàn)象。返回參考點(diǎn)ФaФbФcФdФeФfФgФpUabUbcUcda0g0Upg

I(p、g間連導(dǎo)線)I

(p、g間不連導(dǎo)線)Upg=0Upg≠0四、參考電路（1）R1300ΩR21KΩ

R3R4200ΩR5300ΩE1E2I1I2I3I4I5++--abcdef100Ω

10V5VKVL定律的驗(yàn)證參考線路（2）閉合回路：abcdefga假想回路：cdefgc返回R1R2R3R4R5E2E1200Ω300Ω300Ω560Ω++--10V15VmA+--ab

c

d

e

f

g200ΩP五、留意事項(xiàng)：1.電壓源不得短路。電壓源的輸出電壓最好選擇在10V以下，留意它的正、負(fù)極性不要接錯(cuò)。2.直流電流表、電壓表運(yùn)用時(shí)，要留意其量程及極性。正確讀取數(shù)字表與指針表的讀數(shù)及極性，測量時(shí)，要留意實(shí)際方向與參考方向是否一樣。3.電源電壓也必需用電壓表測量。4.每個(gè)支路的最大電流≤20mA。返回六、誤差分析指針表的誤差分析：對某節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證KCL定律，測量其相關(guān)電流，其誤差分析為：計(jì)算儀表的每次最大允許誤差，求它們的和，若測量的ΣI<儀表的最大允許誤差,則試驗(yàn)正確。儀表的最大允許誤差=精確度的%×量程KVL定律的誤差分析與KCL定律的誤差分析同，只是將電流換為電壓。2.數(shù)字表的誤差分析：ΔX=±（a%測量值+b%滿偏值）其中:a=0.3,b=0.2返回

七.試驗(yàn)重點(diǎn)及難點(diǎn)：

1.弄清電壓、電流實(shí)際方向與參考方向的概念，正確確定測量值的正、負(fù)。

2.KVL定律在隨意回路中均成立。

3.正確理解電壓與電位的定義及關(guān)系。為什么電壓具有的確定性；電位具有的相對性？

4.如何理解等電位的概念。假如兩點(diǎn)等電位，該兩點(diǎn)間連導(dǎo)線和不連導(dǎo)線，是否對其相關(guān)電路造成影響？為什么？

5.測量值與測量儀表有沒有關(guān)系？應(yīng)當(dāng)怎么去選擇測量儀表？直流疊加定律和戴維南定理探討電路試驗(yàn)二試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)步驟試驗(yàn)任務(wù)誤差分析參考表格參考線路重點(diǎn)和難點(diǎn)試驗(yàn)?zāi)康?探討直流疊加定理和適用范圍。學(xué)會(huì)有源線性一端口網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效參數(shù)的方法。試驗(yàn)證明負(fù)載上獲得最大功率的條件。駕馭間接測量的誤差分析方法。

