电路原理实验指导书.doc

电路原理 实 验 指 导 书 张毅编沈阳大学信息工程学院 目录 实验一：基尔霍夫定律的验证1实验二：叠加定理的验证3实验三：戴维南定理的验证5实验四：常用电子仪器的使用 6实验五：一阶动态电路的研究 12实验六：功率因数的提高 14实验七：互感电路观测 17实验八：三相交流电路电压、电流的测量 20实验九：三相电路功率的测量 23实验十：双口网络测试 26课程编号： 11261041、11261042 课程类别：学科必修适用层次： 本科 适用专业：课程总学时：96 适用学期:第3、4学期 实验学时： 20 开设实验项目数：10撰写人： 陈瑶 审核人： 张明 教学院长：范立南实验一 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. 学会用电流插头、插座测量各支路电流。3. 加深对参考方向的理解。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每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。即对电路中的任一个节点而言，应有I0；对任何一个闭合回路而言，应有U0。运用上述定律时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此方向可预先任意设定。三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1直流可调稳压电源030V二路2万 用 表1 3直流数字电压表0200V14基尔霍夫定律实验电路板DGJ-031 5直流数字毫安表0-2000mA1四、实验内容利用DGJ-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。图1-11. 分别将两路直流稳压电源接入电路，令 U16V，U212V。（先调准输出电压值）2. 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I1、I2、I3的方向已设定。三个闭合回路的电流正方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。3. 熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“、”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I1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)UFA(V)UAB(V)UAD(V)UCD(V)UDE(V)计算值测量值相对误差五、实验注意事项1. 本实验线路板系多个实验通用，DGJ-03上的K3应拨向330侧，三个故障按键均不得按下。2所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。 U1、U2也需测量，不应取电源本身的显示值。3. 防止稳压电源两个输出端碰线短路。4. 用指针式电压表或电流表测量电压或电流时， 如果仪表指针反偏，则必须调换仪表极性，重新测量。此时指针正偏，可读得电压或电流值。若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值。但应注意：所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。六、预习思考题1. 根据图1-1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。2. 实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，在什么情况下可能出现指针反偏，应如何处理？在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行测量时，则会有什么显示呢？七、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. 将支路和闭合回路的电流方向重新设定，重复1、2两项验证。4. 误差原因分析。5. 心得体会及其他。实验二 叠加定理的验证一、实验目的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。二、原理说明叠加原理指出：在有多个独立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独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K 倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。三、实验设备序号名 称型号与规格数量备 注1直流稳压电源030V可调二路2万用表1 3直流数字电压表0200V14直流数字毫安表0200mA15迭加原理实验电路板1DGJ-03四、实验内容实验线路如图2-1所示，用DGJ-03挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。 