实验六 VCCS CCVS的研究_百度文库
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实验六 VCCS CCVS的研究
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电工实验报告答案
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【电工实验报告答案】实验 1 常用电子仪器的使用 七、实验报告及思考题 1．如何正确使用双踪示波器、函数发生器等仪器,用示波器读取 被测信号电压值、周期（频率）的方法。答：要正确使用示波器、函数发生器等仪器，必须要弄清楚这些仪器 面板上的每个旋钮及按键的功能，按照正确的操作步骤进行操作． 用示波器读取电压时，先要根据示波器的灵敏度，知道屏幕上 Y 轴方 向每一格所代表的电压值，再数出波形在 Y 轴上所占的总格数 h，按 公式 计算出电压的有效值。用示波器读取被测信号的周期及频率时，先要根据示波器的扫描速 率，知道屏幕上 X 轴方向每一格所代表的时间，再数出波形在 X 轴上 一个周期所占的格数 d，按公式 T= d ×ms/cm， ，计算相应的周期 和频率。2.欲测量信号波形上任意两点间的电压应如何测量？ 答：先根据示波器的灵敏度，知道屏幕上 Y 轴方向每一格所代表的电 压值，再数出任意两点间在垂直方向所占的格数，两者相乘即得所测 电压。3.被测信号参数与实验仪器技术指标之间有什么关系， 如何根据实验 要求选择仪器？ 答：被测信号参数应在所用仪器规定的指标范围内，应按照所测参量 选择相应的仪器。如示波器、函数发生器、直流或交流稳压电源、万 用表、电压表、电流表等。4.用示波器观察某信号波形时，要达到以下要求，应调节哪些旋纽？ ①波形清晰；②波形稳定；③改变所显示波形的周期数；④改变所显 示波形的幅值。答：①通过调节聚焦旋钮可使波形更清晰。②通过配合调节电平、释抑旋钮可使波形稳定。③调节扫描速度旋钮。④调节灵敏度旋钮。实验 2 基尔霍夫定律和叠加原理的验证 七、实验报告要求及思考题 1．说明基尔霍夫定律和叠加原理的正确性。计算相对误差，并分析 误差原因。答：根据实验数据可得出结论：基尔霍夫定律和叠加原理是完全正确 的。实验中所得的误差的原因可能有以下几点（1）实验所使用的电压表虽内阻很大，但不可能达到无穷大，电流 表虽内阻很小，但不可能为零，所以会产生一定的误差。（2）读数时的视差。（3）实验中所使用的元器件的标称值和实际值的误差。（4）仪器本身的误差。（5）系统误差。2．使用万用表测量电阻、直流电压、直流电流时，应注意些什么问 题？ 答：用万用表测电阻时，应将电阻与电路独立，选用合适的量程，并 进行调零，若不能调零，则说明电池不足，需更换足量的电池。用万用表测直流电压时，万用表应并联在所测电压两端，并注意量程 的选择以及所测电压的极性，若出现指针反偏时，应对调表笔，此时 所测量的值应该为负。用万用表测直流电流时，万用表应串联在所测支路当中，一定要注意 电流的极性，若出现指针反偏时，应对调表笔，此时所测量的值应该 为负。3．实验时，如果电源（信号源）内阻不能忽略，应如何进行？ 答：实验时，若不忽略内阻，应该将电源接到电路当中再调所需要的 值。实验 3 戴维宁定理的研究 七、实验报告要求及思考题 1．说明戴维宁定理的正确性。计算表 3.1 的相对误差，并分析误差 原因。答：根据实验数据可得出结论：戴维宁定理是完全正确的。实验中所得的误差的原因可能有以下几点（1）实验所使用的电压表虽内阻很大，但不可能达到无穷大，电流 表虽内阻很小，但不可能为零，所以会产生一定的误差。（2）读数时的视差。（3）实验中所使用的元器件的标称值和实际值的误差。（4）仪器本身的误差。（5）系统误差。2. 对有源二端网络内阻 Ro 的测量是否还有其它方法，若有说明其 中一种方法。答：有，可以在断开电源的情况下直接用万用表测量有源二端网络的 内阻 Ro 3．电压表、电流表的内阻分别是越大越好还是越小越好，为什么？ 答：电压表的内阻越大越好，以减小其上的电流，以保证 a、b 两端 电压测量的准确性。电流表的内阻越小越好，以减小其上的电压，以保证 a、b 支路电流 测量的准确性。实验 4 RLC 串联交流电路的研究 七、实验报告要求及思考题 1．列表整理实验数据，通过实验总结串联交流电路的特点。答：当 XL &XC 时，电路呈电容性，此时电容上的电压大于电感上的 电压，且电流超前电压。当 XL&XC 时，电路呈电感性，此时电感上的电压大于电容上的电压， 且电压超前电流。当 XL＝XC 时，电路发生串联谐振，电路呈电阻性，此时电感上的电 压与电容上的电压近似相等，且大于输入电压。电路中的电流最大， 电压与电流同相位。2．从表 4.1~4.3 中任取一组数据（感性、容性、电阻性），说明总 电压与分电压的关系。答：取 f=11kHz 时的数据：U=6V，UR=3.15V，ULr=13.06V，UC=8.09V， 将以上数据代入公式＝5.88V，近似等于输入电压 6V。3．实验数据中部分电压大于电源电压，为什么？ 答：因为按实验中所给出的频率，XL 及 XC 的值均大于电路中的总阻 抗。4．本实验中固定 R、L、C 参数，改变信号源的频率，可改变电路的 性质。还有其它改变电路性质的方法吗？ 答：也可固定频率，而改变电路中的参数(R、L、C)来改变电路的性 质。实验 5 感性负载与功率因数的提高 七、实验报告要求及思考题 1． 根据表 5.2 所测数据和计算值， 在坐标纸上作出 I=f(C)及 cos= f(C)两条曲线。说明日光灯电路要提高功率因数，并联多大的电容 器比较合理，电容量越大，是否越高？答：并联 2.88uF 的电容最合理，所得到的功率因数最大．由实验数 据看到，并联最大电容 4.7uF 时所得的功率因数并不是最大的，所以 可以得出，并不是电容量越大，功率因数越高． 2． 说明电容值的改变对负载的有功功率 P、总电流 I，日光灯支路电流 IRL 有何影响？ 答：电容值的改变并不会影响负载的有功功率及日光灯支路的电流． 3． 串联法？ 答：因为串联电容虽然也可以提高功率因数，但它会使电路中的电流 增大，从而增大日光灯的有功功率，可能会超过它的额定功率而使日 光灯损坏． 提高电路的功率因数为什么只采用并联电容法，而不采用实验 6 三相交流电路 七、实验报告要求及思考题 1． 根据实验数据分析：负载对称的星形及三角形联接时 Ul 与 Up， Il 与 Ip 之间的关系。分析星形联接中线的作用。按测量的数据计算 三相功率。答：负载对称的星形联接，Il=Ip 负载对称的三角形联接：Ul=Up， 星形联接中线的作用就是使相电压对称，负载能够正常工作。2． 为什么不能在负载星形、负载三角形电路中短接负载？若短接， 其后果如何？答：在负载星形四线制和负载三角形电路中，若短接负载，则相当于 将相电压或线电压直接短接，必然会引起电流过大而烧坏保险管。3． 在星形联接、三角形联接两种情况下的三相对称负载，若有一 相电源线断开了，会有什么情况发生？为什么？ 答：在星形联接时，若有中线，则一相电源线断开，则电源断开的这 一相负载不能工作，而并不影响其他两相负载的正常工作。若无中线，则其他两相负载的电压会降低，将不能正常工作。在三角形联接时，若有一相电源线断开，则接在另外两相电源之间的 负载继续正常工作， 而另两相负载的工作电压将会降低而导致不能正 常工作。实验 7 一阶 RC 电路的暂态过程 七、实验报告要求及思考题 1．坐标纸上描绘各实验内容所要求的波形图，说明其产生条件。答：RC 微分电路产生的条件：（1）τ＜＜tp ，（2）从电阻端输出。RC 积分电路产生的条件：（1）τ＞＞tp ，（2）从电容端输出。耦合波形产生的条件：（1）τ＞＞tp ，（2）从电阻端输出。2．把电路的时间常数 τ 值与理论值比较，分析误差原因。答：误差产生的原因可能有以下几个方面（1）在理论上，电容器真正充到最大值的时间是无穷大，而实验中 只取 5τ，因此会引起误差。（2）元器件标称值与实际值的误差。（3）操作者在波形上读数时的视差。（4） 仪器本身的误差。3． 什么样的电信号可作为 RC 一阶电路零输入响应、零状态响应和 全响应的激信号？ 答：阶跃信号或者是方波信号。4． 在电路参数己定的 RC 微分电路和积分电路中，当输入频率改变 时，输出信号波形是否改变？为什么？ 答：改变。因为频率改变时，脉宽会发生变化，时间常数与脉宽的关 系就会发生变化，所以输出信号的波形也会改变。实验 8 三相异步电动机的直接起动与正反转控制 七、实验报告及思考题 1． 写出直接起动，正、反转控制的动作程序，说明那些元件起自 锁、互锁作用。答：直接起动时，先按下起动按钮，交流接触器的线圈带电，会带动 它的主触点和辅助常开触点闭合，使得主电路接通，电动机起动。辅 助常开触点起自锁的作用。正反转控制中，先按正转起动按钮，电动机开始正转，此时反转 起动按钮不起作用。要让电机反转，必须先按停止按钮让电机停止， 再按反转起动按钮，电机才可以反转。正转交流接触器的辅助常闭触 点接到反转控制电路当中， 反转交流接触器的辅助常闭触点接到正转 控制电路当中起到互锁的作用。2． 画出经实验验证后的图 8.2 和图 8.3 控制线路图。说明控制电 路的各种保护作用。答：经实验验证后的控制线路图与上面的电路图完全一致。控制电路中的保护有熔断器起短路保护， 热继电器起过载保护， 交流接触器以及按钮起欠压或失压保护。3． 实验过程中有无出现故障？是什么性质的故障？你是如何检查 和排除的? 答；没有出现故障。4． 若拆除图 8.2 控制回路中自锁触头 KM1,再接通三相电源,电动 机将如何运转情况? 答:电动机将进行点动。实验 9 单相双绕组变压器 七、实验报告要求及思考题 1． 计算变比 K、效率 η 及电压变化率 ΔU。答：K=U1/U2 =1.9，η=P2/P1，=， 2． 写出短路实验计算原边等效阻抗 Z 的公式并计算。答：Z= U1/ I1 3． 通过测试的数据，你能否计算变压器的功率损耗？ 答：ΔP=P1-P2 4． 若负载实验中负载为感性负载（例如 COS 2=0.8）,能否进行变 压器负载特性测试？答：可以。实验 10单管低频放大电路七、实验报告要求及思考题 1． 整理实验数据，分析 RL 对电压放大倍数的影响。答：放大电路带上 RL 会使电路的放大倍数减小。2． 根据 uo 在各种条件下的波形，解释静态工作点对波形失真的影 响。答：静态工作点偏高会使放大电路进入饱和区而产生饱和失真。静态工作点偏低会使放大电路进入截止区而产生截止失真。3． 测量放大电路输出电阻 ro 时，若电路中负载电阻 RL 改变，输 出电阻 ro 会改变吗？除了实验介绍的方法，是否还有其它方法测量 输入电阻和输出电阻？ 答：负载电阻 RL 改变不会影响输出电阻的大小。测量输入电阻的方法：在放大电路输入端加一个电压 Ui，只要 测出输入端的电压 Ui 和流过输入端的电流 Ii， 便可求得 ri＝Ui/Ii。测量输出电阻的方法：在放大电路输出端加一个电压 U0，只要 测出输出端的电压 U0 和流过输出端的电流 I0， 便可求得 r0＝U0/I0。4． 通过示波器对输入信号电压和输出信号电压进行比较，能否测 量电压放大倍数？ 答：可以测量。实验 11 多级放大电路与负反馈放大电路 七、实验报告要求及思考题 1．整理实验数据，分析实验结论，总结多级放大电路放大倍数的计 算关系；总结负反馈对放大电路性能的影响。答多级放大电路的电压放大倍数等于各级电压放大电路放大倍数的 乘积。负反馈对放大电路性的影响主要有以下几点1）扩展通频带：2）提高放大电路的稳定性：3）减小电路的非线性 失真：4）电压放大倍数减小。2．