实验十一电阻元件伏安特性的测绘

1、目 录实验一 电阻元件伏安特性的测绘( 1 )实验二 受控源研究( 5 )实验三 线性电路叠加性和齐次性的研究(11)实验四 戴维南定理有源二端网络等效参数的测定(15)实验五 一阶RC电路的设计(22)实验六 二阶电路暂态过程的研究(23)实验七 交流串联电路的研究(27)实验八 提高功率因数的研究(30)实验九 R、L、C串联谐振电路的研究(32)实验十 带通滤波器的设计(37)实验十一 互感线圈电路的研究(40)实验十二 三相电路电压、电流的测量(44)实验十三 三相电路功率的测量(49)实验十四 直流双口网络的研究（50）实验一 电阻元件伏安特性的测绘一实验目的1掌握线性电阻、非线性电

2、阻元件伏安特性的逐点测试法；2学习恒压源、直流电压表、电流表的使用方法。二原理说明任一二端电阻元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系Uf(I)来表示，即用UI平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该电阻元件的伏安特性曲线。根据伏安特性的不同，电阻元件分两大类：线性电阻和非线性电阻。线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图11中（a）所示，该直线的斜率只由电阻元件的电阻值R决定，(d)(b)(c)UUUIII(a)UI0000图11其阻值为常数，与元件两端的电压U和通过该元件的电流I无关；非线性电阻元件的伏安特性是一条经过坐标原点的曲线，其阻值R不是常数

3、，即在不同的电压作用下，电阻值是不同的，常见的非线性电阻如白炽灯丝、普通二极管、稳压二极管等，它们的伏安特性如图11中（b）、（c）、（d）。在图11中，U 0的部分为正向特性，U 0的部分为反向特性。绘制伏安特性曲线通常采用逐点测试法，即在不同的端电压作用下，测量出相应的电流，然后逐点绘制出伏安特性曲线，根据伏安特性曲线便可计算其电阻值。三实验设备1直流数字电压表、直流数字电流表2恒压源3EEL-51组件四实验内容1测定线性电阻的伏安特性按图12接线，图中的电源U选用恒压源的可调稳压输出端，通过直流数字毫安表与1k线性电阻相连，电阻两端的电压用直流数字电压表测量。调节恒压源可调稳压电源的输出

4、电压U，从0伏开始缓慢地增加（不能超过10V），在表11中记下相应的电压表和电流表的读数。表11 线性电阻伏安特性数据 U(V) 0 2 4 6 8 10 I(mA)2测定6.3V白炽灯泡的伏安特性将图1-2中的1k线性电阻换成一只6.3V的灯泡，重复1的步骤，电压不能超过6.3V，在表12中记下相应的电压表和电流表的读数。表12 6.3V白炽灯泡伏安特性数据 U (V) 0 1 2345 I (mA)3测定半导体二极管的伏安特性按图13接线，为限流电阻，取200（十进制可变电阻箱），二极管的型号为1N4007。测二极管的正向特性时，其正向电流不得超过25mA，二极管的正向压降可在00.75V

5、之间取值。特别是在0.50.75V之间更应取几个测量点；测反向特性时，将可调稳压电源的输出端正、负连线互换，调节可调稳压输出电压U，从0伏开始缓慢地增加（不能超过30V）， 将数据分别记入表13和表14中。表13 二极管正向特性实验数据 U (V) 0 0.2 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60 0.65 0.70I (mA)表14 二极管反向特性实验数据 U (V) 0 5 10 15 20 25 I (mA)4测定稳压管的伏安特性将图13中的二极管1N4007换成稳压管2CW51，重复实验内容3的测量，其正、反向电流不得超过20mA，将数据分别记入表1和表1中。表1 稳压管正向特