返回試驗(yàn)任務(wù):任務(wù)1.疊加定理探討。任務(wù)2.用試驗(yàn)的方法測量有源線性一端口網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效參數(shù)。任務(wù)3.依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)說明獲得負(fù)載上的最大功率的條件。任務(wù)4.戴維南定理的驗(yàn)證。返回試驗(yàn)步驟1.疊加定律的驗(yàn)證及適用性探討1）自行設(shè)計(jì)一個(gè)含有兩個(gè)電壓源、一個(gè)電流源的線性兩網(wǎng)孔網(wǎng)絡(luò)，分別測量在電壓源US1、US2和電流源IS單獨(dú)作用下各元件上的電壓和電流，以及在US1,US2,IS共同作用下各元件上的電壓，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)填入自擬表格，驗(yàn)證疊加定律的正確性，并進(jìn)行誤差分析。２)(選做)在原網(wǎng)絡(luò)上隨意將其中的一個(gè)電阻元件用二極管代替構(gòu)成非線性網(wǎng)絡(luò)，重復(fù)上述操作，驗(yàn)證此時(shí)疊加定律是否成立？2.用試驗(yàn)的方法測量有源線性一端口網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效參數(shù)自行設(shè)計(jì)一個(gè)至少含有兩個(gè)獨(dú)立電源、二個(gè)網(wǎng)孔的有源線性一端口網(wǎng)絡(luò)，列出相應(yīng)的表格。在其端口至少用二種不同的方法測量、計(jì)算戴維南等效參數(shù)，畫出外特性曲線。3.負(fù)載上最大功率的獲得仍用原網(wǎng)絡(luò)，變更端口負(fù)載電阻的值，測量記錄對應(yīng)的I、U值，找出負(fù)載上獲得最大功率時(shí)的電阻值，與理論值進(jìn)行比較。4.戴維南等效電路的驗(yàn)證用測量的戴維南等效參數(shù)組成串聯(lián)等效電路，在三種狀態(tài)下,測量其端口參數(shù)是否落在原網(wǎng)絡(luò)外特性曲線上。驗(yàn)證其等效性.返回IUUOCISCP1P2U1U2I1I2ReqUocmARLvNmAvRLABAB提示:依據(jù)公式負(fù)載取值不同可以有以下幾種方法：1.兩點(diǎn)法：任取二負(fù)載（留意兩負(fù)載值要相差遠(yuǎn)點(diǎn)）。2.開路、短路法：RL1=∞；RL2=0。3.半電壓法：當(dāng)UL=1/2UOC時(shí)，RL=Req。4.開路負(fù)載法：RL1=∞；RL2任取值。返回誤差分析：間接測量的誤差分析，一般接受對計(jì)算公式求偏導(dǎo)的方法進(jìn)行分析。如：用開路、短路法求Req的計(jì)算公式為：求偏導(dǎo)后得：式中△Um為電壓表的最大允許測量誤差。即:數(shù)字表:ΔUm=±（a%測量值+b%滿偏值）指針表:ΔUm=±(電壓表的量程×儀表的精確度%)△Im為電流表的最大允許測量誤差。即:數(shù)字表:ΔIm=±（a%測量值+b%滿偏值）指針表:ΔIm=±(電壓表的量程×儀表的精確度%)若測量的Req在Req的理論值的±△Req之間,則在誤差范圍之內(nèi).返回參考表格：電壓項(xiàng)目ＵＡＢＵＢＣＵＤＥＵＥＦＵＢＥＵＳ１單獨(dú)作用ＵＳ２單獨(dú)作用ＩＳ單獨(dú)作用三電源共同作用單獨(dú)作用之和誤差返回參考表格：

數(shù)據(jù)電阻Ω測量值計(jì)算值理論值Uoc（V）Isc（mA）Req=Uoc/IscRL1=∞RL2=0

數(shù)據(jù)電阻Ω測量值計(jì)算值理論值U（V）I（mA）RL1RL2RL（Ω）0∞測量值U（V）I（mA）P（W）

RL（Ω）

測量值0RL1RL2∞原網(wǎng)絡(luò)U（V）I（mA）戴維南等效網(wǎng)絡(luò)U（V）I（mA）留意事項(xiàng)：設(shè)計(jì)線路時(shí)，應(yīng)當(dāng)留意各元件、儀表的額定值，不得過載。疊加定律驗(yàn)證時(shí),至少測量3個(gè)點(diǎn);原網(wǎng)絡(luò)二網(wǎng)孔指不包括RL時(shí)的網(wǎng)孔.各支路電流不要超過20mA。實(shí)際運(yùn)用時(shí)，電壓源不得短路，電流源不得開路。各電源單獨(dú)作用時(shí)，電壓源應(yīng)從電路中脫離開，用導(dǎo)線在電路中短路。電流源也應(yīng)關(guān)閉并從電路中脫離開，電路中開路。測量最大功率時(shí)用原網(wǎng)絡(luò)。留意等效電路的電源值和電阻值的選擇。用兩種不同的方法計(jì)算等效電阻的值。作原網(wǎng)絡(luò)和等效網(wǎng)絡(luò)的伏安特性曲線。說明其等效性。作RL-P曲線時(shí)，在Req旁邊多做幾點(diǎn)。

