电路理论实验指导书高等教育实验设计_高等教育-实验设计.pdf

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1、 1 实验一 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、进一步掌握仪器、仪表的使用方法。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。运用上述定律时必须注意电流的正方向，此方向可预先任意设定。三、实验设备 1、RXDI-1电路原理实验箱 1台 2、万用表 1台 四、实验内容及步骤 实验线路如图 A所示 图 A 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

2、示。2、分别将两路直流稳压电源（如：一路 U2为+12V电源，另一路 U1为 024V可调直流稳压源）接入电路，令 U1=6V、U2=12V。3、将电源分别接入三条支路中，记录电流值。2 4、用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，并记录。五、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 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、分析误差原因。4、实验总结。被测量 I 1(mA)I 2(mA)I 3(mA)U 1(V)U 2(V)U F A(V)U A B(V)U A D(V)U C D(V)U D E(V)计算值 测量值

3、 相对误差 表的使用方法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对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原

4、理说明任何一个线性 3 实验二 戴维南定理 有源二端网络等效参数的测定 一、实验目的 1、验证戴维南定理的正确性 2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法 二、原理说明 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（或称为含源二端口网络）。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，此电压源的电动势 ES等于这个有源二端网络的开路电压 U0C，其等效内阻 R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短路，理想电流视为开路）时的等效电阻。U0C和 R0称为有源二端网络的等效参数。2、有源二端网络等效参数的测

5、量方法（1）开路电压、短路电流法 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 U0C，然后将其输出端短路，用电流表测其短路电流 ISC，则内阻为 R0=UOC/ISC（2）伏安法 用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图 A 所示。根据外特性曲线求出斜率 tg，则内阻 RO=tg=U/I=UOC/ISC 图 A 图 B 用伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值 IN时的输出端电压值 UN，则内阻为 RO=UOC-UN/IN 若二端网络的内阻值很低短路电流很大时，则不宜测短路电流。（3）半电压法 如图 B所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，负载电阻（负载电阻由万用表

6、测量），即为被测有源二端网络的等效内阻值。（4）零示法 表的使用方法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对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确

7、性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原理说明任何一个线性 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 C所示。图 C 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。图 D 三、实验设备 1、RXDI-1电路原理实验箱 1台 2、万用表 1台 四、实验内容及步骤 被测有源二端网络如图 D（a）所示。1、用开路电压、短路电流法测定戴维南

8、等效电路的 UOC和 RO。按图 D（a）电路接入稳压电源 ES和恒流源 IS及可变电阻 RL，测定 UOC和 RO。U O C(V)I S C(mA)R O=U O C/I S C()被测有源网络ER0V稳压电源U表的使用方法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对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源

9、及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原理说明任何一个线性 5 2、负载实验 按图 D(a)改变 RL阻值，测量有源二端网络的外特性。3、验证戴维南定理 用一只 10K的电位器，将其阻值调整到等于按步骤 1 所得的等效电阻 R0之值，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 D（b）所示，仿照步骤“2”测其外特性，对戴维南定理进行验证。R L()0 U（V）I（mA）4、测定有源二端网络等

10、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（将电流源断开，短路电压源），然后用伏安法或者直接用万用电表的欧姆档去测定负载RL开路后输出端两点间的电阻，即为被测网络的等效内阻 RO或称网络的入端电阻 R1。5、用半电压法和零示法测量被测网络的等效内阻 R0及其开路电压 UOC，电路及数据表格自拟。五、实验注意事项 1、注意测量时及时更换电流表量程的。2、步骤“4”中，电源置零时不可将稳压源短接。3、用万用表直接测 R0时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表。4、改接线路时，需关掉电源。六、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

11、析产生误差的原因。2、根据步骤 1、4、5，用各种方法测得的 UOC、RO和预先的电路计算的结果作比较，你能得出什么结论 3、总结实验结果。R L()0 U（V）I（mA）表的使用方法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对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任

12、一个闭合回路验证的正确性分析误差原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原理说明任何一个线性 6 实验三 RC 一阶电路响应测试 一、实验目的 1、测定 RC一阶电路的零输入响应，零状态响应及完全响应 2、学习电路时间常数的测定方法。3、掌握有关微分电路和积分电路的概念。4、进一步学会用示波器测绘图形。二、原理说明 1、动态网络的过渡过程是十分短暂的单次变化过程，对时间常数的 较大的电路，可用慢扫描长余辉示波器观察光点移动的轨迹。然而能用一般的双踪示波器观察过渡过程和测量有关的参数，必须使这种单次变化的过程重