6、性实验数据U (V) 0 0.2 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60 0.65 0.70I (mA)表1 稳压管反向特性实验数据 U (V)011.52.2.52.833.23.5 I (mA)五实验注意事项1测量时，可调稳压电源的输出电压由0缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表和电流表，不能超过规定值。2稳压电源输出端切勿碰线短路。3测量中，随时注意电流表读数，及时更换电流表量程，勿使仪表超量程。六预习与思考题1线性电阻与非线性电阻的伏安特性有何区别？它们的电阻值与通过的电流有无关系？2如何计算线性电阻与非线性电阻的电阻值？3请举例说明哪些元件是线性电阻，哪些元件是非线性电阻，它们的伏安

7、特性曲线是什么形状？4设某电阻元件的伏安特性函数式为If（U），如何用逐点测试法绘制出伏安特性曲线。 七实验报告要求1根据实验数据，分别在方格纸上绘制出各个电阻的伏安特性曲线。2根据伏安特性曲线，计算线性电阻的电阻值，并与实际电阻值比较。实验二 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。二原理说明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压或电流控制，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

8、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的不同组合，受控源可分为四类：（1）电压控制电压源（VCVS），如图21（a）所示，其特性为：其中：称为转移电压比（即电压放大倍数）。（2）电压控制电流源（VCCS），如图21（b）所示，其特性为： 其中：称为转移电导。（3）电流控制电压源（CCVS），如图21（c）所示，其特性为：其中：称为转移电阻。（4）电流控制电流源（CCCS），如图21（d）所示，其特性为：其中：称为转移电流比（即电流放大倍数）。2用运算放大器组成的受控源运算放大器的电路符号如图22所示，具有两个输入端：同相输入端和反相输入端，一个输出端，放大倍数为A，

9、则A（）。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，由此可得出两个特性：特性1：；特性2：。（1） 电压控制电压源（VCVS）电压控制电压源电路如图23所示。由运算放大器的特性1可知：则 由运算放大器的特性2可知：代入、 得：可见，运算放大器的输出电压u2受输入电压u1控制，其电路模型如图22（a）所示，转移电压比：。（2） 电压控制电流源（VCCS）电压控制电流源电路如图24所示。由运算放大器的特性1可知：则 由运算放大器的特性2可知： 即i2只受输入电压u1控制，与负载RL无关（实际上要求RL为有限值）。其电路模型如图21（b）所示。转移电导为：（3）电流控制电压源（CC

10、VS）电流控制电压源电路如图25所示。由运算放大器的特性1可知： u2=R iR由运算放大器的特性2可知：代入上式，得： 即输出电压u2受输入电流i1的控制。其电路模型如图21（c）所示。转移电阻为： （4）电流控制电流源（CCCS）电流控制电流源电路如图26所示。由运算放大器的特性1可知： 由运算放大器的特性2可知： 代入上式，即输出电流i2只受输入电流i1的控制。与负载RL无关。它的电路模型如图21（d）所示。转移电流比 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 4EEL-54A组件，EEL-51组件四实验任务1测试电压控制电压源（VCVS）特性 实验电路如图27所示，图

11、中，U1用恒压源的可调电压输出端，R1R210，RL2（用电阻箱）。 （1）测试VCVS的转移特性U2 =f（U1） 调节恒压源输出电压U1（以电压表读数为准），用电压表测量对应的输出电压U2，将数据记入表21中。 表21 VCVS的转移特性数据U1/V0 1234U2/V（2）测试VCVS的负载特性U2=f（RL）保持U12V，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，将数据记入表22中。表22 VCVS的负载特性数据RL/1K2K3K4K5K6K7K8K9KU2/V2测试电压控制电流源（VCCS）特性 实验电路如图28所示，图中，U1用恒压源的可调电压输出端，R1

12、10，RL2（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23中。 表23 VCCS的转移特性数据U1/V00.I2/mA（）测试VCCS的负载特性I2=f（RL）保持U12V，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，将数据记入表24中。表24 VCVS的负载特性数据RL/1K2K3K4K5K6K7K8K9KI2/3测试电流控制电压源（CS）特性实验电路如图2所示，图中，1用恒流源，R110，RL2（用电阻箱）。（1）测试CCVS的转移特性U2=f（U1）调节恒流源输