1图 2-11. 将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。2. 令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2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。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2-1。4. 令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧）， 重复上述的测量和记录，数据记入表2-1。5. 将U2的数值调至12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入表2-1。6. 将R5（330）换成二极管 1N4007（即将开关K3投向二极管IN4007侧），重复15的测量过程，数据记入表2-2。表 2-1测量项目实验内容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U1单独作用U2单独作用U1、U2共同作用2U2单独作用 表 2-2测量项目实验内容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U1单独作用U2单独作用U1、U2共同作用2U2单独作用五、实验注意事项1. 用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极性，正确判断测得值的、号后，记入数据表格。2. 注意仪表量程的及时更换。六、预习思考题1. 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？2. 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？七、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. 通过实验步骤6及分析表格2-2的数据，你能得出什么样的结论？3. 心得体会及其他。实验三戴维南定理一、实验目的与要求：1. 通过实验，体会等效电路的概念及等效电路获得办法。 2. 进一步体会戴维南定理在解复杂电路中思想方法。二、实验类型：设计三、实验原理及说明：1. 自拟一复杂电路，给出电路具体参数及设定，求某一支路电流 。2. 通过实验的方法，获得电压源模型。3. 通过实验的方法得到题的解答。四、实验仪器：由实验室提供实验电源、电阻、电压表等实验所需各种器件五、报告要求：1. 对上述实验写清实验步骤。2. 总结实验数据。3. 比较理论计算与实验结果。4. 总结戴维南定理解题思想。实验四 常用电子仪器使用一 实验目的 1 . 了解示波器原理，初步学习示波器的使用方法。 2. 学会正确使用数控智能函数信号发生器。二 COS5041型双踪示波器 COS5041型双踪示波器是一种能同时显示两个波形晶体管小型示波器，它便于同时观察和比较两个信号波形的各项参数。该仪器还可以任意选择某通道单独工作，进行单独显示。常用控制装置（见附图4-1）（一）示波管控制部分3 电源开关2 电源指示灯4 辉度（扫描线亮度）调节旋钮6 聚集调节旋钮8 标尺亮度调节旋钮（二） 垂直输入控制部分 11 （18） 通道1（通道2）输入插口 10 （19） 输入偶合方式选择开关 AC 交流偶合GND 接地DC 直流偶合12 （16） 输入灵敏度选择开关（5mV到5V共10挡） 13 （17） 垂直灵敏度微调旋钮（CAL D为校准位置，拉出来灵敏度为原来5倍）9 （20） 扫描线垂直位置调节旋钮14 工作方式选择开关CH1 通道1CH2 通道2DUAL 双踪方式（同时显示通道1和通道2的波形）ADD 叠加方式（旋钮20推入时显示CH1+ CH2，旋钮20拉出时显示CH1-CH2）（三） 触发控制部分23 外触发信号输入插座26 触发信号选择开关CH1 通道1输入作为触发信号CH2 通道2输入作为触发信号EXT 外触发输入作为触发信号25 触发信号偶合方式选择开关AC 交流偶合HFREJ 交流低通偶合TV 电视方式偶合24 触发极性选择开关+ 正半周触发- 负半周触发22 触发电平调节旋钮21 延迟时间调节旋钮（四） 时基触发控制30 扫描时间选择开关31 扫描时间微调旋钮 （CAL D为标准信号，拉出为10倍）32 水平位置调节旋钮28 扫描方式选择开关AUTO 自动扫描 NOME 一般扫描 SINGLE 单次扫描29 扫描模式选择开关A 正常扫描 A INT 局部放大B 延迟扫描 B TRIG 连续或触发延迟（五） 其它部分1 标准信号输出（2VP-P ，1000Hz）15 接地端 基本操作方法接通电源之前，先检查电源是否符合要求。