如果加到放大电路输入端的信号已经失真，引入负反馈能否改善 这种失真？ 答：加入负反馈是为了改善放大电路的动态性能，而不是改变放大电 路的性质。放大电路的性质是对输入信号进行放大，所以如果加到放 大电路输入端的信号已经失真，引入负反馈不能改善这种失真。3．对静态工作点设置与动态性能的测试有何关系？ 答：设置合适的静态工作点是为了让放大电路处于线性放大区，如果 静态工作点设置不合适有可能引起输出信号失真， 从而不能准确地测 试出电路的动态性能，所以必须设置合适的静态工作点。实验 13基本运算电路七、实验报告及思考题 1．整理实验数据，分析实验结论，分析产生误差的原因。说明集成 运放的使用应注意哪些问题。答：误差的产生可能有如下几个原因（1）运算放大器的输入电阻虽然很大，但并不是无穷大，所以会影 响到测量的值。（2）实验中所使用的元器件的标称值可能跟实际值有一定的误差， 也会引起测量误差。（3）在读数时也可能产生人为误差。集成运放的使用应注意以下几个问题（1）集成运放工作必须接正负 12V 双电源。（2）必须接调零电路，且实验前必须先调零。（3）集成运放绝不允许开环操作。（4） 集成运放需接有消振电路， 若运放内部已自带消振电路，则不必再外接。2． 实验中输入信号多为直流，集成运放组成的运算电路能输入交流信号吗？ 答：可以。3． 比较实验中积分电路（有源）与实验 6 的积分电路（无源），说明各自的特点。答：本实验中的积分电路采用了集成运放，得到的三角波更准确，而 实验 6 中的积分电路严格地来说， 得到的三角波是按指数函数上升或 下降的。4． 集成运算放大器作为基本运算单元，就我们所熟悉的，它可完成哪些运算功能？ 答：可以完成比例运算，加法运算，减法运算，积分运算实验 16直流稳压电源七、实验报告要求及思考题 1．整理实验数据，分析实验结论。比较无稳压电路与有稳压电路的 电压稳定程度。答若无稳压电路， 则负载及输入电压的变化对输出电压的影响较大， 输出电压不稳定，而加入了稳压电路以后，只是输出电压稍有变化， 稳压器则通过迅速增加或减小流经其的电流来进行调节， 将输出电压 稳定在一个固定的值。2．从实验数据表 16.2 中，计算直流稳压电路的输出电阻 ro，它的 大小有何意义？ 答：将整个直流稳压电路等效为一个有源二端网络，由 ro=Uo/ I， 则计算值如表 2。ro 的大小对有稳压时的输出电压无影响，只会影响 整个电路的输出功率。若无稳压时，则 ro 的大小将影响输出电压的 大小，ro 越小，则输出电压越小。3． 单相桥式整流电路， 接电容滤波， 空载时输出电压还满足 Uo=1.2U2 吗？ 答：不满足。因为当 RL 趋于无穷大时，I 也趋于无穷大，则 U0=U2 4．如果线性直流稳压器 78XX 的输入端是一个直流脉动电压，器件能 否否正常工作？如果不能，应当如何处理？ 答：若脉动电压太大，不能很好地稳压，要加合适的滤波电容；若脉 动电压太小 （即电压平均值太小） 可选择较合适的变压器副边电压。， 总之，稳压输入应在其正常参数的范围内。实验 17组合逻辑门电路七、实验报告要求及思考题 1．画出各个实验电路图，列表整理实验结果。2．小结与非门、与门、或门、异或门、全加器以及所设计逻辑电路 的逻辑功能。答：与非门：有 0 出 1，全 1 出 0 与门：有 0 出 0，全 1 出 1 异或门：相异出 1，相同出 0 全加器：和位 Si：当输入为奇数个 1 时，输出为 1；偶数个 1 时，输 出为 0。进位 Ci：当输入中有两个或两个以上为 1 时，输出为 1，否 则输出为 0。3．TTL 集成门电路有何特点，集成门电路的多余端如何处理？ 答：集成门电路的多余端有三种处理方法：（1）空着； （2）并联后接到正电源； （3）并联后接到高电平。4．“与非”门一个输入端接连续脉冲，其余输入端什么状态时允许 脉冲通过？什么状态时不允许脉冲通过？ 答：其余输入端为高电平“1”时，允许脉冲通过，输入和输出之间 呈反相关系。而有一个输入端为低电平“0”时，将“与非”门封锁， 不允许脉冲通过。实验 18双稳态触发器七、实验报告及思考题 1．记录、整理实验现象及实验所得的有关数据，对实验结果进行分 析。2．触发器的共同特点是什么？ 答：触发器都有记忆功能。3．型触发器与维持阻塞型触发器对触发脉冲各有什么要求？ 答：对于主从型触发器 CP 脉冲的宽度要小于等于输入信号的脉冲宽 度，后沿触发，而对于维持阻塞型触发器 CP 脉冲的上升沿应该滞后 于输入信号，前沿触发。实验 19计数器七、实验报告要求及思考题1．画出各个实验电路，列表整理实验结果，并画出有关波形图。2．组合逻辑电路与时序逻辑电路有何不同？ 答：组合逻辑电路没有记忆功能，而时序逻辑电路有记忆功能。3．总结使用集成触发器、计数器的。实验 20 555 集成定时器及其应用 七、实验报告及思考题 1．在坐标纸上描绘多谐振荡器电路中电容器 C 充放电电压 uc 与 uo 的波形对应关系，以及单稳态触发器中 ui 与 uo、uc 的对应关系波形 图。2．将步骤 1、2 中测得的周期 T 以及正脉冲宽度 tp 与计算值进行比 较。3．单稳态触发器的脉宽等于多少？怎样改变脉宽？ 答：因为 tp =1.1RC，所以改变 R、C 即可改变 tp。4．振荡器的脉冲宽度受哪些参数的影响？如何调整？ 答：因为 T1=0.7(R1+R2)C,所以可通过调节 R1、R2 可 C 来改变脉宽。
【电工实验报告答案】实验二 思考题一、在叠加原理实验中，要令 U1、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作 用的电源（U1或 U2）短接置零？ 在叠加原理中，当某个电源单独作用时，另一个不作用的电压源处理为短路，做实验时，也 就是不接这个电压源，而在电压源的位置上用导线短接就可以了。思考题二、实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还 成立吗?为什么？ 电阻器与二极管不能替换使用。电阻器是双通器件，二极管是单通器件，当二极管两端电压 低于二极管启动电压，二极管的电阻是无限大的，当二极管单通运用，二极管的电阻又是非 常小的。当然不成立，有了二极管就不是线性系统了，但可能在一定范围内保持近似线性，从而叠加 性与齐次性近似成立。如果误差足够小，就可以看成是成立。实验三 思考题一（1）UL 和 UD 的代数和为什么大于 U?（2）并联电容器后，总功率 P 是否变化？ 为什么？三相负载根据什么条件作星形或者三角形连接？ （1）因为他们的方向不同，是向量相加，三角形关系。（2）并联电容器后，会产生无功功 率，总规律会变大。在感性负载中并联一定大小容量的电容，才可使电源（如变压器等）的 视在功率减少。纯电阻电路中不减反增。三相负载根据负载设计的额度电压和实际的电源电 压决定星形或三角形连接。比如负载额定电压220V，电源额定电压380V，就接成星形连接，这时负载获得220V 电压。比如负载额定电压220V，电源额定电压220V，就接成角形连接，这时负载获得220V 电压。比如负载额定电压380V，电源额定电压380V，就接成角形连接，这时负载获得380V 电压。思考题二、复习三相交流电路有关内容，是分析三相星形连接不对称负载在无中线情况下。当某相负载开路或短路时会出现什么情况？如果接上中线，情况又如何？ 1、 当某相负载开路时,就相当于另外两组串联在380V 电压下使用,那么电阻大的那组,分得的 电压高,如超过其额定电压就会烧毁。2、如某相负载短路,那么另外两组都处于380V 电压下,都将烧毁。3、如接上中线,可正常使用,中线有电流.。实验四 思考题一、中线的作用？ 当负载作星形接法时，负载三相不平衡时，使得三相负载上的电压仍处于平衡。无中线，出 现负载三相不平衡时，三相负载上的电压则不平衡。实验五 思考题一、如何判断异步电动机的6个引自线？电动机的额定电压与电动机接线方法有什么 关系？ 用手转动电动机转子， 同时观察万用表指针， 万用表指针不会偏转 （摆动）测量方法二。（一） 万用表选档：直流50u （二）测量过程1、将电动机一个绕组的两引出线分别接在万用表 的两表笔上，另一绕组的一根引出线接在电池的一极，另一引出线去碰电池的另一极，同时 注意观察万用表的指针偏转情况：如指针正向偏转，说明电池正极所接线与万用表负极（黑 表笔）所接线同为首端（或尾端） ，另外两根引出线同为尾端（或首端） 。电机的额定电压（其实就是电机内部各绕组的相电压）应该等于电源电压。比如额定电压是 380V 的三相电机，在380/220(最常用的电源)系统中应该接成三角形，而在煤矿等一些特殊 行业的660/380供电系统中，就应该接成星形。同样，额定电压为220V 的三相电机（通常 都是小于4KW 的） ，在380/220的供电系统中应该接成星形，而当采用输出为三相220V 的 变频器拖动时，就应该接成三角形。思考题二、缺相三相异步电动机运行中的一大故障，在启动或运转时发生缺相会出现什么 现象？有何后果？ 有时缺相会动但速度很慢，还有恩恩的声音。因为旋转磁场不对。正常下缺相会烧电机。思考题三、电动机转子被卡住不能转动。如果定子绕组接通三相电源将会发生什么后果？ 转子卡住之后,定子绕组接通电源之后,首先电动机会发出嗡嗡声,然后线圈电流加剧上升.同 时电机温升加快,最后的结果就是线圈损坏,相间短路,开关保护性跳闸. 思考题四、分析用电流表法判定三相绕组首、末端方法的原理。通电试验法先用万用表的欧姆档将六个引线头分成三组， 然后将任意两组串联接在交流电 源上，第三组上串联一个灯泡（15或25W，大功率不亮） 。通电后，如果灯泡发亮，表示串 联的两组为首尾相接；如果灯泡不亮，表示尾尾相连或首首相连，以此类 推。电池定向法先用万用表的欧姆档将六个引线头分成三组， 然后将第一组的两个线头分别接 于万用表毫安档的正负极， 将第二组的第一个线头用手指按在干电池的负极上用另一头触碰 电池正极，如果万用表的指针偏向右侧，说明万用表的正极线头与干电池的负极线头为头 （尾） 如果指针偏向左侧， ， 则说明万用表正极线头与干电池正极线头为头 （尾） 以此类推。， 转向法：对于小型电动机，不用万用表也可判别绕组的首尾端，判别时首先分清那两个线头 是同一相， ，然后每相任取一个线头，将三个先头接成一点，并将该点接地，用两根380V 电源线分别顺序接在电动机的两个引线头上，观察电动机的旋转方向。若三次接上去，电动 机转向相同，则表明三相首尾接线正确；若三次接上去，电动机有两次反转，则表明参与过 这两次反转的那相绕组接反。。例如第一次 A、B 相，第二次 B、C 相都反转，B 相两次都 参与，说明 B 相首尾接反，将 B 相的两个线头对调即可。