13、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25中表25 CCVS的转移特性数据I1/ mA0.U2/V（）测试 的负载特性=f（RL）保持12，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，将数据记入表26中。表26 的负载特性数据RL/1K2K3K4K5K6K7K8K9KU2/测试电流控制电流源（CCS）特性实验电路如图2所示。图中，1用恒流源，R1R210，RL2（用电阻箱）。（1）测试CCS的转移特性I2=f（I1）调节恒流源输出电流I1（以电流表读数为准），用电流表测量对应的输出电流I2，I1、I2分别用EEL31组件中的电流插座

14、56和1718测量，将数据记入表27中。 表27 CCCS的转移特性数据I1/mA0.I2/mA（）测试CCCS的负载特性I=f（RL）保持1.2，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，将数据记入表28中。表28 CCCV的负载特性数据RL/1K2K3K4K5K6K7K8K9KI2/mA五实验注意事项1用恒流源供电的实验中，不允许恒流源开路；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1什么是受控源？了解四种受控源的缩写、电路模型、控制量与被控量的关系；2四种受控源中的转移参量、g、r和的意义是什么？如何测得？3若受控源控制量的极

15、性反向，试问其输出极性是否发生变化？4如何由两个基本的CCVC和VCCS获得其它两个CCCS和VCVS，它们的输入输出如何连接？5了解运算放大器的特性，分析四种受控源实验电路的输入、输出关系。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和负载特性曲线，并求出相应的转移参量、g、r和；2参考表21数据，说明转移参量、g、r和受电路中哪些参数的影响？如何改变它们的大？3回答预习与思考题中的3、4题；4对实验的结果作出合理地分析和结论，总结对四种受控源的认识和理解。实验三 线性电路叠加性和齐次性的研究 一实验目的1验证叠加原理；2了解叠加原理的应用场合；3理解线性电路的叠加性

16、和齐次性。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）；在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31中：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

17、于非线性电路，叠加性和齐次性都不适用。三实验设备1直流数字电压表、直流数字毫安表2恒压源3EEL53组件四实验内容实验电路如图32所示，图中：，电源US1用恒压源中的12V输出端，US2用030V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R3侧。1US1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31（b），画出电路图，标明各电流、电压的参考方向。图3-2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

18、表读数为，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（电阻元件电压参考方向与电流参考方向一致），测量各电阻元件两端电压，数据记入表3中。表3实验数据一 测量项目实验内容US1(V)US2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)US1单独作用120US2单独作用06US1, US2共同作用1262US2电源单独作用（将

19、开关S1投向短路侧，开关S2投向US2侧），参考图31(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中。3US1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32。完成上述电流、电压的测量并将数据记录记入表格3中。4将开关S3投向二极管侧，即电阻R3换成一只二极管，重复步骤3的测量过程，并将数据记入表3中。表3 实验数据二 测量项目实验内容US1(V)US2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE (V)UFA (V)US1单独作用120US2单独作用06US1, US

20、2共同作用126US2单独使用012五实验注意事项1用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性，及数据表格中“、”号的记录；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或操作，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，在实验中应如何操作？可否将要去掉的电源（US1或US2）直接短接？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？七实验报告要求1根据表31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次性；2各电阻元件所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述

21、实验数据计算、说明；3根据表31实验数据一，当US1US212V时，用叠加原理计算各支路电流和各电阻元件两端电压；4根据表32实验数据二，说明叠加性与齐次性是否适用该实验电路实验四 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、诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解；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戴维南定理和诺顿定理戴维南定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源US和一个电阻RS串联组成的实际电压源来代替，其中：电压源US等于这个有源二端网络的开路电压UOC, 内阻RS等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻RO。

22、诺顿定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电流源IS和一个电阻RS并联组成的实际电流源来代替，其中：电流源IS等于这个有源二端网络的短路短路ISC, 内阻RS等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻RO。US、RS和IS、RS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UOC, 然后再将其输出端短路，测其短路电流IS，且内阻为：。若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。(2)伏安法一种方法是用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图41所示。