重點(diǎn)與難點(diǎn)：

1.設(shè)計(jì)電路時(shí)不能有電源倒灌的現(xiàn)象發(fā)生，即電源只能

流出，不能流入。（在試驗(yàn)中，電源共同作用時(shí)，

要留意電源的指示值。）

2.電源置零，理論上與實(shí)際中是有悖的。

理論：電壓源短路；實(shí)際：電壓源不得短路；

理論：電流源開路；實(shí)際：電流源不得開路；

3.實(shí)際網(wǎng)絡(luò)與等效網(wǎng)絡(luò)是否相等？參考線路：

疊加定律：三電源共同作用電路3KΩ1KΩ1KΩ3KΩ2KΩ3mA電源單獨(dú)作用：

3KΩ1KΩ1KΩ2KΩ3KΩ3mA3KΩ3KΩ2KΩ1KΩ1KΩ3KΩ3KΩ2KΩ1KΩ1KΩ一階電路的暫態(tài)過程電路試驗(yàn)五試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)步驟試驗(yàn)任務(wù)參考表格參考線路試驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)用一般電工儀表測定單次激勵(lì)過程中一階RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)、零輸入響應(yīng)的方法。2.學(xué)會(huì)從響應(yīng)曲線中求取時(shí)間常數(shù)τ。用示波器視察一階電路在周期方波作用下響應(yīng)的波形。4.駕馭示波器的運(yùn)用方法。返回試驗(yàn)內(nèi)容：1.測定RC一階電路在單次過程中的零狀態(tài)響應(yīng)。測定RC一階電路在單次過程中的零輸入響應(yīng)。視察RL一階電路在周期方波作用下的響應(yīng)。返回試驗(yàn)步驟：1.測定RC一階電路在單次過程中的零狀態(tài)響應(yīng)零狀態(tài)響應(yīng)：是指動(dòng)態(tài)元件的初始儲(chǔ)能為零，僅由外施激勵(lì)引起的響應(yīng)。設(shè)計(jì)一個(gè)RC一階電路，測定它的零狀態(tài)響應(yīng)。條件τ足夠大（>30秒）。用一般的電工儀表逐點(diǎn)(時(shí)間)測量電路在換路后各時(shí)刻的電流、電壓值。1）測定并描繪零狀態(tài)響應(yīng)的ic=f(t)曲線在t=0換路時(shí),用計(jì)時(shí)器起先計(jì)時(shí),每隔確定的時(shí)間間隔(間隔時(shí)間自定),讀記電流表的值,并依據(jù)時(shí)間t和電流I的值,逐點(diǎn)描繪出ic=f(t)曲線。２)測定并描繪零狀態(tài)響應(yīng)的Uc=f(t)曲線

在t=0換路時(shí),用計(jì)時(shí)器起先計(jì)時(shí),每隔確定的時(shí)間間隔(間隔時(shí)間自定),讀記電壓表的值,并依據(jù)時(shí)間t和電壓U的值,逐點(diǎn)描繪出Uc=f(t)曲線。3）從零狀態(tài)響應(yīng)的ic=f(t)曲線中求時(shí)間常數(shù)τ

要求

:用二種以上的方法求時(shí)間常數(shù)τ。

方法：t0.368i00ii1i2t1t2τP(t1,i1)Q(t2,i2)DEFα方法1：P、Q二點(diǎn)均滿足：所以方法2：方法3：2.測定RC一階電路的零輸入響應(yīng)零輸入響應(yīng)：指外施激勵(lì)為零，僅由動(dòng)態(tài)元件的初始儲(chǔ)能引起的響應(yīng)。設(shè)計(jì)一個(gè)RC一階電路，測定它的零輸入響應(yīng)。條件τ足夠大（>30秒）。用一般的電工儀表逐點(diǎn)(時(shí)間)測量電路在換路后各時(shí)刻的電流、電壓值。1)測定并描繪零輸入響應(yīng)的ic=f(t)曲線；在t=0換路時(shí),用計(jì)時(shí)器起先計(jì)時(shí),每隔確定的時(shí)間間隔(間隔時(shí)間自定),讀記電流表的值,并依據(jù)時(shí)間t和電流I的值,逐點(diǎn)描繪出ic=f(t)曲線.２)測定并描繪零輸入響應(yīng)的Uc=f(t)曲線；