【电工实验报告答案】电子电工实验报告 电子电工实验报告目录电位、 实验一 电位、电压的测定及电路电位图的绘制 实验二 基尔霍夫定律的验证 实验三 线性电路叠加性和齐次性的研究 实验四 受控源研究 实验六 交流串联电路的研究 三相电路电压、 实验八 三相电路电压、电流的测量 实验九 三相电路功率的测量―1―电位、 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．学会测量电路中各点电位和电压方法。理解电位的相对性和电压的绝对性； 2．学会电路电位图的测量、绘制方法； 3．掌握使用直流稳压电源、直流电压表的使用方法。二．原理说明在一个确定的闭合电路中， 各点电位的大小视所选的电位参考点的不同而异， 但任意两点之间的电 压（即两点之间的电位差）则是不变的，这一性质称为电位的相对性和电压的绝对性。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（电阻或电源）作横坐标，将测量到的各点电位在 该平面中标出，并把标出点按顺序用直线条相连接，就可得到电路的电位图，每一直线段即表示该两 点电位的变化情况。而且，任意两点的电位变化，即为该两点之间的电压。在电路中，电位参考点可任意选定，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的。三．实验设备1．直流数字电压表、直流数字毫安表 2．恒压源（EEL－I、II、III、IV均含在主控制屏上，可能有两种配置（1）+6V（+5V） ，+12 V，0～30V 可调或（2）双路0～30V可调。） 3．EEL－30组件（含实验电路）或EEL－53组件四．实验内容实验电路如图1－1所示，图中的电源US1用恒压源中的+6V（+5V）输出端，US2用0～+30V可调电源 输出端，并将输出电压调到+12V。1．测量电路中各点电位 ． 以图1－1中的A点作为电位参考点，分别测量B、C、D、E、F各点的电位。用电压表的黑笔端插入A点，红笔端分别插入B、C、D、E、F各点进行测量，数据记入表1－1中。以D点作为电位参考点，重复上述步骤，测得数据记入表1－1中。图 1－1 2．电路中相邻两点之间的电压值 ． 在图1－1中，测量电压UAB：将电压表的红笔端插入A点，黑笔端插入B点，读电压表读数，记入表 1－1中。按同样方法测量UBC、UCD、UDE、UEF、及UFA，测量数据记入表1－1中。―2―表 1－1 电路中各点电位和电压数据 电位：V 电位 参考点 A D VA 0 3.75 VB 6.10 9.85 VC -5.74 -1.99 VD -3.74 0 VE -4.36 -0.61 VF 0.62 4.37 UAB 6.08 UBC 11.85 UCD -1.99 UDE 0.62 UEF -4.99 UFA 0.62五．实验注意事项1．EEL－30组件中的实验电路供多个实验通用，本次实验没有利用到电流插头和插座。2．实验电路中使用的电源US2用0～+30V可调电源输出端，应将输出电压调到+12V后，再接入电路中。并防止电源输出端短路。3．数字直流电压表测量电位时，用黑笔端插入参考电位点，红笔端插入被测各点，若显示正值，则表 明该点电位为正 （即高于参考电位点） 若显示负值， ； 表明该点电位为负 （即该点电位低于参考点电位） 。4．用数字直流电压表测量电压时，红笔端插入被测电压参考方向的正（+）端，黑笔端插入被测电压参 考方向的负（-）端，若显示正值，则表明电压参考方向与实际方向一致；若显示负值，表明电压参考 方向与实际方向相反。六．预习与思考题1．电位参考点不同，各点电位是否相同？任两点的电压是否相同，为什么？ ．电位参考点不同，各点电位是否相同？任两点的电压是否相同，为什么？ 答:在一个确定的闭合回路中电位参考点不同，各点的电位也不相同，但任意两点之间的电压是不变的， 这一性质称为电位的相对性和电压的绝对性。2．在测量电位、电压时，为何数据前会出现±号，它们各表示什么意义？ ．在测量电位、电压时，为何数据前会出现± 它们各表示什么意义？ 答:电位参考点选定后，各点电位不同， “+”表示该点电位比参考点大,“-”表示该点电位比参考点小;测 电压时,“+”“-”表示两点的电位相对大小，由电压电流是否关联决定。3．什么是电位图形？不同的电位参考点电位图形是否相同？如何利用电位图形求出各点的电位和任意 ．什么是电位图形？不同的电位参考点电位图形是否相同？如何利用电位图形求出各点的电位和任意 两点之间的电压。两点之间的电压。答:以电路中电位值作为纵坐标,电路各点位置作为横坐标,将测得的各点电位在该坐标平面画出,并把 这些点用线连接,所得的图形称电位图;不同的电位参考点电位图形是不同的;在电位图中,各点的电位 为该点对应的纵坐标,而两点间的电压则为该两点间的纵坐标的差。七．实验报告要求1．根据实验数据，分别绘制出电位参考点为A点和 点的两个电位图形。．根据实验数据，分别绘制出电位参考点为 点和 点的两个电位图形。点和D点的两个电位图形―3―电位图 20 电位值 0 -20 VA D 3.75 0 A VB VC VD VE VF9.85 -1.99 0 -0.61 4.37 6.1 -5.74 -3.74 -4.36 0.62 被测点 A D2． ． 根据电路参数计算出各点电位和相邻两点之间的电压值， 与实验数据相比较， 对误差作必要的分析。根据电路参数计算出各点电位和相邻两点之间的电压值， 与实验数据相比较， 对误差作必要的分析 答：可能造成误差的原因有：电压表的精确度等仪器造成的误差。3．回答思考题。．回答思考题。实验二 基尔霍夫定律的验证一．实验目的1．验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解； 2．学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法； 3．学习检查，分析电路简单的故障分析能力。二．原理说明1．基尔霍夫定律 基尔霍夫定律 基尔霍夫电流定律和电压定律是电路的基本定律， 它们分别用来描述结点电流和回路电压， 即对电 路中的任一结点而言，在设定电流的参考方向下，应有∑I=0，一般流出结点的电流取正号，流入结点 的电流取负号；对任何一个闭合回路而言，在设定电压的参考方向下，绕行一周，应有∑U=0，一般电 压方向与绕行方向一致的电压取正号，电压方向与绕行方向相反的电压取负号。在实验前， 必须设定电路中所有电流、 电压的参考方向， 其中电阻上的电压方向应与电流方向一致， 见图 2－1 所示。2．检查，分析电路的简单故障 ．检查， 电路常见的简单故障一般出现在连线或元件部分。连线部分的故障通常有连线接错， 接触不良而造 成的断路等；元件部分的故障通常有接错元件、元件值错，电源输出数值（电压或电流）错等。故障检查的方法是用万用表（电压档或电阻档）或电压表在通电或断电状态下检查电路故障。（1）通电检查法：在接通电源的情况下，用万用表的电压档或电压表，根据电路工作原理，如果 电路某两点应该有电压，电压表测不出电压，或某两点不该有电压，而电压表测出了电压，或所测电压 值与电路原理不符，则故障必然出现在此两点之间。（2）电检查法：在断开电源的情况下，用万用表的电阻档，根据电路工作原理，如果电路中某两 点应该导通而无电阻 （或电阻极小） 万用表测出开路 ， （或电阻极大） 或某两点应该开路 ， （或电阻很大） ，―4―而测得的结果为短路（或电阻极小） ，则故障必然出现在此两点之间。本实验用电压表按通电检查法检查、分析电路的简单故障。三．实验设备1．直流数字电压表、直流数字毫安表 2．恒压源 3．EEL－30组件（含实验电路）或EEL－53组件四．实验内容实验电路如图 2－1 所示，图中的电源 US1 用恒压源中的+6V（+5V）输出端，US2 用 0～+30V 可调 电源输出端，并将输出电压调到+12V（以直流数字电压表读数为准） 。实验前先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，掌握各开关的操作使用方法。图 2－1 1．熟悉电流插头的结构 ． 将电流插头的红线端插入数字毫安表的红 （正） 接线端， 电流插头的黑线端插入数字毫安表的黑 （负） 接线端。2．测量支路电流 ． 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出各电流值。按规定：在节点A，电流表读数 为“+”，表示电流流出节点，读数为“-”，表示电流流入节点，然后根据图2－1中的电流参考方向，确定 各支路电流的正、负号，并记入表2－1中。表 2－1 支路电流数据 支路电流（ I2 I3 支路电流（mA） ） I1 -1.21 -6.14 7.35 计算值 -1.22 -6.18 7.43 测量值 0.01 0.04 0.08 相对误差 3．测量元件电压 ． 用直流数字电压表分别测量两个电源及电阻元件上的电压值， 将数据记入表2－2中。测量时电压表 的红（正）接线端应插入被测电压参考方向的高电位（正）端，黑（负）接线端应插入被测电压参考方 向的低电位（负）端。表 2－2 各元件电压数据 各元件电压（ ） US2 UR1 UR2 UR3 UR4 UR5 各元件电压（V） US1 5.00 12.00 1.02 6.16 -3.81 1.02 2.02 计算值（ ） 计算值（V） 5.00 12.00 0.62 6.1 -3.74 0.62 2 测量值（ ） 测量值（V） 0.00 0.00 0.40 0.06 0.07 0.40 0.02 相对误差 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准。―5―2．防止电源两端碰线短路。3．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 电流值必须冠以负号。六．预习与思考题1．根据图 －1的电路参数，计算出待测的电流 1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表 －2中，以便实 的电路参数， 和各电阻上的电压值， 入表2－ 中 ．根据图2－ 的电路参数 计算出待测的电流I 验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程； 验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程； 2．在图 －1的电路中A、D两节点的电流方程是否相同？为什么？ 的电路中A 两节点的电流方程是否相同？为什么？ ．在图2－ 的电路中 答：电路中A、D两节点的电流方程不同。电流流过A、B两点的方向相反。3．在图2－1的电路中可以列出几个电压方程？它们与绕行方向有无关系？ ．在图 － 的电路中可以列出几个电压方程 它们与绕行方向有无关系？ 的电路中可以列出几个电压方程？ 答：可以列出三个电压方程。它们与绕行方向有关系。4．在实验中若用指 针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 在实验中若用指3针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， 针万用表直流毫安档测各支路电流， 何处理，在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表测量时，则会有什么显示呢？ 何处理，在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表测量时，则会有什么显示呢？ 答：用万用表测量时，当接线反接时指针会反偏，记录时注意数据时要改变正负号。若用数字表测量， 会有正负显示。七．实验报告要求1．回答思考题； ．回答思考题； 2．根据实验数据，选定试验电路中的任一节点，验证基尔霍夫电流定律（KCL）的正确性； ．根据实验数据，选定试验电路中的任一节点，验证基尔霍夫电流定律（ ）的正确性； 选择接点A， I1+I2+I3=-1.18-6.26+7.42=-0.02≈0， 忽略实验误差， 满足基尔霍夫定理电流I1+I2+I3=0。答3．根据实验数据，选定试验电路中的任一闭合回路，验证基尔霍夫电压定律（KVL）的正确性； ．根据实验数据，选定试验电路中的任一闭合回路，验证基尔霍夫电压定律（ ）的正确性； 答：选择回路FADEF，UR1+ UR3+ UR4+ US1=-0.60-3.79-0.59+5.00=0.02≈0，忽略实验误差，满足基尔霍 夫电压定律UR1+ UR3+ UR4+ US1=0。4．