23、开路电压为UOC，根据外特性曲线求出斜率tg，则内阻为：。另一种方法是测量有源二端网络的开路电压UOC，以及额定电流IN和对应的输出端额定电压UN，如图41所示，则内阻为：。 (3)半电压法如图42所示，当负载电压为被测网络开路电压UOC一半时，负载电阻RL的大小（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻RS数值。4342(4)零示法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43所示。零示法测量原理是用一低内阻的恒压源与被测有源二端网络进行比较，当恒压源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电

24、压表的读数将为“0”，然后将电路断开，测量此时恒压源的输出电压U，即为被测有源二端网络的开路电压。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恒源流（0500mA可调）4EEL53组件四实验内容 被测有源二端网络如图4-4所示.41图4-4线路接入稳压源US12V和恒流源IS20mA及可变电阻RL。先断开RL测Ouch，再短接RL测Sic，则RoUOCIsc，填入下表表4-1Uoc(V)Isc(mA)Ro=Uoc/Isc2负载实验按图4-4改变R阻值，测量有源二端网络的外特性，填入下表表4-2RL(W)900800700600500400300200100U(V)I(mA)3测定有源二

25、端网络等效电阻(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I去掉，也去掉电压源，并在原电压端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万用表的欧姆档去测定负载R开路后A.,B两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻Req或称网络的入端电阻R1。Req= (W)4验证戴维南定理：用1k（当可变电器用），将其阻值调整到等于按步骤“1”所得的等效电阻R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U之值）相串联，仿照步骤“2”测其特性，对戴氏定理进行验证。表4-3RL(W)900800700600500400300200100U(V)I(mA)5用半

26、电压法和零示法测量被测网络的等效内阻Ro及其开路电压Uoc.表4-4 RO(W) UOC(V)五实验注意事项1测量时，注意电流表量程的更换2改接线路时，要关掉电源。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？ 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。七实验报告要求1回答思考题；2说明戴维南定理和诺顿定理的应用场合。实验五 一阶RC电路的设计一 、实验验目1. 学习使用示波器观察一阶RC电路响应；2 .掌握测定一阶RC电路时间常数的方法；3. 掌握微分电路和积分电路的设计及电路特性。二 、设计任务1.设计一阶R

27、C电路，时间常数=0.1ms 用一个R=10K的电阻和电容设计一阶RC电路，输人电压为方波，幅度与频率要选择适当。用示波器观测并画出输入电压和电容两端电压波形，测量出时间常数并与理论值比较。2.设计一阶积分电路,T=2.5ms （满足 10T）用一个R=10K的电阻和电容设计一阶积分电路，用示波器观察画出输入、输出电压波形，并测量输入、输出电压的幅值和输入方波的频率。3.设计一阶微分电路，T=2.5ms（满足T10）用一个R=10K的电阻和电容设计一阶微分电路，用示波器观察画出输入、输出电压波形，并测量输入、输出电压的幅值 。三、实验报告要求1写出设计微分电路、积分电路的过程，画出实验电路。2

28、用坐标纸在同一坐标系中绘制输入、输出波形曲线，并在图中标出输入、输出电压的幅值。四、注意事项正确使用DDS函数发生器和示波器，当同时观测两个波形时，特别要注意示波器两个输入端口是共地的，即一根公共线，需正确连接输入信号。五、实验设备1示波器 2. DDS函数发生器3.EEL52组件一阶电路参数实验六 二阶电路暂态过程的研究一、实验目的1研究RLC串联二阶电路过渡过程特点；2熟练掌握示波器及DDS函数发生器的使用。二、原理说明1二阶线性电路，从电路原理我们知道，用二阶线性常微分方程来描述的电路称为二阶线性电路。本实验研究由电感、电阻和电容相串联的二阶电路，在方波激励时响应的动态过程。对于RLC串

29、联的二阶电路，无论是零状态响应，还是零输入响应，电路过渡过程的性质完全由特征方程LCP2+RCP+1=0的特征根P1，2来决定。从上式可看出，特征根实际由电路R、L、C三个元件的数值大小来决定。1如果R 特征方程有二个不等实根，电路动态过程的性质为过阻尼的非振荡过程。2)如果R 特征方程有相等实根，电路动态过程的性质为临界阻尼过程。3)如果R 特征方程有共轭复根，电路动态过程的性质为欠阻尼的衰减振荡，衰减系数=R/2L。在一般情况下，是一个正实数。从上述可知，通过改变电路的参数R、L、C的值，均可使电路发生上述几种不同性质的过渡过程，为研究二阶电路动态过程的性质，实验板上电路参数R、L、C各给