13、复出现。为此，我们利用信号发生器输出的方波来模拟阶跃激励信号，即令方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；方波下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号，只要选择方波的重复周期远大于电路的时间常数，电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的影响和直流电源接通与断开的过渡过程是基本相同的。2、RC一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数。3、时间常数的测定方法 图 A所示电路 图 A 用示波器测得零输入响应的波形如图 A(b)所示。根据一阶微分方程的求解得知：UC=Ee-t/RC=Ee-t/当 t=时，U0（）=表的使用方法二原理说明基尔霍夫定

14、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对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原理说明任何一个线性 7 此时所对应的时间就等

15、于。亦可用零状态响应波形增长到所对应的时间测得，如图 A(C)所示。4、微分电路积分电路是 RC一阶电路中较典型的电路，它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。一个简单的 RC串联电路，方波序列脉冲的重复激励下，当满足=RC T/2 时（T为方波脉冲的重复周期），且由 R端作为响应输出，如图 B（a）所示。这就构成了一个微分电路，因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比。若将图 B（a）中的 R与 C位置调换一个，即由 C端作为响应输出，且当电路参数的选择满足=RC T/2 条件时，如图 B（b）所示即构成积分电路，因为此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。从输

16、出波形来看，上述两个电路均起着波形变换的作用，请在实验过程中仔细观察与记录。图 B 三、实验设备 1、RXDI-1电路原理实验箱 1台 2、双踪示波器 1台 四、实验内容及步骤 实验线路板的结构如图 C所示，认清 R、C元件的布局及其标称值，各开关的通断位置等。图 C 一阶实验线路板 表的使用方法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对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压

17、源接入电路令将电源分别接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原理说明任何一个线性 8 1、选择动态线路板 R、C元件，令（1）R=10K C=3300PF 组成如图 C（X）所示的 RC充放电电路，U为函数信号发生器输出，取 Um=3V，f=1KHz的方波电压信号，并通过两根同轴电缆，将激励源 Ui和响应 U0的信号分别连至示波器的两个输入口 YA和YB，这时可在示波器的屏幕上观察到激

18、励与响应的变化规律，求测时间常数，并描绘 U及 UC波形。少量改变电容值或电阻值，定性观察对响应的影响，记录观察到的现象。（2）令 R=10K C=F，观察并描绘响应波形，继续增大C之值，定性观察对响应的影响。2、选择动态板上 R、C元件，组成如图 B（a）所示微分电路，令 C=F，R=1K。在同相的方波激励信号（Um=3V，f=1KHz）作用下，观测并描绘激励与响应的波形。增减 R 之值，定性观察对响应的影响，并记录，当 R增至 1M时，输入输出波形有何本质上的区别 五、实验报告 1、根据实验观测结果，在方格纸上绘出 RC一阶电路充放电时 UC的变化曲线，由曲线测得 值，并与参数值的计算结果

19、作比较，分析误差原因。2、根据实验观测结果，归纳、总结积分电路和微分电路的形成条件，阐明波形变换的特征。3、实验总结。实验四 互感电路实验 表的使用方法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对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差

20、原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原理说明任何一个线性 9 一、实验目的 学会判别互感线圈同名端和异名端，互感系数以及耦合系数的测定方法。二、原理说明 1、判断互感线圈同名端的方法（1）直流法 如图 A所示 图 A 当 A1、B两点接通瞬间，若毫安表指针正偏，则可断定“1”、“3”为同名端；指针反偏，则“1”、“4”为同名端。（2）交流法 如图 B所示：图 B 如图 B所示，将两线圈 N1和 N2的任意两端（如 2、4 端）联在一起同，在其中的一个线圈（如N1）两端加一个低压交流电压 AC8V，另一线圈

21、开路，（如 N2），用交流电压表分别测出分端电压U13、U12、U34，若 U13是两个绕组端压之差，则 1、3 是同名端；若 U13是两绕组端压之和，则 1、4 是同端。2、两线圈互感系数的测定 如图 B在 N1侧加低压交流电压 U1、N2侧开路，测出 I1及 U2，根据互感电势 E2mU20 WMI1可算出互感系数为：M=U2/WI1 3、耦合系数的测定 表的使用方法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对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电

