电路原理试验指导书要点

1、目录实验一 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 电压源、电流源及其电源等效变换的研究实验四 线性电路叠加性和齐次性的研究实验五 戴维南定理有源二端网络等效参数的测定实验六 最大功率传输条件的研究实验七 R、L、C元件阻抗特性的测定实验八 用三表测量电路等效参数实验九 单相铁芯变压器特性的测试实验十 正弦稳态交流电路相量的研究实验十一 RLC 串联谐振电路的研究实验十二 三相交流电路电压、电流的测量实验十三 三相交流电路功率的测量实验十四 直流双口网络研究实验一 电位、电压的测定及电路电位图的绘制一. 实验目的1.用实验证明电路中电位的相对性、电压的绝对性2掌握电

2、路电位图的绘制方法二. 原理说明在一个确定的闭合电路中，各点电位的高低视所选的电位参考点的不同而变，但 任意两点间的电位差（即电压）则是绝对的，它不因参考点电位的变动而变动。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）作横坐标，将测量到的 各点电位在该坐标平面中标出，并把标出点按顺序用直线条相连接，就可得到电路的 电位变化图。每一段直线段即表示该两点间电位的变化情况。在电路中参考电位点可任意选定，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。在作电位图或实验测量时必须正确区分电位和电压的

3、高低，按照惯例，是以电流 方向上的电压降为正，所以，在用电压表测量时，若仪表指针正向偏转，则说明电表 正极的电位高于负极的电位。三. 实验设备1. 直流电压表020 V2. 直流毫安表3. 恒压源（+6V , +12V , 030V）4. EEL 01 组件（或 EEL 16 汎叮）四. 实验内容实验线路如图1 1沪图1 11. 分别将E2两路直流稳压电源（E1为+6V、+12V切换电源；E2为0+30V 可调电源）接入电路，令E1= 6V , E2= 12V。2. 以图1 1中的A点作为电位的的参考点，分别测量B、C、D、E、F各点的 电位及相邻两点之间的电压值 Uab、Ubc、Ucd、Ud

4、e、Uef及Ufa，测得数据填入表1 1。3以D点作为参考点，重复实验内容2的步骤，测得数据填入表 1 1。五实验注意事项1 实验线路板系多个实验通用，本次实验没有用到电流插头和插座。2测量电位时，用万用表的直流电压档或用数字直流电压表测量时，用负表棒（黑色）接参考电位点，用正表棒（红色）接被测各点，若指针正向偏转或显示正值，则 表明该点电位为正 （即高于参考点电位）；若指针反向偏转或显示负值，此时应调换万 用表的表棒，然后读出数值，此时在电位值之前应加一负号（表明该点电位低于参考 点电位）。表1 1电位介严 参考点与U内容ABCDEFUabU BCUCDU DEUefUfaA计算值05.98

5、8-6.012-4.036-5.0180.982-5.98812-1.9760.982-60.982测量值相对误差D计算值4.03610.024-1.9760-0.9825.018-5.98812-1.9760.982-60.982测量值相对误差测量结果的数值 A与被测量的真实值 A的差值称为绝对误差，用 A表示= Ax - A测量的绝对误差与被测量真实值之比，称为相对误差，用表示A=100%A0由于被测量的真实值 A0往往是很难确定的， 所以实际测量中，通常用标准表的指示值或多次测量的平均值作为被测量的真实值。表1-1用计算值作为真实值。六.思考题若以F点取为参考点，实验测得各点的电位值；现

6、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？七实验报告1. 根据实验数据，绘制两个电位图形2 完成数据表格中的计算，对误差作必要的分析3. 总结电位相对性和电压绝对性的原理4. 心得体会及其它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。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，应有刀I = 0;对任何一个闭合回路而言，应有刀 U = 0。运用上述定律时必须注意电流的正方向，此方向可