30、出了多个不同值，供选择使用。2动态过程性质的观察，测量与激励源频率周期的选择 。用示波器观察，必须使动态过程周期地重复出现。本实验激励采用频率可调的DDS函数发生器，它对电路的作用可以这样来理解，当电路的实际过渡过程很短（与方波半周期相比），则在方波电压大于0的正半个周期，输入电压由0跳变为U0，使电路突然与一个直流电压U0接通，相当于电路的零状态响应，方波后半个周期，输入电压又由U0跳变为0，使电路突然短路，相当于电路的零输入响应，通过调方波电源频率而改变方波电压周期，使其半周期的时间远远大于过渡过程持续时间，就可以由示波器观察到动态过程的全过程（包括零输入响应和零状态响应）。3实验方法说明

31、：观察动态过程可采用电感、电容参数一定时调电阻的方法，也可采用电阻一定调电感、电容的方法，本实验采用电源频率不变，电感、电容不变，只调电阻。三、实验设备1 DDS函数发生器2 示波器3 万用表4 组件 EEL51 、EEL52 四、实验内容实验线路如图所示，测试前先把示波器，DDS函数发生器的电源接通，自行设计选出R、L、C参数值，组成二阶电路，再用示波器观察DDS函数发生器输出电压波形，正常后再进行以下内容。1通过调节电阻R阻值的变化，实现R与的关系变化,观察以下三种情况的uC的波形。（1）观察并记录R时电路欠阻尼时的动态过程（衰减振荡）（2）观察并记录R时电路临界振荡时的动态过程（3）观察

32、并记录R时电路过阻尼的动态过程（不振荡）2重新选择电路参数，重复上述内容。3当R=510，L=15mH，C=0.01F时，从示波器上测量衰减常数及振荡频率d。及d测量方法：（参见图6-1）、图6-1 方波响应Uc（t）曲线用示波器读取T及Um1、Um2则 =0 =五、预习内容1复习二阶电路过渡过程的有关内容，熟悉RLC串联二阶电路各物理量变化的规律。2根据选定参数L、C值，计算临界电阻，衰减系数，振荡频率，并由此确定DDS函数发生器输出方波频率，使能在示波器上观察到零状态响应及零输入响应。六、报告要求1画出不同阻尼情况下的三种典型响应曲线（取电容电压uC作为响应）2利用实验测出临界电阻，并与理

33、论值比较。3利用实验测出衰减系数，振荡频率d并与理论值比较。附：二阶电路参数实验七 交流串联电路的研究一、实验目的1学习使用交流电压表、电流表、功率表测量交流元件参数，无源二端网络的等值参数；2学习瓦特表，自耦调压器使用。二、原理说明1交流参数R、L、C的测量方法较多，可用欧姆表、电感、电容表或交流电桥直接测得，也可以用交流电压表电流表和功率表（又称三表法）分别测出U、I、P三个量后计算得出。其关系式为：阻抗的模|Z|=U/I，功率因数Cos=P/UI，等效电阻R=P/I2=|Z|Cos、等效电抗X=|Z|Sin。当X求出后，可根据被测元件是电感还是电容进行计算。其方法是如被测元件是电感，则L

34、= ZSin/；如被测元件是电容，则C=1/Sin。2无源二端网络的等效参数的测量。在给定频率下也可由RLC元件串联等效，其等效参数同样采用上述方法进行测量，即分别测出U、I、P三个量后进行计算，但算出的X值是等效电容还是等效电感，须用下述三种方法来判定。将电压、电流信号输入到示波器，利用波形观察u、i的相位关系，从而确定阻抗性质。（因为示波器仅接受电压信号，所以电流信号是从串联电路中的一个小电阻上的电压来获得）。在被测二端网络（元件）两端并联一个小电容，看并联前后总电流是增大还是减小，减小为感性，增大为容性。用功率因数表测出Cos（0为感性）三、实验设备1交流电压表、电流表、功率表2自耦电压