22、流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原理说明任何一个线性 10 两个互感线圈耦合松紧的程度大来 K表示，如图；先在 N1侧加低压交流电压 U1（AC8V），测出 N2侧开路时的电流 I1；然后再 N2侧加电压 U2，测出 N1侧开路时的电流，求出各自的 L1和 L2，算得 K值。三、实验

23、设备 1、RXDI-1电路原理实验箱 1台 2、万用表 1台 四、实验步骤 1、分别用直流法和交流法测定互感系数的同名端。（1）直流法 实验线路如图 C所示 图C 将 N1侧串入直流数字电流表（2A档），U为可调直流稳压电源，调至 6V然瞬间闭合开关 S；观察在开关闭合的瞬间，毫安表正、负读数的变化，来判定 N1和 N2两线圈的同名端。（2）交流法 按实验电路如图 D所示 图 D 将 N1串接电流表（2A交流电流表）U1接 AC8V，N2侧开路，用交流电压表测量 U13、U12、U34判定同名端。拆去连线，并将相接，重复上述步骤，判定同名端。2、自感系数 M的测定 拆除 2、3 连线，测 U1

24、、I1、U2，计算出 M。表的使用方法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对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数

25、的一般方法二原理说明任何一个线性 11 3、耦合系数 K的测定 将低压交流 AC8V加在 N2侧，N1侧开路，按步骤 2 测出 U2、I2、U1值，用万用表 200 档分别测出 N1和 N2线圈的电阻 R1、R2，计算 K值。五、实验注意事项 1、为避免互感线圈因电流过大而损坏，注意 N2必须接 AC8V。2、不允许低压交流电源短路。六、实验报告 1、总结对互感线圈同名端、互感系数、耦合系数的测定方法。2、自拟测试表格完成计算任务。3、实验报告。表的使用方法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

26、点而言应有对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原理说明任何一个线性 12 实验五 三相交流电路电压、电流的测量 一、实验目的 1、掌握三相负载作星形连接，三角形连接的方法，验证这两种接线下线、相电压，线、相电流

27、之间的关系。2、充分理解三相四线供电系统中中线的作用。二、原理说明 三相电路中的电流有相电流与线电流之分，每相负载中的电流称为相电流表示为 IP，每根线中的电流称为线电流表示为 IL。1、三相负载接成星形（又称“Y”接法）：线电压 UL是相电压 Up的3倍。线电流 IL等于相电流 Ip ，既 UL=3Up IL=Ip 中性线电流 WVUNIIII，当三相负载对称时流过中线的电流 IO=0，所以可以省去中线。2、当对称三相负载作形连接时：有 UL=Up，IL=3Ip 。不对称三相负载作 Y连接时，必须采用三相四线制接法，即 Y接法。而且中线必须牢固连接，以保证三相不对称负载的每相电压维持不变。倘

28、若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的一相的相电压过高，使负载遭受损坏，负载重的一相的相电压过低，使负载不能正常工作。尤其是对于三相照明负载，无条件的一律采用 Y接法。对于不对称负载作接法时，I13Ip ，但只要电源的线电压 Ui对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各项负载工作没有影响。三、实验设备 1、交流电压表 1 2、交流电流表 1 3、白炽灯 15W/220V 9 四、实验内容 1、三相负载星形连接（三相四线制供电）按图 7-1 连接实验电路，即三相灯组负载接成星形接法。1、三相负载星形连接（三相四线制供电）按图 7-1 连接实验电路，即三相灯组负载接成星形接法。（1

29、）三相负载平衡时，每相都接入两盏灯泡，检查无误后接入电源。分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、中线电流，记录数据。2）三相负载不平衡时，一相接入一盏灯泡，其余两相接入两盏灯泡，检查无误后接入电源。分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、中线电流，记录数据。表的使用方法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对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别

30、接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原理说明任何一个线性 13 图 7-1 3、三相负载三角形连接（三相三线制供电）图 7-2 按图 7-2 连接实验电路，检查无误后接入电源。分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、线电流，记录数据。五、注意事项 1、本实验采用三相交流电，线电压为 380V，应穿绝缘鞋进入实验室。实验时要注意人身安全，不可触及导电部分，防止意外事故发生。表的使用方

31、法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对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原理说明任何一个线性 1