7、预先任意设定。三实验设备1. 直流电压表020 V2. 直流毫安表3. 恒压源 （+6V , +12V , 0 30V）4. EEL 01 组件（或 EEL 16 组件）四. 实验内容实验线路如图2 11 .实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如图中的11、“、b所示，并熟图2 1悉线邸结构，学拇转汗关旳操作祓用方法.2 .分别将E1、E2两路直流稳压源（E1为+6V , +12V切换电源，E?接030V可 调直流稳压源）接入电路，令El 12V , E2= 6V：3. 熟悉电源插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“ +、一”两端。4. 将电流插头分别插入三条支路的三个匸带苛朋次出

8、ii加不-沆1龙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，并记录数据填 入表2 1中表2 1待测量11(mA)I2(mA)I3(mA)Vab(V)V BC(V)V CD(V)Vda(V)Vaf(V)Vfe(V)Ved(V)计算值1.9265.9887.914-5.98812-1.976-4.036-0.9826-0.982测量值相对误差五.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“ +、一”极性，倘若不换接极性，则电表指针可能反偏(电流为负值时

9、)，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.预习思考题1 根据图2-1的电路参数，计算出待测的电流11、12和13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，什么情况下可能出现毫安表指针反偏，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误差原因分析。4. 心得体会及其它。实验三电压源

10、、电流源及其电源等效变换的研究一. 实验目的1. 掌握建立电源模型的方法；2、3 加深对电压源和电流源特性的理解；4.研究电源模型等效变换的条件。二原理说明1 电压源和电流源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。 其外特 性，即端电压U与输出电流I的关系U = f (I)是一条平行于I轴的直线。实验中使 用的恒压源在规定的电流范围内，具有很小的内阻，可以将它视为一个电压源。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。其外特性，即输出电流I与端电压U的关系I = f (U)是一条平行于 U轴的直线。实验中 使用的恒流源在规定的电压范围内，具有极大的

11、内阻，可以将它视为一个电流源。2 实际电压源和实际电流源实际上任何电源内部都存在电阻，通常称为内阻。因而，实际电压源可以用一个内阻Rs和电压源Us串联表示，其端电压 U随输出电流I增大而降低。在实验中，可 以用一个小阻值的电阻与恒压源相串联来模拟一个实际电压源。实际电流源是用一个内阻 Rs和电流源Is并联表示，其输出电流 I随端电压U增 大而减小。在实验中，可以用一个大阻值的电阻与恒流源相并联来模拟一个实际电流 源。3 实际电压源和实际电流源的等效互换一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，又可以看成是一个电流源。若视为电压源，则可用一个电压源Us与一个电阻Rs相串联表示；若

12、视为电流源，则可用一个电流源 Is与一个电阻 Rs相并联来表示。若它们向同样大小的负载 供出同样大小的电流和端电压，则称这两个电源是等效的，即具有相同的外特性。实阪屯斥派实示屯流頭等效变换的条件为:（1） 取实际电压源与实际电流源的内阻均为Rs；（2） 已知实际电压源的参数为 Us和Rs,则实际电流源的参数为Is二士和Rs,Rs若已知实际电流源的参数为Is和Rs，则实际电压源的参数为 Us = IsRs和Rs。三实验设备1. 直流数字电压表、直流数字毫安表（根据型号的不同，EEL I型为单独的 MEL 06组件，其余型号含在主控制屏上）2. 恒压源（EEL I、n、川、W均含在主控制屏上，根据

13、用户的要求，可能有 两种配置（1）+ 6 V （+5V）, + 12V , 030V可调或（2）双路030V可调。）3. 恒源流（0500mA可调）4. EEL 23组件（含固定电阻、电位器）或 EEL 51组件、EEL 52组件四. 实验内容1测定电压源（恒压源）与实际电压源的外特性图3-1实验电路如图3-1所示，图中的电源 Us用恒压源中的+ 6V （+ 5V）输出端，R1 取200Q的固定电阻，R2取470 Q的电位器。调节电位器R?,令其阻值由大至小变化， 将电流表、电压表的读数记入表3-1中。表3-1 电压源（恒压源）外特性数据I (mA)U (V)表3-2实际电压源外特性数据I (

