实验一电位、电压的测定、基尔霍夫定律的验证 一、实验目的 加深电路中电位的相对性、电压的绝对性的理解。牢记基尔在夫定律是电路的基本定律， 应能分别满足基尔歪夫电流定律(KCL)和电压定律(KVL),即对电路中的任一个节点而 言，应有ΣI=0:对任何一个闭合回路而言，应有ΣU=0。 二、预习要点 1.实验需用仪器仪表 2.电位、电压的测定方法，基尔霍夫定律的哈证方法 三、实验所用仪表和仪器 序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 有流可调稳压中面 0-30V 二路 2 力用表 1 自备 3 直流数宁电压表 0-200V 4 直流数宁毫安表 0-200mA 1 4 电位、电压测定实验电路板 1 DGJ-03 四、实验内容 1.测定电位、电压的值 利用DG-03实验挂箱上的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路，按图1-1接线。 FI R: 0 D 一电海插到 510R R. 510 330 电灌噻 图1- ()分别将两路直流稳压电源接入电路，令U1=6V,U=12V。(先调准输出电压值 再接入实验线路中。) (2)以图1-】中的A点作为电位的参考点，分别测最B、C、D、E、F各点的电位值中及 相邻两点之间的电压值UAB、UBc、UcD,UE、UEr及UA,数据列于表中。 (3)以D点作为参考点，市复实验内容2的测量，测得数据列于表中。 1
电位 与U 中A中B中c中D中E中FUAR UBc UCD UDE UEF UFA 参考点 计算值 测量值 相对误差 计算值 D 测量值 相对误差 2.验证基尔霍夫定律： (1)实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。图1-1中的11、2,1的 方向已设定。三个闭合回路的电流方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF (2)分别将两路直流稳压源接入电路，令U1=6V,U,=12V. (仔)熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接全数字毫安表的“十、一”两端 (4将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值 (⑤)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，记录之。 被测量 【m)mA) L(mA)U(V)U:(V)UA(V)UN(V)UA/V))Ure(V) 计算值 测量值 树误差 五、实验报告 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，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。 3误差原因分析 4.回答以下问题 若以F点为参考电位点，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？总结电位相对性和电压绝对性的结论。 5.心得体会及其他
实验二叠加原理、戴维南定理和诺顿定理 一、实验目的 1,验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解 2.验证戴维南定理和诺顿定理的币确性，加深对该定理的理解 3掌握测量有源二端树铭等效参数的一般方法。 二、预习要点 1,什么情况下可用叠加原理，如何应用： 2.有源二端树络等效参数如何测量，并作相关的计算 三、实验所用仪表和仪器 【.叠加原理实验 序号 名 称 型号与规格 数量 备注 1直流稳压电湖 0-30V可调 二路 方用表 1 自备 3直流数宁电压表 0-200V 4直流数字毫安表 0-200mV 5迭加原理实验电路板 1 DGJ-03 2.戴维南定理和诺顿定理实验 序号 名称 型号与规格 数最 备注 可调直流稳压电源 0-30V 1 可调直流恒流源 0-500mmA 1 3 直流数宁电压表 0~200V 1 4 直流数宁毫安表 0200mA 1 5 方用表 1 自备 6 可调电阻箱 0~99999.92 1 DG-05 7 电位器 1K/2W 1 DG-05 8 戴维南定理实验电路板 DGJ-05 四、实验内容 1,叠加原理 利用实验线路图2-1验证叠加原理的正确性 3