32、4 2、每次接线完毕，都应由指导老师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先接线，后通电；先断电后拆线的实验操作原则。六、实验报告 1、用实验测得的数据验证对称三相电路中的3倍关系。2、用实验数据和观察到的现象，总结三相四线供电系统中中线的作用。3、不对称三角形连接的负载，能否正常工作实验是否能证明这一点 4、写出实验报告。表的使用方法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对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压

33、电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原理说明任何一个线性 15 实验六、功率因数及相序的测量 一、实验目的 1、掌握三相交流电路相序的测量方法。2、熟悉功率因数表的使用方法，了解负载性质对功率因数的影响。二、原理说明 图 9-1为相序指示电路，用以测定三相电源的相序 U、V、W。它是由一个电容器和两个瓦数相同白炽灯连接成的星形

34、不对称三相负载电路。如果电容器所接的是 U相，则灯光较亮的是V相，较暗的是 W相。（相序是相对的，任何一相均可作为 U相，但 U相确定后，V相和 W相也就确定了）。图 9-1 为了分析问题简单起见，设XC=RV=RW=R UU=UP0=UP 则 RRjRRjURjUjRUUPPPNN11112321123211 6.02.02321jUjUUUUPPNNVV PPUjU06.10149.1)466.13.0(6.02.02321jUjUUUUPPNNWW PPUjU04.1384.0)266.03.0(由于 UVUW,故 V相灯光较亮。三、实验设备 1、交流电压表 1 2、交流电流表 1 3、

35、功率因数表 1 4、电容器（1F,F）各 1 5、白炽灯组负载（220V/15W）3 6、电感线圈（15W 日光灯镇流器）1 四、实验内容 表的使用方法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对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差

36、原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原理说明任何一个线性 16 1、相序的测定（1）按图 9-1 接线，取 220V/15W白炽灯两只，1F/450V 电容器一只，输入三相交流电源，观察两只灯泡发亮的状态，判断三相交流电源的相序。（2）将电源线任意间调换两相后在接入电路。观察两灯的明亮状态，判断三相交流电源的相序。2、电路功率（P）和功率因数（cos）的测定 按图接线，接通电源，输入 AC220V，观测电压表、电流表、功率因数表的读数，并记录。分析负载特性。图 9-2 开关 状态 测量值 计算值 负载 特

37、性 U（V）UR（V）UL=UC（V）I（A）P（W）cos cos S1合 S2、S3随意 S2合 S1、S3随意 S3合 S1、S2随意 S2合 S3合、S1断 五、注意事项 本实验为强电实验，注意安全。每次改接线路都必须先断开电源。六、实验报告 1、简述实验线路的相序检测原理。2、根据 V、I、P三表测定的数据，计算出 cos，并与 cos 的读数比较，分析误差原因。3、分析负载性质对 cos 的影响。c os*AVW*AC220VRCSLSS321表的使用方法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

38、的任一个节点而言应有对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原理说明任何一个线性 17 交 流 部 分 一、概 述 交流电路实验箱是根据“电工基础”“电路原理”“电路分析”等课程所开发设计的强电类典型实验项目而设计

39、的。版面设有 Y型和型变化法的三相灯组负载，日光灯实验组件，单相铁心变压器，电流互感器，R L C 元件组，三相四线输入接线端子，三相电流插座，三相双掷开关及各种带绝缘护套的连接插头线，数字交流电压表、数字交流电流表、智能型多功能数字功率、功率因数表等。设计合理紧凑，操作方便。二、技术性能指标 1、工作电源：三相四线 AC380V 10 50Hz 180VA 2、使用环境条件：温度-10-40 湿度80 3、实验箱外型尺寸：520mm 390mm 180mm 4、数字交流电压表：三位半 LED数码管显示，测量范围 AC0 450V，精度级。5、数字交流电流表：三位半 LED数码管显示，测量范围

40、 AC0 2A，精度级。6、智能数字功率、功率因数表：可测试：视在功率、有功功率、无功功率、电流、电压、频率、功率因数，精度级。产品的主要性能特点：本仪表可应用于交流功率或直流功率的测量与控制。、五位 LED数码管显示，前四位显示测量参数，从到 19999KW，六档量程自动转换，最小分辨力为（10mW），末位数码管显示测量参数的单号符号。、视在功率、有功功率、无功功率、电流、电压、频率、功率因数等参数通过按钮可轮换显示。、仪表具有上、下限报警控制功能，内置继电器及蜂鸣器；用户可根据需要自行选择设置视在功率、电流、电压报警。主要技术指标：功率测量范围、19999W、1KW 9999KW 电流测量