列出求解电压UEA和UCA的电压方程，并根据实验数据求出它们的数值； ．列出求解电压 的电压方程，并根据实验数据求出它们的数值； 答：UEA＝－(UR3+ UR4)=-(-3.79-0.59)=4.38V UCA= US2+ UR2=12.01-6.18=5.83V。5．写出实验中检查、分析电路故障的方法，总结查找故障体会。．写出实验中检查、分析电路故障的方法，总结查找故障体会。故障 1 故障 2 测得 R5 两端无电压， 2 两端有电 测得 R4 两端无电压， 1 两端有电 R R 压 6.1V，可得 R5 短路 压 0.62V，可得 R4 短路故障 3 忽略实验误差，IR2= IR1，可得 R3 断开。实验三 线性电路叠加性和齐次性的研究一．实验目的1．验证叠加定理； 2．了解叠加定理的应用场合； 3．理解线性电路的叠加性和齐次性。―6―二．原理说明叠加原理指出：在有几个电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电源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。具体方法是一个电源 单独作用时，其它的电源必须去掉（电压源短路，电流源开路） ；再求电流或电压的代数和时，当电源 单独作用时电流或电压的参考方向与共同作用时的参考方向一致时，符号取正，否则取负。在图3－1 中：I1= I1’- I1”， I2=- I2’+ I2”， I3= I3’+ I3”， U=U’+U” 。(b) (c) 图 3－1 叠加原理反映了线性电路的叠加性，线性电路的齐次性是指当激励信号（如电源作用）增加或减小 K倍时，电路的响应（即在电路其它各电阻元件上所产生的电流和电压值）也将增加或减小K倍。叠加 性和齐次性都只适用于求解线性电路中的电流、电压。对于非线性电路，叠加性和齐次性都不适用。(a)三．实验设备1．直流数字电压表、直流数字毫安表 2．恒压源 3．EEL－30组件（含实验电路）或EEL－53组件四．实验内容实验电路如图3－2所示，图中：R1=R2=R3=510 , R2=1K , R5=330 ,电源US1用恒压源中的+12V 输出端，US2用0～30V可调电压输出端，并将输出电压调到+6V（以直流数字电压表读数为准） ，将开关 S3投向R5侧。图 3－2 1．US1 电源单独作用( 将开关 S1 投向 US1 侧，开关 S2 投向短路侧)，参考图 3－1（b） ，画出电路图， 表明各电流、电压的参考方向。用直流数字毫安表接电流插头测量各支路电流：将电流插头的红接线端插入数字毫安表的红（正） 接线端，电流插头的黑接线端插入数字毫安表的黑（负）接线端，测量各支路电流，按规定：在结点 A， 电流表的读数为“+”，表示电流流出结点，读数为“-”，表示电流流入结点，然后根据电路中的电 流参考方向，确定各支路电流的正、负号，并将数据记入表 3－1 中。用直流数字电压表测量各电阻元件两端电压：电压表的红（正）接线端应插入被测电阻元件电压参 考方向的正端，电压表的黑（负）接线端插入电阻元件的另一端（电阻元件的电压参考方向与电流的参 考方向一致） ，测量各电阻元件两端电压，数据记入表 3－1 中。―7―表 3－1 实验数据一 测量项目 US2 I1 I2 I3 UAB UCD UAD UDE UFA US1 (V) (V) (mA) (mA) (mA) (V) (V) (V) (V) (V) 实验内容 -0.78 -3.18 -4.34 -4.33 8.6 -2.40 -6.2 -2.37 US1单独作用 12 0 -1.16 1.29 -0.62 -0.62 1.1 -3.6 2.4 -3.56 US2单独作用 0 6 9.8 -5.9 -3.7 -6.02 -1.99 -2.04 -4.82 -4.91 12 6 US1US2共同作用 2.2 -7.2 4.8 -7.12 -2.32 2.58 -1.24 -1.24 0 12 US2单独作用 2．US2电源单独作用（将开关S1投向短路侧，开关S2投向US2侧） ，参考图3－1（c）,画出电路图， 标明各电流、电压的参考方向。重复步骤1的测量并将数据记录记入表格3－1中。3．US1和US2共同作用时（开关S1和S2分别投向US1和US2侧） ，各电流、电压的参考方向见图3－2。完成上述电流、电压的测量并将数据记入表格3－1中。4．将US2的数值调至+12V，重复第2步的测量，并将数据记录在表3－1中。5．将开关S3投向二极管VD侧，即电阻R5换成一只二极管1N4007，重复步骤1～4的测量过程，并 将数据记入表3－2中。表 3－2 实验数据二 测量项目 US1 US2 I1 I2 I3 UAB UCD UAD UDE UFA (V) (V) (mA) (mA) (mA) (V) (V) (V) (V) (V) 实验内容 -5.1 0 -5.04 -1.65 -6.7 -2.58 -2.58 US1单独作用 12 0 5．0 -4.1 3.4 -3.91 1.31 0.83 -0.35 -0.35 0 6 US2单独作用 0．06 -7.6 0 -7.6 -2.49 -4.08 -3.89 -3.90 12 6 US1US2共同作用 7．7 0.12 -8.2 6.8 -7.82 -2.62 1.66 -0.7 -0.7 US2单独作用 0 12五．实验注意事项1．用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性，即数据表格中“+、-”号的纪录； 2．注意仪表量程的及时更换； 3．电源单独作用时，去掉另一个电压源，只能在实验板上用开关K1和K2操作而不能直接将电源短路。六．预习与思考题1．叠加原理中US1，US2分别单独作用，在实验应如何操作？可否将要去掉的电源（US1和US2）直接短 ．叠加原理中 分别单独作用，在实验应如何操作？可否将要去掉的电源（ 接？ 答：叠加原理中US1，US2分别单独作用，其他电源必须去掉即电压源短路，电流源开路。, 2．实验电路中，若有一个电阻元件改为二极管，试问叠加性与齐次性还成立吗？为什么？ ．实验电路中，若有一个电阻元件改为二极管，试问叠加性与齐次性还成立吗？为什么？ 。答：若改成二极管，叠加性与齐次性不成立，因为叠加性和齐次性都不适用于非线形电路，七．实验报告要求1． 根据表 －1实验数据一，通过求各支路电流和各电阻元件两端电压，验证线性电路的叠加性与齐 ． 根据表3－ 实验数据一 通过求各支路电流和各电阻元件两端电压， 实验数据一， 次性； 次性； U 答S1和US2共同作用时产生的电流和各电阻元件两端的电压等于它们单独作用时的电流和各电阻元件 两端的电压之和,如某个独立电源数值加倍, 电流和各电阻元件两端的电压也加倍。2．各电阻元件所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？使用上述实验数据计算、说明； ．各电阻元件所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？使用上述实验数据计算、说明； 答：各电阻元件消耗功率不满足叠加原理。由R1的三次功率计算得出PR1与PR1’+PR1”不等. 3．根据表 －1实验数据一，当US1=US2=12V时，用叠加原理计算各支路电流和各电阻元件两端电压； 实验数据一， 时 用叠加原理计算各支路电流和各电阻元件两端电压； ．根据表3－ 实验数据一―8―测量项目 实验内容 US1单独作用 US2单独作用 US1US2共同作用US1 (V) 12 0 12US2 (V) 0 12 12I1 (mA) 8.6 2.2 -6.14I2 (mA) -2.40 -7.2 -4.87I3 (mA) -6.2 4.8 11.07UAB (V) -2.37 -7.12 -4.75UCD (V) -0.78 -2.32 -1.57UAD (V) -3.18 2.58 5.63UDE (V) -4.34 -1.22 3.19UFA (V) -4.33 -1.24 3.184．据表3－2实验数据二，说明叠加性与齐次性是否适用于该实验电路； ．据表 － 实验数据二 说明叠加性与齐次性是否适用于该实验电路； 实验数据二， 叠加性与齐次性不适用于该实验电路。根据流过R1的三个电流值进行计算发现不满足叠加性与齐次 答性。5．回答思考题。．回答思考题。思考题实验四 受控源研究一．实验目的1．加深对受控源的理解； 2．熟悉由运算放大器组成受控源电路的分析方法，了解运算放大器的应用； 3．掌握受控源特性的测量方法。二．实验原理1．受控源 ． 受控源向外电路提供的电压或电流是受其它支路的电流或电压的控制， 因而受控源是双口元件一 个为控制端口，或称输入端口，输入控制量（电压或电流） ，另一个为受控端口或称输出端口，向外电 路提供电压或电流。受控端口的电压或电流，受控制端口的电压或电流的控制。根据控制变量与受控变 量之间的不同组合，受控源可分为四类（1）电压控制电压源（VCVS）,如图4－1（a）所示，其特性为：u 2 = ?u1其中? =u2 称为转移电压比（即电压放大倍 u1数） 。（2）电压控制电流源（VCCS）,如图4－1（b） 所示，其特性为：i 2 = gu1其中g m =i2 称为转移电导。u1图 4-1（3）电流控制电压源（CCVS）,如图4－1（c） 所示，其特性为：u 2 = ri1其中r =u2 称为转移电阻。i1（4）电流控制电流源（CCCS）,如图4－1（d）所示，其特性为：i 2 = β i1其中β =i2 称为转移电流比（即电流放大倍数） 。i12．用运算放大器组成的受控源 ．用运算放大器组成的受控源 运算放大器的电流符号如图4－2所示，具有两个输入端：同向输―9―入端 u + 和反向输入端 u ? ，一个输出端 u 0 。放大倍数为 A ，则 ? 0 = A(u + ? u ? ) 。特性2i + = i? = 0 （1）压控制电压源（VCVS） 电压控制电压源电路如图4－3所示。由运算放大器的特性1可知u + = u ? = u1 则 i R1 =对于理想运算放大器，放大倍数 A 为 ∞ ，输入电阻为 ∞ ，输出电阻为 0 ，由此可得两个特性特性1u + = u ?u1 u ? u1 i R2 = 2 R1 R2由运算放大器的特性2可知i R1 代入 i R1 、 i R2 得u 2 = (1 += i R2R2 )u1 R1 可见，运算放大器的输出电压 u 2 受输入电压 u1 的控制，其电路模型如图4－1（a）所示，转移电压 R 比? = (1 + 2 ) 。R1（2）电压控制电流源（VCCS） 电压控制电流源电路如图4－4所示。由运算放大器的特性1可知u + = u ? = u1 则 iR =u1 R1 u1 R1由运算放大器的特性2可知i 2 = i R =即 i 2 只受输入电压 u1 控制， 与负载 R L 无关 （实际上要求 R L 为有限制） 其电路模型如图4－1 。（b） 所示。转移电导为g =i2 1 = u1 R1（3）电流控制电压源（CCVS） 电流控制电压源电路如图4－5所示。由运算放大器的特性1可知u ? = u + = 0 u 2 = Ri R 由运算放大器的特性2可知i R = i1 代入上式，得u 2 = Ri1 即输出电压 u 2 受输入电流 i1 控制。其电路模型如图4－1（c）所 示。转移电阻为r =u2 =R i1（4）电流控制电流源（CCCS） 电流控制电流源电路如图4－6所示。由运算放大器的特性1可知：u ? = u + = 0 i R1 =R2 i2 R1 + R2由运算放大器的特性2可知i R1 = ?i1 代入上式， i 2 = ?