0 图2-1 (1)将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V,接入U,和U处。 (2)令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K:投向短路侧）。用直流数字电 压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表2-1。 表2-1 U U 验内穷 (mA)(mA)(mA)(V)(V)(V) M 心，单独作用 心，单独作用 UU同用 2儿单独佣 (3)令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤 2的测量和记录，数据记入表21. (4)令U,和U,共同作用（开关K1和K,分别投向U,和U2侧）， 重复上述的测量和 记录，数据记入表21： （5)将、的数值调个+12V,重复上术第3的刘量并记这，凝据门入表2.1 ◆(6)将R(3302)换成二极管1N4007(即将开关K:投向二极管N4007侧)，重复 1一5的测量过程，数据记入表2-2. (7)任意按下某个故障设置按键，玉复实验内容4的测量和记，再根据测量结果判 断出故障的性质， 表2.2 测量项目 U 生验内容 M (mA) (mA)(V)(V) U,单独作用 U,单独作用 U共同用 2U单用
2,戴维南定理和诺顿定理验证 实验线路如图2-2所示，被测有源二端树络如图2-2(a)。 3309 5102 R3 雄南 效电的 5102 (a) 图2-2 用DGJ-03挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路 (1)用开路电压、短路电流法测定戴维南等效 Ro=Uoc/Ise 电路的Uoc、Rg和诺顿等效电路的Isc、Ra。按 图2-2(a)接入稳压电源Us-12V和恒流源【s-10mA (mA) 不接入RL。测出Uoc和IsC,并计算出R。(测U 时，不接入mA表。) (2)负栽实验 按图2-2a)接入R 改变R阻值，测量有源 端网路的外特性曲线 0(v) I(mA) (3)哈证战维南定理，从由阳箱上取得按北骤“1”所得的纯效电阳R。之值，然后今出 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2-2b)所示， 仿照步骤“2”测其外特性，对藏氏定理进行险证。 (v) I (mA) (4)验证诺顺定理：从电阻箱上取得按步骤“1”所有的等激电阻R之值，然后令 与直流恒流源（调到步骤“1”时所测得的短路电流1sc之值）相并联，图2-3所示，仿照 步骤“2”测其外待性，对诺顿定理进行验证 U(v) I (mA) (S)有源二端恻铭等效电阻（又称入端电阻）的直接测量法。见图2-2(a)。将被测有 源树络内的所有独立源置零（去掉电流源s和电压源Us,并在原电压源所接的两点用一根 短路导线相连)，然后用伏安法或者直接用力用表的欧姆档士测定负载R.开路时A、B两点 5
间的电阻，此即为被测网络的等效内阻R,或称网络的入端电阻R: (6)用半电压法和零示法测量被测树铭的等效内阻Ro及其开路电压Ux。线路及数据 表格自拟。 图2-3 五、实验注意事项 1.测量时应注意电流表量程的史换 2.步骤“5)”中，电压源置零时不可将稳压源短接。 3.用力表直接测R。时，树路内的独立源必须先置零，以兔损坏力用表。其次，欧 姆档必须经调零后再进行测量 4.用零示法测量Uc时，应先将稳压电源的输出调全接近于Uc,再按图2-2测量。 5.改接线路时，要关掉电源。 六、实验报告 1.根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠 加性与齐次性。 2.各电阻器所消耗的功率能杏用叠加原理计算得出？试用上述实验数据，进行计算并 作结论 3.通过戴维南定理和诺顿定理实验步骤6及分析表格6-2的数据，你能得出什么样的 结论？ 4.根据步骤2、3、4，分别绘出曲线，验证藏维南定理和诺顿定理的正确性，并分析 产生误差的原因。 5.根据步骤1、5、6的儿种方法测得的Uoc与R与预习时电路计算的结果作比较，你 能得出什么结论. 6.回答以下问题 (1)在叠加原理实验中，要令U、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用 的电源(U,或U)短接置零？ (2)实验电路中，若 一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的选加性与齐次性还 成立吗？为什么？ (3)在求戴维南或苦顿等效电路时，作短路试验，测[s。的条件是什么？在本实验中可 杏直接作负载短路实验？请实验前对线路2-2)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。 (4)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