14、mA)U (V)2 测肿庞滾I忙流源、耳冬标匚沛源IL1外特性Q的固定电阻, 入表3-2中。在图3-1按图3-3接线，图中Is为恒流源，调节其输出为5mA （用毫安表测量），R?取470Q的电位器，在 Rs分别为1k Q和R两种情况下，调节电位器R2，令其阻值由大至小变化，将电流表、电压表的读数记入表3-3和表3-4中。表3-3 电流源（恒流源 Rs= s）外特性数据I (mA)U (V)表3-4 实际电流源（Rs=1k Q）外特性数据I (mA)U (V)3. 研究电源等效变换的条件图 3-4(b)按图3-4电路接线，其中(a)、(b)图中的内阻Rs均为51 Q，负载电阻R均为200 Q。在

15、图3-4 (a)电路中，Us用恒压源中的+ 6V输出端，记录电流表、电压表的读数。 然后调节图3-4 (b)电路中恒流源Is,令两表的读数与图3-4(a)的数值相等，记录Is之验讪等效变换条件的正确性。表3-5电源等效变换研究数据记录表RsRUs电流表读数电压表读数恒流源Is读数51 Q200 Q6V五. 实验注意事项1、实验前认真预习实验报告，理解实验原理及实验内容2、直流仪表的接入应注意仪表量程与极性3、 在测电压源外特性时， 不要忘记测空载时的电压值；测电流源外特性时，不要忘记测短路时的电流值，注意恒流源负载电压不可超过20V，负载更不可开路。4、换接线路时，必须关闭电源开关六. 预习思

16、考题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？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？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？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？实验报告要求1 根据实验数据（表 3-1、表3-2、表3-3、表3-4）绘出电源的四条外特性，并 总结、归纳两类电源的特性；2根据表3-5实验结果，验证电源等效变换的条件；实验四线性电路叠加性和齐次性的研究实验目的验证线性电路叠加原理的正确性，从而加深对线性电路的叠加性和齐次性的认

17、识和理解。二原理说明叠加原理指出：在有几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在线性电路中，当所有激励（电压源和电流源）都同时增 大或缩小K倍时，电路的响应（即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值） 也将增大或缩小K倍。应注意，这里的激励是指独立电源，并且必须全部激励同时增 大或缩小K倍，否则将导致错误结果。三实验设备1. 直流电压表2.2. 恒压源（6V、12V、030V）3. EEL 01 组件（或 EEL 16 组件）四实验内容实验线路如图4-1所示。图4

18、 1IN40071. Ei为+6V、+12V切换电源，取Ei= +12V , E2为可调直流稳压电源调至 +6V ;2. 令Ei电源单独作用时（将开关 Ki投向Ei侧，开关K2投向短路侧），用直流 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，数据记入表格4 io3. 令E 2电源单独作用时（将开关 Ki投向短路侧，开关K 2投向E 2侧），重复实 验步骤2的测量和记录。4. 令E i和E 2共同作用时（开关K i和K2分别投向E i和E 2侧，重复上述的测 量和记录。5. 令Ei=0V （将开关Ki投向短路侧），将E 2的数值调至+ i2V，重复实验步骤 3的测量并记录。

19、表4i测量项EiE2IiI2I3U ABUcDUadUdeUfa实验内容 '、(V)(V)(mA)(mA)(mA)(V)(V)(V)(V)(V)Ei单独作用e2单独作用Ei, E2共同作用2 E2单独作用6、将R5换成一只二极管IN4007 （即将开关K3投向二极管侧），重复i5的测量 过程，数据记入表 4-2。表4-2、测量项X 实验内容、Ei(V)E2(V)Ii(mA)I2(mA)I3(mA)U AB(V)UcD(V)Uad(V)Ude(V)Ufa(V)Ei单独作用e2单独作用Ei, E2共同作用2 E2单独作用五. 实验注意事项i用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性及数据