(1 +R1 )i1 R2 即输出电流 i 2 只受输入电流 i1 的控制，与负载 R L 无关。它的电路模型如图4－1（d）所示。―10―转移电流比β =i2 R = ?(1 + 1 ) i1 R2三．实验设备1．直流数字电压表、直流数字毫安表 2．恒压源 3．恒流源（0～500mA可调） 4．EEL－31组件或EEL－54组件四．实验任务3．测试电压控制电流源（VCCS）特性 ．测试电压控制电流源（ ） 实验电路如图 4－8 所示，图中，U1 用恒压源的可调电压输出端， R1=10K ，RL=2K （用电阻箱） 。（ （1）测试 VCCS 的转移特性 I2=f（U1） ） 调节恒压源输出电压 U1（以电压表读数为准） ，用电流表测量对应的 输出电流 I2，将数据记入表 4－3 中。表 4－3 VCCS的转移特性数据 U1/V 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 I2/mA 0.003 0.055 0.104 0.156 0.206 0.258 0..的负载特性I （ （2）测试 ）测试VCCS的负载特性 2=f（RL） 的负载特性 保持U1=2V，负载电阻RL用电阻箱，并调节其大小，用电流表测量对应的输出电流I2，并将数据记 入表4－4中。表 4－4 VCCS的负载特性数据 RL/K 50 15 10 5 3 1 0.5 0.2 0.1 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 I2/mA 6 6 6 6 6 6 6 6 6 4．测试电流控制电压源（CCVS）特性 测试电流控制电压源（ ） 实验电路如图4－9所示，图中，I1用恒流源，R1=10K ，RL=2K （用电阻箱） 。的转移特性U （ （1）测试 ）测试CCVS的转移特性 2=f（U1） 的转移特性 调节恒流源输出电流I1（以电流表读数为准） ，用电压表测量对应 的输出电压U2，将数据记入表4－5中。表 4－5 CCVS的转移特性数据 I1/mA 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0 -0.66 -1.36 -2.01 -2.7 -3.37 U2/V0.3 -4.030.4 -5.4CCVS的负载特性 （2）测试CCVS的负载特性 2=f（RL） ）测试CCVS的负载特性U （ 保持I1=0.2mA，负载电阻RL用电阻箱，并调节其大小，用电压表测量对应的输出电压U2，并将数据 记入表4－6中。表 4－6 CCVS的负载特性数据 R L/ 50 100 150 200 500 1K 2K 10K 80K 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 U2/V五．实验注意事项1．用恒流源供电的实验中，不许恒流源开路；―11―2．运算放大器输出端不能与地短路，输入端电压不宜过高（小于5V） 。六．预习与思考题 七．实验报告要求1．根据实验数据，在方格纸上分别绘出四种受控源的转移特性曲线和负载特性曲线，并求出相应的转 ．根据实验数据，在方格纸上分别绘出四种受控源的转移特性曲线和负载特性曲线， 移参量 ? 、 g 、 r 和 β ；VCCS 0 -0.1 I2/mA -0.2 -0.3 -0.4 转移特性 负载特性 1 2 3 4 5 6 7 8 90 -0.1 U2/V -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 1 2 3CCVS4 5 6 7 8 9转移特性负载特性2．参考表4－1数据，说明转移参量 ? 、 g 、 r 和 β 受电路中那些参数的影响？如何改变它们的大小？ ．参考表 － 数据 数据， 受电路中那些参数的影响？如何改变它们的大小？ 3．回答预习与思考题中的3、4题； ．回答预习与思考题中的 、 题 4．对实验的结果作出合理的分析和结论，并总结对四种受控源的认识和理解。．对实验的结果作出合理的分析和结论，并总结对四种受控源的认识和理解。实验六 交流串联电路的研究一．实验目的1．学会使用交流数字仪表（电压表、电流表、功率表）和自耦调压器； 2．学习用交流数字仪表测量交流电路的电压、电流和功率； 3．学会用电流数字仪表测定交流电路参数的方法； 4．加深对阻抗、阻抗角及相位差等概念的理解。二．原理说明正弦交流电路中各个元件的参数值，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，是用来测量50Hz交流电路参数的基本方法。计算的基本公式为：UR P 或R = 2 I I U X 电感元件的感抗X L = L ,电感 L = L I 2πf U 1 电容元件的容抗X C = C ,电容 C = I 2πfX C电阻元件的电阻R =―12―串联电路复阻抗的模Z = 其中：等效电阻 R =U X ,阻抗角 ? = arctg I RP ,等效的电抗 X = I2Z ? R22本次实验电阻元件用白炽灯（非线性电阻） 。电感线圈用镇流器，由于镇流器线圈的金属导线具有 一定电阻，因而，镇流器可以由电感和电阻相串联来表示。电容器一般可认为是理想的电容元件。在R、L、C串联电路中，各元件电压之间存在相位差，电源电压应等于各元件电压的相量和，而不 能用它们的有效值直接相加。电路功率用功率表测量，功率表(又称为瓦特表)是一种电 动式仪表，其中电流线圈与负载串联或并联， （具有两个电流线 圈，可串联或并联，以便得到两个电流量程） ，而电压线圈与电 源并联，电流线圈和电压线圈的同名端（标有*号端）必须连在 一起，如图6－1所示。本实验使用数字式功率表，连接方法与 电动式功率表相同，电压、电流量程分别选450V和3A。三．实验设备1．交流电压表、电流表、功率表 2．自耦调压器（输出可调的交流电压） 3．恒流源（0～500mA可调） 4．EEL－17组件（含白炽灯220V、40W，日光灯30W、镇流器，电容器4?F、2?F/400V）四．实验内容实验电路如图6－2所示，功率表的连接方法见图6－1，交流电源经 自耦调压器后负载Z供电。1．测量白炽灯的电阻 ． 图6－2电路中的Z为一个220V、 40W的白炽灯， 用自耦调压器调压， 使U为220V,（用电压表测量） ，并测量电流和功率，记入自拟的数据表 格中。将电压U调到110V,重复上述实验。U(V) I(A) P(W) 0.181 38.95 220 0.131 14.00 110 2．测量电容器的容抗 ． U(V) 4? 2? 220 220 0.303 0.15 I(A) 0.2 0.07 P(W)3．测得镇流器的参数 ． 将图6－2电路中的Z换为镇流器，将电压U分别调到180V和90V，测得电压、电流和功率，记入自 拟的数据表格中。U(V) I(A) P(W) 0.257 8.4 180 0.102 1.75 90五．实验注意事项1．通常，功率表不单独使用，要又电压表和电流表监测，使电压表和电流表的读数不超过功率表电压―13―和电流的量限； 2．注意功率表的正确接线，上电前必须经指导检查； 3．恒流源（0～500mA可调） 4．自耦调压器在接通电源前，应将其手柄置在零位上，调节时，使其输出电压从零开始逐渐升高。每 次改接实验负载或实验完毕，都必须先将其旋柄慢慢调回零位，再断电源。六．预习与思考题 七．实验报告要求根据实验1的数据，计算白炽灯在不同电压下的电阻值； 1．根据实验1的数据，计算白炽灯在不同电压下的电阻值； R2=110/0.131=839.70欧 答：R1=220/0.181=1215.47欧 根据实验2的数据，计算电容器的容抗和电容值； 2．根据实验2的数据，计算电容器的容抗和电容值； C=4?,Xl=WL=U/(JI)=220/0.303=-726.1J C=2?,Xl=WL=U/(JI)=220/0.15=-1467J 根据实验3的数据，计算镇流器的参数（电阻R和电感L ； 3．根据实验3的数据，计算镇流器的参数（电阻R和电感L） R1=67.84/0.13=521.85， R2=97.32/0.184=528.91,R3=123.0/0.228=539.47,R4=181.4/0.318=570.4 答4,R=540.17 根据实验4的数据, 计算日光灯的电阻值，画出各个电压和电流的相量图， 4．根据实验4的数据, 计算日光灯的电阻值，画出各个电压和电流的相量图，说明各个电压之间的关 系。电感+电阻 电感 电阻 电容+电阻（ 电容 电阻（220V） 电阻 ） 电容+电感（ 电容 电感（4?F ）+电阻 电感 电阻220V 110V 4?F 2?F 220V 110VI(A) 0.108 0.114 0.165 0.111 0.116 0.058P(W) 33.06 9.98 30.13 8.38 17.18 3.13三相电路电压、 实验八 三相电路电压、电流的测量一．实验目的1．练习三相负载的星形联接和三角形联接； 2．了解三相电路线电压与相电压，线电流与相电流之间的关系； 3．了解三相四线制供电系统中，中线的作用； 4．观察线路故障时的情况。二．原理说明电源用三相四线制向负载供电，三相负载可接成星形（又称‘Ｙ’形）或三角形（又称‘Δ’形） 。当三相对称负载作‘Ｙ’形联接时，线电压ＵＬ是相电压ＵＰ的 3 倍，线电流ＩＬ等于相电流ＩＰ，I L = I P ，流过中线的电流ＩN＝０；作‘Δ’形联接时，线电压ＵＬ等于相电压Ｕ 3 倍，即：? I L = 3I P , U L = U P Ｐ，线电流ＩＬ是相电流ＩＰ的 3U P ,―14―即U L =不对称三相负载作‘Ｙ’联接时，必须采用‘ＹＯ’接法，中线必须牢固联接，以保证三相不对称 负载的每相电压等于电源的相电压（三相对称电压） 。若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致 使负载轻的那一相的相电压过高， 使负载遭受损坏， 负载重的一相相电压又过低， 使负载不能正常工作； 对于不对称负载作‘Δ’ 联接时，ＩＬ≠ 3 ＩＰ，但只要电源的线电压ＵＬ对称，加在三相负载上的电 压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。本实验中，用三相调压器调压输出作为三相交流电源，用三组白炽灯作为三相负载，线电流、相电 流、中线电流用电流插头和插座测量。（EEL―ⅤB 为三相不可调交流电源）三．实验设备1．三相交流电源 2．交流电压表、电流表 3．EEL―17 组件或 EEL―55 组件四．实验内容1．三相负载星形联接（三相四线制供电） 实验电路如图 8－1 所示，将白炽灯按图所示，连接成星形接法。用三相调压器调压输出作为三相 交流电源，具体操作如下：将三相调压器的旋钮置于三相电压输出为０Ｖ的位置（即逆时针旋到底的位 置） ，然后旋转旋钮，调节调压器的输出，使输出的三相线电压为２２０Ｖ。测量线电压和相电压，并 记录数据。（EEL―ⅤB 为三相不可调交流电源，输出的三相线电压为 380Ｖ） (1)在有中线的情况下，测量三相负载对称和不对称时的各相电流、中线电流和各相电压，将数据 记入表 8－1 中，并记录各灯的亮度。(2)在无中线的情况下，测量三相负载对称和不对称时的各相电流、各相电压和电源中点 N 到负载 中点 N@的电压 UNN@，将数据记入表 8－1 中，并记录各灯的亮度。中线 连接 有 无表 8―1.1 负载星形联接实验数据（EEL―17B 组件或 EEL―55A）? 