然后按下表调解各控制开关和旋钮的位置：（图中所示位置即是初始位置）标 号 英 文 标 注 名 称 位 置3 POWER 电源开关 关（未按下）4 INTEN 辉度调节旋钮 顺时针（3点位置）6 FOCUS 聚集调节旋钮 中间（12点位置）8 ILLUM 标尺亮度调节旋钮 逆时针（9点位置）14 VERT MODE 输入工作方式选择开关 CH19 POSITION 垂直位置调节旋钮 中间位置，推入12 VOLTS/DIN垂直灵敏度选择开关500mV/DIV13 VARIABLE 垂直灵敏度微调选择开关AC26 SOURCE 触发信号选择开关CH125 COUPLING 偶合方式选择开关AC24 SLOPE 触发极性选择开关+22 LEVEL触发电平调节旋钮初始位置（LOCK）21 HOLDOFF 延迟时间调节旋钮顺时针28 SWEEP MODE 扫描方式选择开关AUTO29 HOR DLSPLAY扫描模式选择开关A30 TDME/DIV扫描时间选择开关0.5mcec/DIV31 VARIBLE扫描时间微调旋钮 CAL, D32 POSITION 水平位置调节旋钮中间位置然后按下列步骤操作：1、按下开关电源按钮3，接通电源，确认指示灯2亮。大约20秒之后，扫描线出现在屏上。如果60秒之后扫描线仍未出现，重复上述步骤。2、调节辉度旋钮4和聚集旋钮6，使扫描线具有合适的亮度和宽度。3、将随机配探头电缆插头接到探头通道1输入插座11上。4、将探头中心探头接到标准信号输出端1上屏幕上将出现周期性的方波信号。COS50-41型双踪示波器附图4-15、调节垂直位置调节旋钮9和水平位置调节旋钮32，移动波形使之便于读数。6、读出显示波形的峰-峰值和周期，读数方法如下：幅值=格数开关位置（V/DIV或mV/DIV）周期=格数开关位置（S/DIV或mS/DIV）标准信号应为2V,1000Hz(T=1ms) 7、将探头接到其他待测信号上，调节垂直输入灵敏度选择开关12、垂直灵敏度微调旋钮13、扫描时间选择开关30和扫描时间微调旋钮31，使波形的大小和位置便于观察。 8、当波形在水平方向不稳定时，可通过调节扫描微调旋钮31和触发电平调节旋钮22使其稳定。9、读数时应将微调旋钮13和31旋至位置，按照步骤5和6读数。以上操作步骤是针对所用通道1进行观察加以说明，当使用通道2时，操作步骤基本相同。三 数控智能函数信号发生器该信号源以单片机为核心的数控式函数信号发生器。它可输出正弦波、三角波、锯齿波、矩形波、四脉方列和八脉方列等六种信号波形。通过面板上键盘的简单操作，就可以很方便地连续调节输出信号频率，并用绿色LED数码管直接显示输出信号的频率值。本仪器还有频率计的功能。1、 主要技术指标（1）输出频率范围：正弦波为1Hz-150KHz：三角波和锯齿波为1Hz-10KHz：四方列和八脉方列固定为1Hz。频率调整步幅：1Hz-1KHz为1Hz：1KHz-10KHz为10Hz：10KHz-150KHz为100 Hz。（2）输出脉宽调节：占空比固定为1：1、1：3、1：5、1：7四档。输出脉冲前后沿时间小于50ns。（3）输出幅度调节范围：A口 15mV-17. 0 Vpp,B口 0-0.4Vpp (4) 输出阻抗：大于50欧姆。 （5）频率测量范围：1Hz-200KHz2、使用操作说明： （1）操作键盘和显示屏： A B 正 三 锯 矩 四 八 弦 角 齿 形 脉 脉波 波 波 波 方 方 形 形 形 形 列 列 波 形 脉宽 测频取消 A口 粗 中 细 B口/ B口 粗 中 细 B口/ B口 操作键盘示图 频率显示（Hz） 。 。 占空比显示 内部基准显示（V） 图4-2（2）输入、输出接口：模拟信号（包括正弦波、三角波和锯齿波）从A口输出；脉冲信号（包括矩形波、四脉方列和八脉方列）从B口输出；（3）开机后的初始状态：选定为正弦波形，相应的红色LED指示灯亮；输出频率显示为1KHz；内部基准幅度显示为5V。（4）按键操作：包括输出信号的选择频率的调节、脉冲宽度的调节、测频功能的切换操作（对照图4-2） d 1按“A口”、“B口/B或B口/B”，选择输出端口。 d 2操作“波形”、“A口”及“B口/B（或B口/B）”键，选择波形输出，六个LED发光二极管将分别指示当前输出信号的类型。 d 3在选定矩形波后，按“脉宽”键，可改变矩形波的占空比。此时图二中的用以显示占空比的数码管将依次显示1：1，1：3， 1：5，1：7。 d 4按“测频/取消”键，本仪器的频率显示窗便转换为频率计的功能。即图二中的六只频率显示数码管将显示接在面板“信号输入口”处的被测信号的频率值（“信号输出口”仍保持原来信号的正常输出）。此时除“测频/取消”键外，按其它的键均无效；只有再按过“测频/取消”键，撤消测频功能后，整个键盘才可恢复输出信号的控制操作。 d 5按“粗”键或“粗”键，可单步改变（调高或调低）输出信号频率值的最高位。 d 6按“中”键或“中”键，可连续改变（调高或调低）输出信号频率值的次高位。d 7按“细”键或“细”键，可连续改变（调高或调低）输出信号频率值的第二次高位。（5）输出幅度调节 e 1 A口幅度调节顺时针旋转面板上幅度调节选钮，将连续增大输出幅度；逆时针旋转面板上幅度调节选钮，将连续减小输出幅度。幅度调节精度为1mV。 e 2 B口幅度调节按B口/B键将连续增大输出口幅度；按B口/B键将连续减小输出口幅度。四 实验内容（一）观察COS5041示波器标准信号的波形，并计算出波形的周期、幅值和有效值。（二）用示波器与毫伏表测量正弦波 1、按图4-3连接好仪器 2、接通信号发生器电源，调节各旋钮使其输出如下各频率与幅值的正弦波：200Hz、0.5V，1KHz、1V，20KHz、2V，50KHz、3V。