20、表格中“ +、-” 号的记录。2注意仪表量程的及时更换 。六. 预习思考题i.叠加原理中Ei、E2分别单独作用，在实验中应如何操作？可否直接将不作用 的电源（Ei或E2）置零（短接）？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？10七实验报告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各电阻器所消耗的功率能否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通过实验步骤6及分析数据表格 4-2，你能得出什么样的结论？4. 心得体会及其它。实验五戴维南定理一一有源二端网络等效参数的测定.实验目

21、的2. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法二实验原理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（或称为含源一端口网络）。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，该电压源的电动势 Es等于这个有源端网络的开路电压Uoc，其等效内阻Ro等于该网络中所有独立源均置零 （理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻Req, Es和Ro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

22、端短路，测其短路电流Isc,则内阻为U OCRo =I SC（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5-1所示。根据外特性曲线求出斜率tg，则内阻aauRo = tgI 用伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值阻为Uoc Un Ro =In若二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流”亠Uoc|scIn时的输出端电压值Un,则内E如图5-2所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，负载电阻(由电阻箱的读数确定)即为被测有源二端网络的等效内阻值。(4)零示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

23、量法，如图 5-3所示。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， 电压表的读数将为“ 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。三实验设备t1. 直流电压表、电流表2. EEL 06 组件(或 EEL 18 组件)3. EEL 01 组件(或 EEL 16 组件)4.恒压源5 恒流源Es=12VBJ四实验内容35(b)(a)被测有源二端网络如图5-4(a)所示1.图5-4(a)线路接入稳压源 Es= 12V和恒流源ls= 20mA及可变电阻Rl.先断开 Rl测Uab即Uoc

24、，再短接Rl测Isc,则Ro = U°c/ Isc,填入表5-1表5-1Uoc(V)Isc(mA)Ro=Uoc/lsc2、按图5-4（a）改变Rl阻值，测量有源二端网络的外特性。记录数据填入表5-2表5-2U(V)I(mA)3验证戴维南定理：用1k Q （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 Req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5-4（b）所示，仿照步骤“ 2 ”测其特性，对戴维南定理进行 验证。记录数据填入表 5-3表5-3U(V)I(mA)4测定有源二端网络等效电阻 （又称入端电阻）的其它方法：将被测有

25、源网络内的所有独立源置零（将电流源Is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），然后直接用万用表的欧姆档去测定负载Rl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Ri。记录数据填入表 5-4五注意事项V2 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 Req时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表，其 次，欧姆档必须经调零后再进行测量。4改接线路时，要关掉电源。六.预习思考题1. 在求戴维南等效电路时，作短路试验，测 Isc条件是什么？在本实验中可否直 接作负载短路实验？请实验前对线路 5-4（a）预先作好计算，以便调

26、整实验线路及测量 时可准确地选取电表的量程。将预习时计算结果填入表5 5。表5 5Uoc(V)Isc(mA)Ro=Uoc/Isc22.342.65232说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点七实验报告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，并分析产生误差的原 因。2根据步骤1、4各种方法测得的Uoc与Req与预习时电路计算的结果作比较， 你能得出什么结论。3 归纳、总结实验结果。实验六最大功率传输条件的研究一. 实验目的1 理解阻抗匹配，掌握最大功率的传输条件；2. 了解电源输出功率与效率的关系。二原理说明电源向负载供电的电路如图6-1所示，图中RS为

27、电源内阻，Rl为负载电阻。负载 Rl得到的功率为：Pl=|2Rl=( U)2 RlRs Rl可见，当电源U s和Rs确定后，负载得到的功率大小只与负载电阻Rl有关。令dRL=0，解得：r=Rs时，负载得到最大功率:PL max4 Rs可见，当Rl二Rs时，负载可以获得最大功率，此种情况称为阻抗匹配。负载得到最大功率时的电路的效率:PlUsI4 RsUsUsRsRs100% =50%匹配电路的特点及应用：在电路处于“匹配”状态时，电源本身要消耗一半的功率， 此时电源效率只有 50%。显然，这对电力系统是绝对不允许的。因为在电力系统(强 电)中，50%的效率说明在线路上的损耗很大，用户只能得到发电