负载相电压（Ｖ） 电流（ 每相灯数 负载相电压（Ｖ） 电流（A） 亮度比较 UNN@ NN@ （ V） A、 B、 C A B C UA UB UC IA IB IC IN / 0 / 一样亮 3 3 3 83.10 83.94 85.02 0.344 0.337 3 3 3 2 3 2 3 3 3 83.06 83.07 88.47 84.52 84.02 90.75 84.97 85.08 90.47 0.343 0.342 0.201 0.225 0.337 0.156 / / / 0.124 / / / 0 12.91 一样亮 一样亮 一样亮2．三相负载三角形联接 实验电路如图 8－2 所示，将白炽灯按图所示，连接成三 角形接法。调节三相调压器的输出电压，使输出的三相线电 压为２２０Ｖ。测量三相负载对称和不对称时的各相电流、―15―线电流和各相电压，将数据记入表 8－2 中，并记录各灯的亮度。（EEL―ⅤB 为三相不可调交流电源， 输出的三相线电压为 380Ｖ） 表 8―2.1 每相灯数 A-B B-C C-A 3 3 3 3 2 3 负载三角形联接实验数据（EEL―17B 组件或 EEL―55A） 相电压（Ｖ） 线电流(Ａ） 相电流(Ａ）UAB89.15 50.40UBC95.17 134.9UCA184.3 185.1IA0.840 0.67IB/ /IC0.840 0.767IAB0.356 0.281IBC/ /ICA/亮度比 较一样A-B 3 2表 8―2.2 每相灯数 B-C C-A 3 2 3 3负载三角形联接实验数据（EEL―17A 组件或 EEL―55B） 相电压（Ｖ） 线电流(Ａ） 相电流(Ａ）UAB50.83 129.3UBC133.3 54.78UCA184.1 184.1IA0.766 0.766IB/ /IC0.766 0.767IAB0.282 0.282IBC/ /ICA/亮 度 比 较 一样五．实验注意事项1．每次接线完毕，同组同学应一遍，然后由指导教师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先接 线，后通电；先断电，后抓线的实验操作原则。? 2．星形负载作短路实验时，必须首先断开中线，以免发生短路事故。3．测量、记录各电压、电流时，注意分清它们是哪一相、哪一线，防止记错。3．说明在三相四线制供电系统中中线的作用，中线上能安装保险丝吗？为什么？ 说明在三相四线制供电系统中中线的作用，中线上能安装保险丝吗？为什么？ 可提供 220V 单相电。在不对称三相电路中, 各相负 答:三相四线制供电系统中的中性线的主要作用是， 载的电流(端电压)之间一般不存在大小相等,相位互差 120°的对称关系.这时中线两端电压 n′n ≠0, 这种现象称为中性点位移.当|n′n|较大时, 会造成负载端电压的严重不对称(有的相电压过高, 有的 过低), 可能使负载工作不正常, 甚至发生事故, 因此应尽量减小中线阻抗 Z n.一般而言, 由负载不对 称而引起的 Un′n 过高, 以中线断路最为严重, 为此, 中线上不能安装保险丝, 它们都应装在端线 上.七．实验报告要求p 在什么条件下成立？在三角形连接时， l 根据实验数据， 在负载为星形连接时， l 1． 根据实验数据， 在负载为星形连接时， 在什么条件下成立？在三角形连接时， 在什么条件下成立？ 在什么条件下成立？ 答：当三相对称负载作‘Ｙ’形联接时，公式成立；当三相对称负载作‘Δ’形联接时，成立。U = 3UI = 3I p2．用实验数据和观察到的现象，总结三相四线制供电系统中中线的作用； 用实验数据和观察到的现象，总结三相四线制供电系统中中线的作用； 相四线制供电系统中中线的作用 答：三相四线制供电系统中的中性线的主要作用是，可提供 220V 单相电。3．不对称三角形联接的负载，能否正常工作？实验是否能证明这一点？ 不对称三角形联接的负载，能否正常工作？实验是否能证明这一点？ 根据不对称负载三角形联接时的实验数据，画出各相电压、相电流和线电流的相量图， 根据不对称负载三角形联接时的实验数据，画出各相电压、相电流和线电流的相量图，并证实实验数 据的正确性。据的正确性。答：不对称三角形联接的负载，能够正常工作，由表 8-2 可知即使使用不对称的三角形连接，负载仍能 够正常工作。―16―
【电工实验报告答案】实验四测量项目 实验内容 US1 单独作用 US2 单独作用 US1, US2 共同作用 2US2 单独作用 表 4―２ 测量项目 实验内容 US1 单独作用 US2 单独作用 US1, US2 共同作用 2US2 单独作用 US1 (V) 12 0 12 0线性电路叠加性和齐次性验证US2 (V) 0 -6 -6 -12 I1 (mA) 8.65 1.19 9.85 2.39 I2 (mA) -2.39 -3.59 -5.99 -7.18 I3 (mA) 6.25 -2.39 3.85 -4.79 UAB (V) 2.39 3.59 5.98 7.18 UCD (V) 0.789 1.186 1.976 2.36 UAD (V) 3.18 -1.221 1.965 -2.44 UDE (V) 4.39 0.068 5.00 1.217 UFA (V) 4.41 0.611 5.02 1.222表 4―１ 实验数据一(开关 S3 投向 R3 侧)实验数据二(S3 投向二极管 VD 侧) US1 (V) 12 0 12 0 US2 (V) 0 -6 -6 -12 I1 (mA) 8.68 1.313 10.17 2.81 I2 (mA) -2.50 -3.90 -6.95 -8.43 I3 (mA) 6.18 -2.65 3.21 -5.62 UAB (V) 2.50 3.98 6.95 8.43 UCD (V) 0.639 0.662 0.688 0.697 UAD (V) 3.14 -1.354 1.640 -2.87 UDE (V) 4.41 0.675 5.16 1.429 UFA (V) 4.43 0.677 5.18 1.4351．叠加原理中 US1, US2 分别单独作用，在实验中应如何操作？可否将要去掉的电源（US1 或 US2）直接短接？ 答US1 电源单独作用时，将开关 S1 投向 US1 侧，开关 S2 投向短路侧； US2 电源单独作用时，将开关 S1 投向短路侧，开关 S2 投向 US2 侧。不可以直接短接，会烧坏电压源。2．实验电路中，若有一个电阻元件改为二极管，试问叠加性还成立吗？为什么？ 答：不成立。二极管是非线性元件，叠加性不适用于非线性电路（由实验数据二可知） 。实验五表 5－1 R2(Ω ) I (mA) U (V) 表 5－2 R2(Ω ) I (mA) U (V) 表 5－3 8.12 5.60 8.72 6.00 470 470电压源、电流源及其电源等效变换400 9.74 6.00 400 8.99 5.50 300 11.68 6.00 300 10.62 5.40 200 14.58 6.00 200 12.97 5.30 100 19.41 6.00 100 16.66 5.10 24.1 4.80 30.0 6.00 0 0电压源（恒压源）外特性数据实际电压源外特性数据理想电流源与实际电流源外特性数据R2(Ω ) RS=∞ U (V) RS=1KΩ I (mA) U (V)470 5.02 2.42 3.41 1..02 2.06 3.58 1..02 1.58 3.86 1..02 1.053 4.18 0..02 0.526 4.56 0.478 00 5.01 5.01 03．研究电源等效变换的条件 U(V) 图 5-4（a） 图 5-4（b） 图（a）计算 I S ? 4.82 4.83 I (mA) 24.1 24.1US ? 117.6(m A) RS图（b）测得 Is=123Ma 1． 电压源的输出端为什么不允许短路？电流源的输出端为什么不允许开路？ 答：电压源内阻很小，若输出端短路会使电路中的电流无穷大；电流源内阻很大，若输出端 开路会使加在电源两端的电压无穷大，两种情况都会使电源烧毁。2． 说明电压源和电流源的特性，其输出是否在任何负载下能保持恒值？ 答：电压源具有端电压保持恒定不变，而输出电流的大小由负载决定的特性； 电流源具有输出电流保持恒定不变，而端电压的大小由负载决定的特性； 其输出在任何负载下能保持恒值。3． 实际电压源与实际电流源的外特性为什么呈下降变化趋势，下降的快慢受哪个参数影 响？ 答实际电压源与实际电流源都是存在内阻的， 实际电压源其端电压 U 随输出电流 I 增大而 降低，实际电流源其输出电流 I 随端电压 U 增大而减小，因此都是呈下降变化趋势。下降快 慢受内阻 RS 影响。4． 实际电压源与实际电流源等效变换的条件是什么？所谓‘等效’是对谁而言？电压源与电流 源能否等效变换？ 答：实际电压源与实际电流源等效变换的条件为（1）实际电压源与实际电流源的内阻均为 RS； （2）满足 U S ? I S RS 。所谓等效是对同样大小的负载而言。电压源与电流源不能等效变换。实验六四．实验内容1、表 6-1 Uoc(V) 1.724 2、表 6-2 RL(?) 990 U(V) I(mA) 900 800戴维南定理和诺顿定理的验证Isc(mA) 3.29Rs=Uoc/Isc 524.00 2..132 1.089 1.042 0.987 0.922 0.844 0.636 0.484 0.484 0.282 1.137 1.209 1.302 1.408 1.535 1.685 1.867 有源二端网络等效电流源的外特性数据 900 800 1.03 700 600 500 0.83 400 300 2.08 200 2.37 100 2.74 0.974 0.908 0.735 0.623 0.472 0.2743、表 6RL(?) U(V) I(mA) ..196 1.286 1.389 1.512 1.657 1.834 表 6－ 有源二端网络等效电流源的外特性数据 900 800 700 600 500 400RL(?) 990 U(V) I(mA) 1.00 2..101 1.051 0.993 0.925 0.844 0.746 0.632 0.477 0..222 1.312 1.417 1.539 1.686 1.8634、Req= 516 (?) 6、UOC= 1.724 伏 RS=522 欧姆 7、UOC=1.731 伏六．预习与思考题1．如何测量有源二端网络的开路电压和短路电流，在什么情况下不能直接测量开路电 压和短路电流？ 答：当被测有源二端网络的等效内阻 RS 数值很大与选用的电压表内阻相近，或数值很 小与电流表的内阻相近时， 存在较大的测量误差时， 不适用开路电压和短路电流法测量； 此外存在某些输出不能短路的电路也不适合采用短路电流法测量。2．说明测量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。答：有源二端网络的开路电压 UOC 测量方法有：直接测量法（开路电压法） 、伏安法和零示 法。等效内阻的测量方法有：伏安法、直接测量法、半电压法、零示法。实验十二RC 一阶电路的响应测试1、 只有方波信号， 在满足其周期 T/2&=5τ 时， 才可在示波器的荧光屏上形成稳定的响应波 形。2、 τ =RC=0.1ms，τ 表征了电路响应时间的长短，采用图 12-2 或图 12-3 的图形测量法来 测量τ 的大小。3、 R、C 越大，τ 越大，电路的响应时间越长。4、 积分电路和微分电路的定义及具备条件见 44 页二-4，变化规律即波形见图 12-6。积分 电路可以使输入方波转换成三角波或者斜波， 微分电路可以使输入方波转换成尖脉冲 波，具体来说积分电路：1.延迟、定时、时钟 2.低通滤波 3.