分别用毫伏表、示波器测量各正弦波电压的有效值，并观察其波形，记入表4-1。（三）观察示波器的显示 毫伏表y1y2 示波器信号发生器图4-3仪器连接方式将频率为200Hz、1KHz、20KHz、 50KHz的正弦信号加入到示波器的Y1、或Y2通道的输入端，观察波形并记录数据填入表4-1中，五 实验仪器示波器COS50-41，信号发生器，毫伏表六 实验报告 1、整理记录数据，填入表4-1中。 表4-1 电压 频率 200Hz 1KHz 20KHz 50KHz 仪器 信号发生器 0.5V1V 2V 3V 毫伏表 示波器 2、回答下列问题 用简短语言叙述用COS5041型示波器测某一电压波形时，调节各旋钮的先后次序。实验五一阶动态电路的研究一、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量方法。 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观测波形。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。要用普通示波器观察过渡过程和测量有关的参数，就必须使这种单次变化的过程重复出现。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，即利用方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；利用方波的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，那么电路在这样的方波序列脉冲信号的激励下，它的响应就和直流电接通与断开的过渡过程是基本相同的。 2. 微分电路和积分电路是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， 在方波序列脉冲的重复激励下， 当满足RC，则该RC电路称为积分电路。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。利用积分电路可以将方波转变成三角波。从输入输出波形来看，上述两个电路均起着波形变换的作用，请在实验过程仔细观察与记录。三、实验设备序号名 称型号与规格数量备注1函数信号发生器12双踪示波器COS50411 四、实验内容1. 从电路板上选R1K，C1uF组成如图5-2(a)所示的RC充放电电路。us为脉冲信号发生器输出的Um3.6V、f100Hz的方波电压信号，并通过两根同轴电缆线，将激励源ui和响应uC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励与响应的变化规律，请测定方波源的幅值us和时间并用方格纸描绘波形。 2. 观察 RC一阶电路零输入响应和零状态响应并用方格纸描绘波形，电路 图自拟。3. 根据方波源的作用时间T/2选择电容C的应参数（已知R=1K），使其满足5= T/2用示波器观察电路的零状态和零输入响应，测出电路的时间常数，并用方格纸描绘uc的 波形。时间常数的测量： 当5 T/2时，有： ucUs（1e-t0/） 0 T当t0时， uc（0）0。 设 ： tto uc（to）US/2 如图5-4所示。于是得： US/2 US（1e-t0/） 即； e-t0/ 1/2两边取对数得：to/（In/2）1.443 to所以，只要测出to即可得到值。 五、实验注意事项1. 调节电子仪器各旋钮时，动作不要过快、过猛。实验前，需熟读双踪示波器的使用说明 书。观察双踪时，要特别注意相应开关、旋钮 的操作与调节。2. 信号源的接地端与示波器的接地端要连在一起（称共地）， 以防外界干扰而影响测量的准确性。3. 示波器的辉度不应过亮，尤其是光点长期停留在荧光屏上不动时，应将辉度调暗，以延长示波管的使用寿命。六、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作比较，分析误差原因。2. 心得体会及其他。实验六功率因数的提高一、实验目的1. 掌握改善功率因数的方法。2. 了解日光灯电路。3.了解提高功率因数的意义。二、原理说明 在一般感性负载中，其功率因数是比较低的，当负载的端电压一定时，功率因数越低输电线路上的电流越大，导线上的压降越大，导线电能损耗越大，传输效率降低，发电设备的容量不能充分的利用。因此，应该设法提高负载端的功率因数。在实际电路中，提高感性负载的功率因数通常用电容补偿法，即在负载两端并联补偿电容器。日光灯负载是感性负载，其电路中串联着镇流器，它是一个电感量交大线圈，因而使电路中功率因数低到0.5左右。补偿电容器的容量选择合适时，可将功率因数提高到1。日光灯工作原理：日光灯线路如图6-1所示， 图中 A是日光灯管，L 是镇流器， S是启辉器，C 是补偿电容器，用以改善电路的功率因数（cos值）。 灯管是内壁涂有荧光物质的细长玻璃管， 在管的两端装有灯丝电极，灯丝上涂有受热 图6-1后易于发射电子的氧化物，管内充有稀薄的惰性气体和水银汽，镇流器是一个带有铁心的电感线圈。启辉器由一个辉光管和一个小容量的电容组成，它们装在一个圆柱形的外壳内。 