28、厂发出电能的一半,这个是绝对不允许的，此时希望传输效率尽可能的要高。而在电子技术领域里却完全不同，电源效率往往不予考虑。通常设法改变负载电阻，或者在信号源与负载之间加 阻抗变换器，使电路处于工作匹配状态，以使负载能获得最大的输出功率。因为在通 信系统（弱电）中，需要的是较强的信号，因此希望负载接受到的能量尽可能大，此 时效率不是主要问题。三. 实验设备直流稳压电源、直流电压表、直流 电流表、兀件箱四. 实验内容1 按图 6-2接线。Us =6V ,艮=51g , R =01 KQ。图6-22. 令Rl在01K范围内变化时， 分别读取电压表、电流表读数并记录于 表6-1中。表6-1测量值UI计算

29、 值RlPln计算公式:RlUIUsI100%PL =UI五. 实验注意事项1. 在Pl最大值附近应多测几点2防止电源短路六. 预习思考题1. 电压表，电流表前后位置对换， 对电压表，电流表的读数有无影响？为什么?2什么是阻抗匹配？电路传输最大功率的条件是什么？3. 电路传输的功率和效率如何计算？什么时候出现最大效率？4电力系统进行电能传输时为什么不能工作在匹配工作状态？七. 实验报告1整理实验数据，分别画出 P- Rl、n - Rl曲线图。2根据实验结果，说明负载获得最大功率的条件是什么实验七R、L、C元件阻抗特性的测定一.实验目的f, Xlf与X cf特性曲线1 验证电阻，感抗、容抗与频率

30、的关系，测定R 及电路元件参数对响应的影响。2. 加深理解R、L、C元件端电压与电流的相位关系。二. 原理说明1 .在正弦交变信号作用下，R、L、C电路元件在电路中的抗流作用与信号的 频率有关，它们的阻抗频率特性Rf, X lf ,X cf曲线如图71所示。2元件阻抗频率特性的测量电路如图72所示。图中的r是提供测量回路电流用的标准电阻， 流过被测元件的电流则可由 r两端的电压除以r阻值 所得。若用双踪示波器同时观察Ur（相当于观测被测元件电流波形，但读数要做调整，l=Ur）和U （忽略 了 r的压降，因此 U认定为被测元件两端的电压波图7 2形）的波形，从而可在荧光屏上测出被测元件两 端的电

31、压与流过该元件电流的幅值及它们之间的 相位差。3. 将元件R、L、C串联或并联相接，亦可用同样的方法测得Z串与Z并时的阻抗频率特性Zf，根据电压、电流的相位差可判断Z串或Z并是感性还是容性负载。4. 元件的阻抗角（即相位差 $ ）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 画在以频率f为横坐标、阻抗角$为纵座标的座标 纸上，并用光滑的曲线连接这些点，即得阻抗角 的频率特性曲线。用双踪示波器测量阻抗角的方法如图7 3所示。荧光屏上得一个周期（T）占n格,图7 3相位差（$ ）占m格，则实际的相位差 $ （阻抗角） 为5. 由于 R»r, Xl>>, Xc

32、7;r，所以 表 7-1 中式 R=U/I R、Xl（V）=U/I l、Xc=U/lc 成立, 即忽略了 r的压降，认为信号源两端电压即为被测 元件两端电压。三. 实验设备1 信号源、频率计2. 交流毫伏表3双踪示波器4. EEL 03 组件（或 EEL 16 组件）5. EEL 06 组件（或 EEL 18 组件）四. 实验内容1. 测量R、L、C元件的阻抗频率特性将信号源正弦波接至如图7 2的电路，作为激励源U,并用交流毫伏表测量，使激励电压的有效值为口= 2V，并保持不变。使信号源的输出频率从1 kHz逐渐增至20kHz （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