改变相角（减） ；微分电路1.提取脉冲前沿 2.高通滤波 3.改变相角（加） 。实验十九四．实验内容1．测量白炽灯的电阻交流电路等效参数的测量U 220V 110V C 4.3μ Ｆ 0.47μ Ｆ C 4.3μ Ｆ 0.47μ Ｆ U 180V 90V UI 0.111 0.085 I 220.3 219.9P 24.21 8.67 计算值 计算值 C Xc 0.297 741.75 4.2935μ Ｆ 0.038 .55μ Ｆ P 0.108 0.099 21.96 17.01 计算λ 0.924 0.7812．测量电容器的容抗白炽灯与电容器串联电路U Ur Uc I 220.1 203.8 77.74 220 171 135.4 I 0.111 0.085 U 220 188.5 P 24.21 8.67 UrL 174.2 129.43．测量镇流器的参数计算值 计算值 XL 计算值 L R 89.16 636.6 2.027H 89.24 681.59 2.171H Ur 104.8 110.4 I 0.268 0.189 P 30.23 20.9 计算λ 0.51 0.594．测量日光灯电路正常工作 启辉六．预习与思考题2．在 50Hz 的交流电路中，测得一只铁心线圈的Ｐ、Ｉ和Ｕ，如何计算得它的电阻值 及电感量？ 答：三表法，是用来测量５０Hz 交流电路参数的基本方法。计算的基本公式为电阻元件的电阻R ?UR P 或R ? 2 I I电感元件的感抗 X L ?UL XL ，电感 L ? I 2? f UC 1 ，电容 C ? I 2? fX C U X ，阻抗角 ? ? arctg R I电容元件的容抗 X C ?串联电路复阻抗的模 Z ?其中：等效电阻R?P ，等效电抗 X ? I2Z ? R224． 当日光灯上缺少启辉器时，人们常用一根导线将启辉器插座的两端短接一下，然后迅速 断开，使日光灯点亮；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？ 答：启辉器里的主要是一个双金属片，就是起到短接两端，然后温度高了自动断开，人工进 行这样的操作是一样的效果。也是用短接后断开产生比较高的电压让日光灯发亮实验二十一、 实验内容正弦稳态交流电路相量的研究1、 白炽灯与电容串联测 U(V) 109.6 量 95.49 值 UC(V) 53.24 109.3 计 U’(UR, UC 组成 Rt?) 算 值 ?U 0.3 ?U/U 0.27％UR(V)注：U’= UR2 + UC 2 2、 日光灯线路测量测 量 数 值 P(W) 启 辉 值 正常工作值 23.94 29.82 I(A) 0.215 0.267 U(V) 200.8 220 UL(V) 144.3 174.3 UA(V) 108.8 105.4 0.55 0.51 计 值 cos? 518 418 算 R(?) 测量值(选做） cos? L0.56 L0.513、 功率因数提高电容值 (?F) 0.47 1 1.47 2.2 3.2 4.3 6.5 P(W) 30.2 30.31 30.42 30.80 测 量 数 值 U(V) 220 220 220 220 Uc(V) 219.8 220 219.8 220.2 220.0 220.1 220.3 UL(V) UA(V) I(A) IC(A) IL(A) 29.86 219.8 173.4 105.5 0.237 0.039 0.269 174.1 104.6 0.211 0.078 0.268 173.9 104.9 0.188 0.113 0.269 174.3 104.2 0.161 0.165 0.269 174.2 104.1 0.149 0.239 0.269 174.3 104.1 0.177 0.319 0.268 174.6 103.8 0.296 0.480 0.268 计 算 I (A) 值 cos?’0.57 0.66 0.74 0.88 0.95 0.8 0..8 31.22 220.4二、 回答问题2、启辉器的作用是在日光灯预热结束后，产生瞬间的自感高电压，击穿灯管内 部的气体（含有汞蒸气的低压惰性气体） ，从而使灯管启动。灯管正常发光后， 启辉器就不起作用了。用一根导线将启辉器两端短接一下，迅速断开，也是为了 产生瞬间的自感高电压，从而使灯管启动。灯管正常发光后，拆下启辉器对灯管 没有影响，所以可以再用此启辉器去点亮其他同类型的灯管。3、电路的总电流是减小的，感性元件上的电流和功率基本没变化。4、提高功率因数就是要使负载的总无功功率减小，也就是要使容性的无功功率 增大，要增大电容。电容并联才可以增加电容量，所以要并联电容。所并的电容 也不是越大越好，超过一定值后，将导致功率因数下降，也称为过补偿。互感线圈-单相变压器实验参考答案互感线圈电路的研究 表1 同名端 测量数 据 (此 实验可 暂不 做)U12（V） 10 20 15U12（V）实测值 10.04 20.08 15.01U34（V） 8.07 16.30 12.16U13（V） 5.93 11.63 8.62U1（V） 15 20U1（V）实测值 15.09 20.10I1（A） 0.294 0.391U2（V） 12.61 16.69M（计算值） 0.137 0.136U1（V） 实测值 U1=20 V U2=20 VI1（A）L（计算 1 值）U2（V） 实测值I2（A）L（计算 2 值）M（计 算值）K（计算 值）20.100..69 20.090.136 0.390 0.互感系数 M 测量数据表 3耦合系数的测量数据【预习与思考题】1． 什么是自感？什么是互感？在实验室中如何测定？“自感”简单地说，由于线圈（导体）本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象， 叫做自感现象。线圈的自感系数 L,叫做自感。一个线圈因另一个线圈中的电流变化而产生感应电动势的现象称为互感现象。两个 回路之间相互作用的系数 M 称为它们的互感，是亨利（H） 。在实验室中，根据自感电势ＥＬ≈Ｕ＝ω ＬＩ，测出加在线圈上的电压Ｕ和流过 线圈的电流Ｉ，可求出自感Ｌ。根据互感电势Ｅ2M≈Ｕ20＝ω ＭＩ1， 将互感线圈的 Ｎ2 开路，Ｎ1 侧施加电压Ｕ1，测出Ｉ１、Ｕ２ ，可求出 M。2． 如何判断两个互感线圈的同名端？若已知线圈的自感和互感， 两个互感线圈 相串联的总电感与同名端有何关系？判断两个互感线圈的同名端：若已知线圈的绕法，可用右手螺旋定则判断；还可用楞次 定律直接判定。若不知道线圈的具体绕法，可用实验法来判定。若已知线圈的自感和互感， 两个互感线圈相串联， 如果它们产生的磁场的方向是一致的， 即第一个的非同名端与第二个的同名端相连接，则总电感 L=L1+L2+2M，其中的值为各自 的电感和互感。如果是同名端相连接，或非同名端相连接，则它们产生的磁场的方向是相反 的，L=L1+L2-2M。3． 互感的大小与哪些因素有关？各个因素如何影响互感的大小？ 两线圈的几何尺寸、形状、匝数、导磁材料的导磁性能及两线圈的相对位置 等会影响互感的大小。这几个因素会影响磁通量的变化，进而流过线圈的电 流大小会发生改变，由此影响互感的大小。
单相变压器特性的测试表1序号 1 2 3 4 5 实 U0（V） U0（V）实测值 43 38 36 34 25 43.13 38.17 36.05 34.12 25.16空载实验验 数 2.63 2.41 2.18 1.99 1.17 据 U2（V） 235.8 209.6 197.8 187.3 138.4cos ? 2I0（A） 0.178 0.138 0.121 0.108 0.075PO（W）0.35 0.46 0.51 0.55 0.64表2实 UK（V） 14.95 17.30 20.41 23.27 25.10 IK（A） 0.140 0.170 0.200 0.227 0.245短路实验验 数 0.141 0.172 0.202 0.229 0.246 据 PK（W ） 1.64 2.32 3.22 4.18 4.86cos ? k序号 1 2 3 4 5IK（A）实测值0.79 0.79 0.79 0.79 0.79表3 I2（A） I2（A） 实测值 U2（V）负载实验 (此实验可暂不做)0 0 72.280.190 0.190 55.140.200 0.202 53.090.210 0.210 51.910.220 0.220 50.270.230 0.230 48.590.235 0.235 47.81实验二十三一、实验内容1、负载星形联接中线 连接 每相灯 数 A B C三相电路电压、电流的测量负载相电压（Ｖ） UA UB64.13 64.28 63.43电流（A） IA0.068 0.068 0.067UNN@ 亮度比较 （V） A、B、C IN0.0 0.068 0.066 一样亮 一样亮 AC 一样 B 不亮 AC 一样 B 不亮 B暗 AC 一样 一样亮 AC 最亮 B 不亮UC63.17 63.70 63.20IB0.068 0.132 0.0IC0.069 0.069 0. 62.43 有 1 2 1 63.05 1 1断 开 断 开1 63.82 1 52.0.31.961 2 1 81.14 无 1 1 1 63.13 1短 路36.0...063.38 108.70.068 0....701 109.02、负载三角形联接每相灯数 A-B 1 1 B-C 1 2 C-A 1 3 相电压（Ｖ） UAB110.0 109.4线电流(Ａ) IA0.145 0.297相电流(Ａ) IC IAB0.086 0.086亮度 比较 一样亮 一样亮UBC110.0 110.0UCA109.3 108.0IB0.146 0.219IBC0.086 0.165ICA0.086 0..356二、回答问题1、当负载的额定电压等于电源的线电压，负载作三角形连接； 当负载的额定电压等于电源的线电压 1/ 3 ，负载作星形连接。2、 三相对称负载接成星形时， U L ? 3U P ,三相对称负载接成三角形时， IL ? IP ，。当三相负载不对称时，接成星形（有中线）U l ? 3U p ，???? ≠ ??P I I , U U L? 3 P L? P接成三角形??L = ??P ，???? ≠ 3??P 。3、中线的作用是保证三相不对称负载的每相电压等于电源的相电压（起均压作 用） 。中线不能安装保险丝，如果保险丝熔断中线就断路，就不能平衡各相负载 起到中线的均压作用了。