在t=0換路時(shí),用計(jì)時(shí)器起先計(jì)時(shí),每隔確定的時(shí)間間隔(間隔時(shí)間自定),讀記電壓表的值,并依據(jù)時(shí)間t和電壓U的值,逐點(diǎn)描繪出Uc=f(t)曲線.3.視察RL一階電路在周期方波作用下的響應(yīng)1）自擬RL串聯(lián)電路,要求：L=100mH,R在幾百歐姆左右。2）用示波器視察響應(yīng)。3）變更R或L參數(shù)后視察波形的變更,了解時(shí)間常數(shù)τ對波形的影響。4)定性描繪出各響應(yīng)的波形.留意：電源用函數(shù)電源的周期方波，方波輸出：Up-p=4V左右，f=1000Hz左右。返回mA++USRCick+USCickRv

一階電路零狀態(tài)響應(yīng)參考線路：測量ic=f(t)測量Uc=f(t)留意：電容C的極性不行接錯(cuò)！

++US+mAVRCKiciR一階電路零輸入響應(yīng)參考線路：留意：電流IR與IC的方向。換路時(shí)應(yīng)將電路與電源斷開.函數(shù)電源方波Vpp=4vf=1KHzRrLURULr用示波器測量時(shí)，請留意探頭共地問題！返回參考表格（τ=30S）t（s）0510152025304050607590120Ic（mA）UC（V）返回留意記錄0.368I0所對應(yīng)的時(shí)間.TDS1000B數(shù)字存儲(chǔ)示波器開關(guān)按鈕（在上方）USB閃存驅(qū)動(dòng)器接口內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)方波信號測量探頭CH1測量探頭CH2保存/調(diào)用測量采集幫助多用途旋鈕選項(xiàng)按鈕顯示默認(rèn)設(shè)置自動(dòng)設(shè)置自動(dòng)量程留意事項(xiàng):留意電源的選擇.函數(shù)電源運(yùn)用功率輸出的方波.示波器測量方波時(shí),必需空載.示波器的黑色探頭內(nèi)部與地相連,測量時(shí)必需留意元件的位置.電路試驗(yàn)十一三相溝通電路的探討試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)線路試驗(yàn)內(nèi)容及步驟留意事項(xiàng)參考表格試驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)鞏固三相溝通電路方面的有關(guān)學(xué)問。探討負(fù)載Y/Δ型聯(lián)接時(shí)，相電壓、線電壓，相電流、線電流之間的關(guān)系。了解Y型聯(lián)接時(shí)，中線的作用。返回試驗(yàn)內(nèi)容及步驟:1.負(fù)載的Y型連接:1）在負(fù)載對稱狀況下，分別測量有、無中線時(shí)的相、線電壓和相、線電流。并分析它們之間的關(guān)系。2）在負(fù)載三相均不對稱狀況下，分別測量有、無中線時(shí)的相、線電壓和相、線電流，中線電壓、電流。說明中線的作用。2.相序的推斷：設(shè)計(jì)一個(gè)用白熾燈與電容組成的相序推斷電路，從各相的相電壓或燈泡的明、暗推斷出試驗(yàn)平臺(tái)三相電源的正確相序。3.負(fù)載的Δ型連接:1）在負(fù)載對稱狀況下，分別測量三相的相、線電壓和相、線電流。并分析它們之間的關(guān)系。2）在負(fù)載三相均不對稱狀況下，分別測量三相的的相、線電壓和相、線電流。返回試驗(yàn)線路：負(fù)載狀況：要求三相均不對稱（自定）如：Y型聯(lián)接