实验三R、L、C元件阻抗特性的测定 一、实验目的 L.验证电阻、感抗、容抗与频率的关系，测定R一fX~f及Xe一f待性曲线。 2.加深理解R、L、C元件端电压与电流间的相位关系。 二、预习要点 1.如何判断一个负找阻抗是感性还是容性： 2.双踪示波器1何使用。 三、 实验所用仪表和仪器 字号 名称 型号与规格 数量备注 1 函数信号发生器 2 交流毫伏表 0-600V 3 双踪示波器 自备 频率计 5实验线路元件 R=IKQ,r=519,C=luF,L 10mH 1 DG1-05 四、实验内容 1.R、L、C元件的阳抗频率特性测量电路图3-1所示 通过电缆线将函数信号发生器输出的正弦信号接全如图31的电路，作为微励源山，并 用交流毫伏表测量，使微励电压的有效值为U=3V,并保持不变。 使信号源的输出频率从20OH遂渐增至5KHz(用频率计测量)，并使开关S分别接通 R,L、C三个元件，用交流毫伏表测量U,并计算各频率点时的R和c(即Ur/T)以 收R=U/IR、X=U/Iu及X=U/Ic之值。 图中的r是提供量回路中流用的标准小由阻，山于下的阻值远小于被元件的阻抗值 因此可以认为AB之间的电压就是被测元件R、L或C两端的电压，流过被测元件的电流 则可山r两端的电压除以r所得。 2.用双踪示波器观察在不同频率下各元件阻抗角的变化情况，按图3-2记求n和m,算 出p L<C- 图3-1 图3-2 用双踪示波器同时观察：与被测元件两端的电压，亦就展现出被测元件两端的电压和 流过该元件电流的波形，从而可在荧光屏上测出电压与电流的幅值及它们之间的相位差
五、实验注意事项 1.在接通C测试时，信号源的频率应控制在200一2500Hz之间， 2.交流毫伏表属于高阴抗巾表测量前必须先调零。 3.测p时，示波器的"Vdiv和"vdiv的微调旋钮应旋置“校准位置” 测量R、L、C各个元件的阻抗角时，为什么要与它们串联一个小电阻？可杏用一个小 电感或大电容代替？为什么？ 4.元件的阻抗角（即相位差φ）随输入信号的频率变化而改变，将各个不同频率下的 相位差世在以频率￡为横坐标、阻抗角φ为纵座标的座标纸上，并用光滑的曲线连接这些点， 即得到阻抗角的频率特性曲线 5.用双踪示波器测量阻抗角的方法如图3-2所示。从荧光屏上数得一个周期占格， 相位差占m格，则实际的相位差p(阻抗角)为 p=m×3600 (度)。 六、实验报告 1.根据实验数据，在方格纸上绘制R、L、C三个元件的阻抗颜率特性曲线，从中可得 出什么结论？ 2.根据实验数据在方格纸上绘制R、L、C三个元件串联的阻抗角率特性曲线，并 总结、归纳出结论。心得体会及其他
实验四正弦稳态交流电路相量的研究 一、实验目的 1.研究正弦稳念交流电路中电压、电流相量之间的关系 二、预习要点 1.参阅课外资料，了解山光灯的启辉原理： 2.改善电路功率因数的方法。 三、实验所用仪表和仪器 序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 交流电压表 0-500V 1 2 交流电流表 0-5A 3 功率表 1 (DGJ-07) 4 自楊调压器 1 5 镇流举、启辉器 与40W灯管配用各1 DGJ-04 6 山光灯灯管 40W 1 屏内 7 电容器 1uF,2.2F4.7μF/500V各1 DGJ-05 8 白炽灯及灯座 220V,15W 1-3 DG1-04 9 电流插座 3DGJ-04 四、实验内容 1.山光灯线路接线与测量。 uA:A 图4-1 口光灯线路图41所示，图中A是口光灯管，L是镇流器，S是启辉器。按图41 接线。经指导教师检查后接通实验台电源，调节自耦调压器的输出，使其榆出电压缓慢增大， 直到山光灯刚启辉点亮为止，记下三表的指示值。然后将电压调全220V,测量功率卫，电 流I,电压U,U,U等值，验证电压、电流相量关系
测量数值 计算值 P(W)Cosp I(A)U(V)UL(V)UA(V)r(2)Cosip 启辉值 正常工作值 2.并联电容器电路 电路功率因数的改善。按图4-2组成实验线路。 经指导老师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器的输出调至220V,记录功率表、 电压表读数。通过一只电流表和三个电流插座分别测得条支路的电流，改变电容值，进行 二次重复测量。数据记入下页表中。 A L 20 图4-2 电容值 测量数值 计算值 (pF) P(W)COSp U(V)I (A)IL(A)Ic(A) I'(A)Coscp 0 、1 2.2 4.7 五、实验注意事项 1,本实验用交流市电220V,务必注意用电和人身安全 2.功率表要正确接入电路。 3.线路接线下确，川光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触是杏良好。 六、实验报告 1.完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。 2.根据实验数据，分别绘出电压、电流相量图，验证相量形式的基尔霍夫定律。 3.讨论改善电路功率因数的意义和方法。 4.间题回答与过论： (1)在山常生活中，当山光灯上缺少了启辉器时，人们常用一根导线将启辉器的两端 短接一下，然后迅速断开，使山光灯点亮(DG-04实验挂箱上有短接按钮，可用它代替启