【电工实验报告答案】电子科技大学机械电子工程学院工程训练中心 2013 年 12 月PS：第四章是我自己查书和百度出来的答案，不保证对，错了不怪我哦。一. 电工基础实训一.填空题 1.电工仪表的测量方法误差主要是由仪表的 内阻 引起的。2.三相电路的供电形式主要包括 三相三线 制供电和 三相四线 制供电。3.功率表是用来测量 交流功率 的电工仪表， 其主要结构包括两个线圈电流 线 圈和 电压 线圈。4.三相四线制供电的三相对称电路一般可以用 一表 法测量其三相有功功率。5.三相三线制供电的三相电路一般可以用 两表 法测量其三相有功功率。6.交流电网三相电源的相序一般为 A 相―― B 相―― C 相。7.负序检测电路是用来判断 已知的三相电源的相序为正序还是负序 。8.确定两线圈的同名端可以采用 直流 法和 交流 法。9.变压器的基本原理是 电磁感应 原理。10.三相鼠笼式异步电动机又称为 三相感应 电动机。11.三相鼠笼式异步电动机的名牌数据为：380V/220V，Y/△。则当电源电压为 380V 时，三相定子绕组应该采用 Y 型连接。12.三相鼠笼式异步电动机的起动电流较大，约为额定电流的 二.单项选择题 1.常见的电工仪表不包括：( C ) A.数字万用表 B.交流电流表 C.剥线钳 D.瓦特计 2.万用表的功能不包括：( C ) A.测量直流电压 B.测量电阻 C.发出正弦波信号 4~7 倍。D.测量交流电流 3.测量电气设备的绝缘电阻时可以使用：( C ) A.万用表 B.电流表 C.兆欧表 D.电压表 4.进行毫安表量程扩展时，可以将外接电阻与基本表如何连接？( B ) A.串联 B 并联 C 既可以串联，也可以并联 D.无法实现 5.相序检测电路用以测量三相交流电源的：( A ) A.相序 B.相位 C.频率 D.幅值 6.两个线圈的相对位置变远，其互感系数变：( B ) A.大 B.小 C.不变 D.无法确定。7.两个线圈中插入铁棒铁心时，其互感系数变：( A ) A.大 B.小 C.不变 D.无法确定。8.变压器的基本功能不包括：( C ) A.改变交流电压B.改变交流电流 C.改变直流电压 D.改变等效阻抗 9.多绕组输出的变压器中，输出电压不相同的两个绕组：( B ) A.不允许串联 B.不允许并联 C.既不允许串联，也不允许并联 D.既可以串联，也可以并联 10.两表法是否可以用于三相四线制对称供电线路：（ A A.允许 B.不允许 C.有时允许，有时不允许 D.无法确定 三.判断题 1.一般要求电压表的内阻越小越好。( √ ) 2.万用表使用后，最好将转换开关置于最高交流电压档。( √ ) 3.正弦交流电的最大值等于有效值的 2 倍。( × 4.三相异步电动机是由定子和转子构成的。( ) ）√ )5.功率表不仅可以测量负载的有功功率，也可以测量无功功率。( √ ) 6.三相电源绕组的尾端接在一起的连接方式叫三角形连接。( × 7.三相电压或电流最大值出现的先后次序叫相序。( √ ) 8.用交流电压表测得的交流电压的数值是最大值。( × ) )二. 维修电工实训一.填空题 1.在电气控制布线的过程中需要使用 剪线钳 、 剥线钳 、改刀 等电工工具。2.如何根据试电笔的状态判断相线和零线试电笔灯泡亮为相线， 不亮时为零线 。3.布线操作结束后，应该先检查 有无漏接，多接，错接，电源是否短路 4.日光灯回路主要包括 镇流器 、 日光灯管 和 启辉器 。。5.三相负载的连接主要有 三角形 连接和 星形 6.Y 形接法的负载，线电压为 380V，则其相电压为 7.单相电度表含有两个线圈电压 线圈和 8.单相电度表的作用是连接。220 V。电流 线圈。。计量单相交流电路电能9.电气装置中急停按钮的作用是 遇有紧急情况时切断电源 。二.单项选择题 1.常见的电气元件不包括：( B ) A.自动空气开关 B.荧光灯 C.按钮 D.热继电器 2.常见的电工工具不包括：( D ) A.断线钳 B.螺丝刀 C.试电笔 D.接触器 3.试电笔的基本功能是：( A ) A.检验导线和电气设备是否带电 B.紧固和拆卸带电的螺钉 C.剪断较粗的电线 D.剥削电线线头 4.电流表的内阻应该：( A ) A.越大越好 B.越小越好 C.适中为好 D.不能太小 5.关于变压器的叙述错误的是：( D ) A.变压器可以进行电压变换B.有的变压器可变换阻抗 C.有的变压器可变换电源相位 D.变压器可进行能量形式的转化 6.相电压是( B )间的电压 A.相线与相线 B.相线与中性线 C.中性线与地 D.相线与地 7.三相四线制供电系统中，线电压指的是：( A ) A.两相线间的电压 B.零线对地电压 C.相线与零线电压 D.相线对地电压 8.C6140 普通车床中主轴电动机 M1 的主令控制电器是：( A ) A.按钮 B.接触器线圈 C.接触器常开触点 D.接触器常闭触点 9.三相电源绕组 Y 联结时，对外可输出( B )电压。A.1 种 B.2 种 C.3 种 D.4 种 10.一般在设备正常工作时，效率为（ A ）. A.小于 100% B.大于 100% C.等于 100% D.不确定三.判断题 1.螺丝刀按照头部形状可以分为一字形和十字形。( √ ) 2.验电前应先在有电设备上试验，确保验电器良好。( √ ) 3.剥线钳用于剪断较粗的电线或电缆。( × )4.电工刀刀柄无绝缘保护，不能用于带电作业，以免触电。( √ ) 5.C6140 普通车床中快速移动电动机 M3 采用的是点动控制。( √ ) 6.三相对称电路中，相电压超前相应的线电压 30 度。( × )7.三相负载作星形联结时，无论负载对称与否，线电流必等于相电流。( √ ) 8.三相电源绕组 Δ 联结时输出线电压不等于相电压。( × )三. 传感器与测量基础实训一.填空题 1.传感器是能感受（或响应）规定的被测量，并按照一定规律转换成可用信号输出 的器件或装置。2.非电量系统主要由传感器、测量电路、信息处理及显示装置组成。3.虚拟仪器的基本就是在测试系统或仪器设计中尽可能地用软件代替硬件。4.金属热电阻传感器是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温。5.热电阻用于测量时，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与 温度之间最好有线性关系。6.常用的力传感器有电阻应变片传感器和转矩传感器。7.霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的传感器。8.气敏传感器主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传 感器。9.变送器是将物理测量信号或普通电信号转换为标准电信号输出或能够以通讯协议 方式输出的设备。10.常见的液位变送器有浮球式液位变送器、 浮筒式液位变送器、 静压式液位变送器。二.单项选择题 1.传感器一般由敏感元件、转换元件和( D A.继电器 B.热敏元件 C.探头)3 部分组成D.基本转换电路 2.传感器的作用是：（ A ） A.将被测的非电物理量转换成与其有一定关系的电信号 B.将被测的电信号转换成与其有一定关系的非电物理量 C.将被测的电信号转换成与其有一定关系的电信号 D.将被测的非电物理量转换成与其有一定关系的非电物理量 3.常见的转速传感器不包括：( D A.交直流测速发电机 B.电容式转速传感器 C.光电式转速传感器 D.电磁式转速传感器 4.霍尔效应线位移传感器有接触器式、差动式、非接触式和( A.光栅式 B.磁电式 C.小位移式 D.大位移式 5.电阻应变片传感器的基本原理是 ( A.光电效应 B 热效应 C 电磁效应 D.电阻应变效应 6.制造热电阻的最好材料是：( A A.铂 B.铜 C.铝 D.银 7.下列有关虚拟仪器的说法错误的是：（ C. ） A.其基本思想是在测试系统中尽可能用软件代替硬件 ) D ) ？ D )等类型 )B.一种在通用计算机中运行的软件仪器 C.无法进行真正的物理量测量 D.可以由用户自行定义设计 8.下列有关光电式转速传感器的说法错误的是：（ A. ） A.将转速变化转变为输出电压大小的变化 B.将转速变化转变为输出电脉冲频率的变化 C.需要直流电源供电 D.是一种数字式的转速传感器 三.判断题 1．传感器获得信号正确与否，直接关系到整个测量系统的精度。( √ ) 2．非电量电测法使用电测技术对非电量进行测量。( √ ) 3．虚拟仪器必须在实际的测量仪器中才能测量。( × ) 4．热电偶的测温原理是利用热电偶电阻随温度变化的特性。( √ ) 5．光电式传感器有直射式和反射式两种。( × ) 6．当酒精气体浓度增加时，氧化锡半导体气敏传感器电阻变大。( × )四. 机电一体化基础实训一.填空题 1.可编程控制器简称 PLC ，主要由 中央处理单元 、 存储器 、 输入输出接 口 、 通信接口组成，是适用于生产现场的控制装置。2.可编程控制器的程序语言一般采用的是 梯形图 。3.在每次循环过程中，PLC 的工作可分为 5 个阶段内部处理 、 通信服务 、 输 入采样 、 程序执行 、 输出刷新 。4.下列语中，定时器 T37 的分辨率为_100_ms，定时的时间为 10 s。5.机械手主要由_手部_、 运动机构 、 控制系统 三大部分组成，其控制系统可以 由单片机、PLC、DSP、微机等智能设备实现。6.电梯控制实训中， 模拟电梯停在一层的方法是将一层指示灯 L1 所接的 PLC 输出 端 Q0.1 置 1 。二.判断题 1.存储器 M0.3 可以代表 Q0.3 点的输出。( √ ) 2.PLC 的输入模块用来控制执行器的动作，输出模块用来接收和采集外部信号。( × ) 3.当 PLC 在 RUN 状态时，它采用集中输入、集中输出、周期性循环扫描的方式反复 不断地重复执行用户程序，直至停机或切换到 STOP 工作状态。( √ ) 4.若 PLC 的输入点 I0.2 用连线接至开关 SQ2，则当开关 SQ2 合上（即置 1）时，输 入点 I0.2 处于置 1 并自锁的状态。( √ ) 5.PLC 程序中，一个定时器可以重复使用。( × ) )6.PLC 工作时，其输入输出端的公共端不用接电源。( × 三.单项选择题 CBCB 四.多项选择题 AC BD AC BD AC CD五. 数控机床电气故障诊断实训一.填空题 1.数控是数字程序控制的简称。用数字化信息对机床的运动及其加工过程进行控制 的机床称为数控机床。2.数控机床一般由输入/输出装置、数控装置、伺服驱动系统、机床电器逻辑控制装 置、检测反馈装置和机床主体及辅助装置组成。3.数控机床数控系统由数控加工程序、输入输出接口、CNC 装置、可编程控制器、 伺服驱动装置和检测反馈装置组成。4.数控机床进给伺服系统主要由伺服驱动控制系统与数控机床进给机械传动机构两 大部分组成。5.主轴电机通常有普通电机与标准主轴电机两种。6.机床进给机械传动机构通常由滚珠丝杠、机床导轨和工作台拖板等组成。7.伺服驱动控制系统，按照有无检测反馈元件，可分为开环、闭环两种控制方式， 而检测元件位置不同，闭环伺服系统又分为半闭环、全闭环。8.数控机床常见的电气故障主要有数控系统故障、伺服系统故障、位置检测装置故 障等。二.单项选择题 1.数控机床的核心部件是：( A A.数控装置 B.伺服驱动系统 C.输入/输出装置 D.PLC 2.直接测量机床工作台位移量并反馈给数控装置的伺服系统是：( B A.开环伺服系统 B.全闭环伺服系统 C.半闭环伺服系统 3.数控系统不包括：( C 装置 B.机床主体 C.I/O 接口 D.伺服和检测反馈装置 4.数控系统的主轴功能不包括：( A.主轴转速功能 B.同步运行功能 C.恒线速度切削功能 D.插补功能 5.数控机床调试工作不包括：( D ) D ) ) ))A.数控系统外观检查 B.机床总电源接通检查 C.CNC 电器箱通电检查 D.数控机床外电源安装 6.下列元件中既能用作速度检测反馈又能用作位置检测反馈的元件有（ D ） A.光栅 B.磁栅 C.旋转变压器 D.光电编码器 7. ( D )不属于数控机床电气故障常用的诊断方法A.敲击法 B.CNC 系统自诊断功能 C.报警指示灯显示故障 D.润滑油磨粒检测 8.交流异步电机的转速 n 与电源频率 f 的关系为（ B. ） A.f=60n/p B.n=60f/p C.n=50f/p D.n=30f/p 三.判断题 1.机床调试与维修的原理分析法是通过观察故障发生时的各种光、声、味等异常现 象确定故障点。( × ) 2.数控加工程序信息有两类，其中连续控制量送往机床逻辑控制装置。( × )3.变频器把电压、频率固定的交流电变换成电压、频率可调的交流电。( √ ) 4.交流异步电机的转速与电源频率 f 成反比关系。( × )}