41、范围 1.000A9999A任意量程可设置 电压测量范围 单量程 基本误差（1%量程+5个字）环境条件 工作温度：040 相对湿度80RH 显示字高 LED 红色 三、操作方法及说明 1、将该仪器三相电源插头插入三相电源插座。插入前，要先检查电源应是三相四线 380V。接入后面板上三相电源接线端子带电，方可引出使用。使用时要从保险管右边“U、V、W、N”引出。表的使用方法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对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电

42、流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原理说明任何一个线性 18 2、打开仪表部分船形开关，仪表带电工作，方可使用，电压、电流表使用时正确接入即可；功率、功率因数使用说明如下。仪表的面板上设有 5 个 LED指示灯、3 个设定控制按狃（分别为 K4、K1、K2、K3）、1 个蜂鸣器自锁开关

43、 K4。High 指示灯亮：表示上限报警控制信号输出状态。Low 指示灯亮：表示下限报警控制信号输出状态。有功 指示灯亮：表示仪表显示读数以 KW（千瓦）为单位。无功 指示灯亮：表示仪表显示读数为无功功率。K1键为在设定状态下为功能设定键及确认键。K2键在设定状态下为左右移位键（）；在测量状态为视在功率、有功功率、无功功率显示功能选择键。K3 在设定状态下为数字设定键和功能转换键（）；在测量状态下为功率、电压、电流、频率、功率因数显示功能选择键。显示部分：末位数码管为被测参数符号指示管，“P”表示功率，“H”表示频率，“C”表示功率因数，“A”表示电流，“V”表示电压。1、在功率测量状态下，如

44、果功率值超过 9999W，仪表的KW 指示灯亮，此时仪表显示读数以KW（千瓦）为单位。2、测量状态下，末位数码管显示“P”，仪表显示值为视在功率；按 K2键有功 指示灯亮，此时仪表显示值为有功功率值；按 K2键无功 指示灯亮，此时仪表显示值为无功功率值；再次按下 K2键，无功 指示灯灭，表示恢复视在功率测量。3、测量状态下，末位数码管显示“P”，仪表显示值为视在功率；按 K3键，末尾数码管显示“U”，此时仪表显示值为电压值；按 K3键，末位数码管显示“A”，此时仪表显示值为电流值；再按 K3键，末位数码管显示“H”，此时仪表显示值为频率值；按 K3键，末位数码管显示“C”，此时仪表显示值为功率

45、因数值，按下 K3键，末位数码管显示“P”，此时仪表显示值为功率值。4、报警：显示到达设置值后，High 指示灯亮：表示上限报警控制信号输出状态；或 Low指示灯亮：表示下限报警控制信号输出状态；蜂鸣器发出报警音，同时表内继电器吸合或断开，输出控制信号。表的使用方法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对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别接入三条支

46、路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原理说明任何一个线性 19 四、使用注意事项 1、根据不同的连接方法选择合适的电源（220V或 380V）。2、实验时，不使用的仪表可以暂时关掉，减少不必要的损耗。3、接线一定要经过三刀双掷开关，以防出现问题时及时切断电源。4、实验时，若发现异常现象，应立即关断电源查找原因，排除故障，切记不允许在通电的情况下查找原因。5、实验过程中如果需要更改接线时，必须切

47、断电源后才能拆接线，以免触电。6、实验完毕，必须先关掉电源，拔出电源插头，并将仪器设备工具导线等按规定整理好。五、实验项目 实验八、日光灯电路实验、改善功率因素实验 实验九、变压器同名端判断 实验十、三相交流电路电压、电流及功率的测量 实验十一、三相交流电路功率的测量 实验十二、功率因数及相序的测量 表的使用方法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对任何一个闭合回路而言应有运用上述定律时必图所示图实验前先任意设定三条支路的电流参考方向如图中的所示分别将两路直流稳压电源如一路为电源另一路为可调直流稳压源接入电路令将电源分别接入三条支路中记录电流值用电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值验数据选定实验电路中的任一个闭合回路验证的正确性分析误差原因实验总结实验二戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一实验目的验证戴维南定理的正确性掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二原理说明任何一个线性