当接通电源时，由于日光灯没有点亮，电源电压全部加在启辉器辉光管的两个电极之间，使辉光管放电，放电时产生的热量使得“U”形电极受热趋于伸直，两个电极接触，这时日光灯的灯丝通过电极与镇流器及电源构成一个回路，灯丝因此有电流通过而发热，使氧化物发射电子。同时，辉光管两个电极接通时，电极间电压为零，辉光放电停止，倒“U”型金属片因温度下降而复原。两电极脱开，回路中的电流突然被切断，于是在镇流器两端产生一个比电源电压高得多的感应电压。这个感应电压连同电源电压一起加在灯管的两端，使灯管内的惰性气体电离而产生弧光放电。随着管内温度的逐渐升高，水银蒸汽游离，并猛烈地碰撞惰性气体分子而放电。水银蒸汽、光放电时，辐射出不可见的紫外线，紫外线激发灯管内壁的荧光粉后发出可见光。 正常工作时，灯管两端电压较低，40瓦灯管的两端电压约为110伏，（30瓦的约为80伏），此电压不足以使启动器再次产生辉光放电。因此，启动器仅在启动过程中起作用，一启动完成，它便处于断开状态。 三、实验设备 序号名称型号与规格数量备注1交流电压表0500V12交流电流表5A13功率表1（DGJ-07）4自耦调压器15镇流器、启辉器与30W灯管配用各1DGJ-046日光灯灯管30W1屏内7电容器1F,2.2F,4.7F/500V各1DGJ-058电流插座3DGJ-04图 17-3四、实验内容1. 按图6-2 接线。R为220V、30W的日光灯，电容器为1F,2.2F,4.7F/500V。 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三条支路的电流，改变电容值，进行三次重复测量。数据记入表6-1中。ic图6-2 表6-1电容值测 量 数 值(F)P(W)COSU(V)I而后（A）IL(A)IC(A)012.24.7五、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。 3. 线路接线正确，日光灯不能启辉时， 应检查启辉器及其接触是否良好。六、预习思考题1. 参阅课外资料，了解日光灯的启辉原理。 2. 若负载端电压保持不变，线路上只有一只电流表，如何从负载电流的变化判断功率因数的增减。七、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. 装接日光灯线路的心得体会及其他。实验七 互感电路观测一、实验目的：1、 学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测量方法。 2、理解两个线圈相对位置的改变，以及用不同材料作线圈芯时对互感的影响。二、原理说明：两个有耦合的线圈。如图7-1所示，当线圈1中电流I，1变化时，在线圈2中便产生感应电动势e21；同样，当线圈2中电流i 2变化时，在线圈1中便产生感应电动势e12，这就是两个线圈所具有的互感现象。 图7-1图7-2 如果外加电压u1（或u2）为正弦电压，则有：E21=21 I1（或E12=12 I2）。可以证明21= 12= 为两个线圈的互感系数。当电源频率f一定时，如f=50Hz、电流I也一定时，则互感电势E的大小取决于互感系数，=KL1L2。K为耦合系数，它由两个耦合线圈相对位置等因素决定；L1和L2分别为线圈1和线圈2的自感系数的大小和线圈芯子材料及几何尺寸等因素有关。 具有互感的两个线圈，常常需要进行串联或并联，这就需要先确定两个线圈同名端。所谓同名端就是在同一变化磁通的作用下，保持有相同感应电压极性的那对端子。因此又称为同极性端，具有互感的两个线圈，若其绕向和相互位置都无法辨别时，可根据同名端，常用的判断方法有：(1) 直流法 如图7-2所示当S闭会瞬间，若毫伏表的指针正偏，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7-3所示，将两个绕组N1和N2的任意两端（如2、4端）联在一起，在其中的一个绕组（如N1）两端加在一个低电压，另一绕组（如N2）开路，用交流电压表分别测出端电压U13、U12和U34。若U13是两个绕组端压之差，则1、3是同端；若U13是两绕组端电压之和，则1、4是同名端。（3）两线圈互感系数M的测定及耦合系数K的测定：互感系数M的测定，用三表法或交流电桥可测出L正和L反则互感系数：M=用一种测互感系数M的方法互感电势法，在图7-1所示电路中，在线圈1两端加正弦电压U1，把线圈2两端开路（I2=0）U2=E2 E2=、M=在线圈1中接入交流电流表可读出I1，线图7-3圈2两端用高内阻的交流电压表可测出U2=E2代入上式，则可计算出M。耦合系数K可用下式求出：K=三、实验设备序号名 称型号与规格数量备注1数字直流电压表0200V12数字直流电流表0200mA23交流电压表0500V14交流电流表05A15空心互感线圈N1为大线圈N2为小线圈1对DGJ-046自耦调压器17直流稳压电源030V18电阻器30/8W510/2W各1DGJ-059发光二极管红或绿1DGJ-0510粗、细铁棒、铝棒各1DGJ-0411变压器36V/220V1DGJ-04四、实验内容 分别用直流法和交流法测定互感线圈的同名湍。(1) 直流法实验线路如图7-4所示。先将N1和N2两线圈的四个接线端子编以1、2和3、4号。将N1，N2同心地套在一起，并放入细铁棒。U为可调直流稳压电源，调至10V。流过N1侧的电流不可超过0.4A（选用5A量程的数字电流表）。