35、器（输出可调的交流电压）3EEL52组件，电感0.35H，电阻0300。四、实验内容1交流参数测定。实验线路如图71及72所示，待测阻抗为RL、RC串联及RLC串联支路。对于三个待测阻抗，分别测出U、I、P，第一、二个阻抗性质已知，不必判定。第三个阻抗性质未知，需采用前述方法判定其容、感性。（注意每次实验调压器均从零伏开始增大）。图72 五、实验注意事项每次实验完毕后应将调压器调回到零位；每次实验之初，均应从零电压开始，逐步升压；并观察电路中电流变化。六、预习要求1复习R、L、C串联电路、电压、电流及功率间的关系2了解功率表原理及用法3拟定实验步骤，画出测量数据表格。七、实验报告要求1整理实验

36、数据计算出计算出交流参数。2回答问题自耦调压器输入输出接反了会产生什么后果? 实验八 提高功率因数的研究一、实验目的1学习提高感性负载功率因数的方法；2了解日光灯电路工作原理与正确接线。二、原理说明1在感性负载两端，并联电容，可使流过电容的无功电流与电感性的无功电流分量相补偿，从而提高总的功率因数，在负载总的有功功率不变的情况下，减少了总电流，提高了电源设备的利用率和电能传输效率。2日光灯是依靠内部低压汞蒸汽电离时产生紫外线激发管壁荧光粉而发出可见光的，具有气体放电管的特性，即起燃电压高，而在起燃后维持汞蒸汽辉光放电的电压（正常工作电压）低，为满足此特性，日光灯电路由灯管、镇流器和起辉器三部分

37、构成。如图81。 图81 当电源接通后，220V电源电压经镇流器，日光灯灯丝加于起辉器两端，启辉器二极间开始放电，其二电极因受热变形而互相接触，从而使日光灯灯丝流过大电流而加热，释放出热电子，而经过13秒后，由于起辉器二极短路电阻减小，使其电极变冷，重新又分开，就在二极分开瞬间，切断电流的镇流器两端感应出电压，它与电源电压串联加于灯管两端，此高电压点燃了灯管，使灯管进入正常辉光放电阶段，此时灯管由于导通，电压降低，起辉器并联于灯管两端，不会再度放电。三、实验设备1交流电压表、电流表、功率表、自耦调压器，日光灯实验装置2组件EEL52 四、实验内容1在不接电容C的情况下测日光灯起辉电压U。测量电

38、源电压（220V），灯管端电压，镇流器端电压，电流及功率。2接入电容箱，分别记录电容为不同值情况下灯管支路电流、电容支路电流及总电流、总功率（此时电源电压仍应为220V）。五、预习要求1熟悉日光灯电路及其工作原理，复习瓦特表使用方法。2自拟实验记录表格及实验步骤。六、注意事项为保护表计，各表计均应在主电路工作正常后再接入测量。七、报告要求1根据实验数据，计算出日光灯和并联不同电容器时的功率因数，并说明并联电容器对功率因数的影响。2在同一坐标中画出总功率因数与补偿电容关系及Cos=f（c）及总电流与补偿电容关系I= f（c）曲线。3回答问题为了提高电路的功率因数常在感性负载上并联电容器，此时增加

39、了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小？此时感性负载上的电流和功率是否改变？改变电容值时，瓦特标及日光灯支路电流表读数是否有变化？为什么？由总电压、日光灯管电压、镇流器电压构成的电压三角形是直角三角形吗？为什么？实验九 、串联谐振电路的研究一实验目的1加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因数（电路值）、通频带的物理意义及其测定方法；2学习用实验方法绘制、串联电路不同Q值下的幅频特性曲线；3熟练使用信号源、频率计和交流毫伏表。二原理说明图9-1在图9所示的、串联电路中，电路复阻抗，当时，ZR ，与同相，电路发生串联谐振，谐振角频率，谐振频率。在图91电路中，若为激励信号，为响应

40、信号，其幅频特性曲线如图92所示，在时，图9-2图9-3A1，URU ，时，URU ，呈带通特性。A0707，即UR0707U 所对应的两个频率L和为下限频率和上限频率，L为通频带。通频带的宽窄与电阻R有关，不同电阻值的幅频特性曲线如图93所示。电路发生串联谐振时，URU ，ULUCQU ，Q称为品质因数，与电路的参数R、L、C有关。值越大，幅频特性曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好，在恒压源供电时，电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无关。在本实验中，用交流毫伏表测量不同频率下的电压U 、UR、UL、UC，绘制、串联电路的幅频特性曲线，并根据计算出通频带，根

41、据或计算出品质因数。三实验设备信号源（含频率计）交流毫伏表四实验内容A适合EEL图9-4实验电路如图94所示（在33组件上），图中：L16.5H，R、C可选不同数值，信号源输出正弦波电压作为输入电压，调节信号源正弦波输出电压，并用交流毫伏表测量，使输入电压的有效值1，并保持不变，信号源正弦波输出电压的频率用频率计测量。测量、串联电路谐振频率选取R50，C9000PF，调节信号源正弦波输出电压频率，由小逐渐变大（注意要维持信号源的输出电压不变，用交流毫伏表不断监视），并用交流毫伏表测量电阻R两端电压UR，当UR的读数为最大时，读得频率计上的频率值即为电路的谐振频率0，并测量此时的UC与UL值（注

42、意及时更换毫伏表的量限），将测量数据记入自拟的数据表格中。2测量、串联电路的幅频特性在上述实验电路的谐振点两侧，调节信号源正弦波输出频率，按频率递增或递减z或KHz,依次各取7个测量点，逐点测出UR、UL和UC 值，记入表91中。表91 幅频特性实验数据一f(Hz)UR(V)UL(V)UC(V)3、在上述实验电路中，改变电阻值，使R=100W,重复步骤1、的测量过程，将幅频特性数据记入表92中。表92 幅频特性实验数据二f(Hz)UR(V)UL(V)UC(V)B适合EEL、1按图95组成监视、测量电路，用交流毫伏表测电压，用示波器监视信号源输出，令其输出幅值等于1V，并保持不变。信号源图9-5

43、2找出电路的谐振频率f，其方法是，将毫伏表接在R（51）两端，令信号源的频率由小逐渐变大（注意要维持信号源的输出幅度不变），当VO的读数为最大时，读得频率计上的频率值即为电路的谐振频率fo，并测量V与V之值（注意及时更换毫伏表的量限）。3在谐振点两侧，按频率递增或递减500Hz或1kHz，依次各取8个测量点，逐点测出V，V，V之值，记入数据表格。f(kHz)V(V)V(V)V(V)4改变电阻值（R为100），重复步骤2，3的测量过程f(kHz)V(V)V(V)V(V)五实验注意事项1测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点，在改变频率时，应调整信号输出电压，使其维持在不变；2在测量UL和U

44、C数值前，应将毫伏表的量限改大约十倍，而且在测量UL与UC时毫伏表的“”端接电感与电容的公共点4。六预习与思考题1根据实验1、3的元件参数值，估算电路的谐振频率，自拟测量谐振频率的数据表格；2改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中的数值是否影响谐振频率？3如何判别电路是否发生谐振？测试谐振点的方案有哪些？4电路发生串联谐振时，为什么输入电压不能太大，如果信号源给出的电压，电路谐振时，用交流毫伏表测和，应该选择用多大的量限？为什么？5要提高、串联电路的品质因数，电路参数应如何改变？七实验报告要求1电路谐振时，比较输出电压UR与输入电压U是否相等？和是否相等？试分析原因。2根据测量数据，绘出不同值的三条幅频特性曲线：Rf(f), f(f), f(f)3计算出通频带与值，说明不同值时对电路通频带与品质因素的影响；4对两种不同的测值的方法进