N2侧直接接入2mA量程的毫安表。将铁棒迅速地拨出和插入，观察毫安表读数正、负的变化，来判定N1和N2两个线圈的同名端。 图7-4 图7-5(2) 交流法本方法中，由于加在N1上的电压仅2V左右，直接用屏内调压器很难调节，因此采用图7-5的线路来扩展调压器的调节范围。图中W、N为主屏上的自耦调压器的输出端，B为DGJ-04挂箱中的升压铁芯变压器，此处作降压用。将N2放入N1中，并在两线圈中插入铁棒。A为2.5A以上量程的电流表，N2侧开路。接通电源前，应首先检查自耦调压器是否调至零位，确认后方可接通交流电源，令自耦调压器输出一个很低的电压（约12V左右），使流过电流表的电流小于1.4A，然后用030V量程的交流电压表测量U13，U12，U34，判定同名端。五、实验注意事项1. 整个实验过程中，注意流过线圈N1的电流不得超过1.4A， 流过线圈N2的电流不得超过1A。2. 测定同名端及其他测量数据的实验中，都应将小线圈N2套在大线圈N1中，并插入铁芯。3. 作交流试验前，首先要检查自耦调压器， 要保证手柄置在零位。因实验时加在N1上的电压只有23V左右，因此调节时要特别仔细、小心， 要随时观察电流表的读数，不得超过规定值。六、实验报告1. 总结对互感线圈同名端、互感系数的实验测试方法。 2. 自拟测试数据表格，完成计算任务。 3. 解释实验中观察到的互感现象。 4. 心得体会及其他。实验八三相交流电路电压、电流的测量一、实验目的1. 了解对称三相交流电路电压、电流的关系。2. 学会观测三相交流电路电压、电流的方法。3. 掌握三相负载作星形联接的方法， 验证这两种接法下线、相电压及线、相电流之间的关系。4. 充分理解三相四线供电系统中中线的作用。二、原理说明1. 三相负载可接成星形（又称“”接）或三角形(又称接)。当三相对称负载作Y形联接时，线电压UL是相电压Up的倍。线电流IL等于相电流Ip，即UL，ILIp在这种情况下，流过中线的电流I00， 所以可以省去中线。当对称三相负载作形联接时，有ILIp，ULUp。2. 不对称三相负载作Y联接时,必须采用三相四线制接法，即Yo接法。而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。倘若中线断开，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。尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用Y0接法。3. 当不对称负载作接时，ILIp，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。三、实验设备序号名 称型号与规格数量备注1交流电压表0500V12交流电流表05A13万用表1 4三相自耦调压器15三相灯组负载220V，100W白炽灯9DGJ-046电门插座3DGJ-04四、实验内容1. 三相负载星形联接（三相四线制供电）按图8-1线路组接实验电路。即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源。将三相调压器的旋柄置于输出为0V的位置（即逆时针旋到底）。经指导教师检查合格后，方可开启实验台电源，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V，并按下述内容完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、电源与负载中点间的电压。将所测得的数据记入表8-1中，并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。图8-1表8-1测量数据实验内容（负载情况）开灯盏数线电流（A）线电压（V）相电压（V）中线电流I0(A)中点电压UN0(V)A相B相C相IAIBICUABUBCUCAUA0UB0UC0Y0接平衡负载333Y接平衡负载333Y0接不平衡负载123Y接不平衡负载123Y0接B相断开13Y接B相断开13五、实验注意事项1. 本实验采用三相交流市电，线电压为380V， 应穿绝缘鞋进实验室。实验时要注意人身安全，不可触及导电部件，防止意外事故发生。2. 每次接线完毕，同组同学应自查一遍， 然后由指导教师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先断电、再接线、后通电；先断电、后拆线的实验操作原则。3. 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。4为避免烧坏灯泡，DGJ-04实验挂箱内设有过压保护装置。当任一相电压245250V时，即声光报警并跳闸。因此，在做Y接不平衡负载或缺相实验时，所加线电压应以最高相电压240V为宜。六、实验报告1. 用实验测得的数据验证对称三相电路中的关系。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. 根据表8-1数据说明星形联接三相电路在什么情况下，相电压对称？什么情况下，相电压不对称？ 线电压是否受负载对称情况的影响？4. 心得体会及其他。 实验九三相电路功率的测量一、实验目的1. 掌握用