33、伏表测量Ur,并通过计算得到各频率点的 R、Xl、Xc之值，记入表7 1中表7 1频率f(kHz)125101520R(k0)Ur(V)lR(mA)=Ur/rR=U/I rXl(k。)Ur(V)lL(mA)=Ur/rXl(V)=U/I lXc(k。)Ur(V)Ic(mA)=Ur/rXc=U/Ic2.测量R、L、C元件串联阻抗角的频率特性。用双踪示波器观察在不同频率 下R、L、C元件串联阻抗角的变化情况，并作记录填入表72。表72频率f(kHz)0.5125101520n（格）m(格)9(度)五. 实验注意事项1. 交流毫伏表属于高阻抗电表，测量前必须先调零。2. 测$时，示波器的“ v/div

34、 ”和“ t/div ”的微调旋钮应旋置“校准位置”六. 预习思考题测量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？可否用 一个小电感或大电容代替？为什么？七. 实验报告1. 根据实验数据，在方格纸上绘制R、L、C三个元件的阻抗频率特性曲线， 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频率特性 曲线，并总结、归纳出结论。3 心得体会及其他。实验八用三表测量电路等效参数一. 实验目的1 学会用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法2. 学会功率表的接法和使用。二. 原理说明正弦交流激励下的元件值或阻抗值，可以用交流电压表

35、、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，是用以测量5 0 Hz交流电路参数的基本 方法。计算的基本公式为：阻抗值模P电路的功率因数cos 匚等效电阻R =-I等效电抗X 二电感X2 - fZ sin*RL图8 1IU电容三. 实验设备1.交流电压、电流、功 率云2 .三相调压输出3. EEL 04组件日光 灯镇流器、电容器400V/4 F (或 EEL 174. EEL 05组件白炽 灯 20W220V (或 EEL 17)四. 实验内容1测试线路如图83所示，Z根据测试要求连接。并经指导教师检

36、查后，方可 接通电源。2测量白炽灯（R）与日光灯镇流器（L）串联的等效参数。记录数据填入表8 1。表8 1测量值计算值电路等效参数u（v）1(A)P(W)zg)cos®R(O)L(mH)测量白炽灯（R） 与日光灯镇流器（L）串联3测量白炽灯（R）与电容器（C）串联的等效参数。记录数据填入表82。表82测量值计算值电路等效参数U(V)I(A)P(W)zg)cos®R(0)c岸F)测量白炽灯（R）与电容器（C）串联五实验注意事项1 功率表不能单独使用，一定要有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和电流的量限。2 功率表接线正确，上电前仔细检查。3自耦调压

37、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。必须严略遵守这一安全操柞亦稈。六.预习思考题1. 在50Hz的交流电路中，测得一只铁心线圈的P、I和U,如何算得它的阻值 及电感量？2. 功率表的工作原理及使用七实验报告1 根据实验数据，完成各项计算。2 总结功率表与自耦调压器的使用方法。实验九单相铁芯变压器特性的测试一.实验目的1 学会测试变压器各项参数的方法；2学习测绘变压器的空载特性曲线与外特性曲线；3了解变压器的工作原理和运行特性。二原理说明变压器工作原理电路如图 9-1所示，原边绕组 AX

38、连接交流电源u 1,副边绕组a x两端电压为u 2，经开关S与负载阻抗Z2连接。1 变压器空载特性当变压器副边开关S断开时，变压器处i1 A丨2a 一在空载状态，原边电流i1 = i1o，称为空载电+流，其大小和原边电压U1有关，两者之间的1U1/f U2Z2&关系特性称为空载特性，用 U1= f (i10)表-J示。由于空载电流 ho （励磁电流）与磁场强Xx度H成正比，磁感应强度B与电源电压ui成图319-11正比，因而，空载特性曲线与铁芯的磁化曲线（EH曲线）是一致的。空载实验一般在低压绕组加电压，高压绕组开路，2. 变压器外特性当原边电压Ui不变，随着副边电流12增大（负载增大

39、，阻抗 乙减小），原、副边 绕组阻抗电压降加大，使副边端电压 U2下降，这种副边端电压 U2随着副边电流12变 化的特性称为外特性，用 U2= f （i2）表示。3. 变压器参数的测定用电压表、电流表、功率表测得变压器原边的U1、I 1、P 1及副边的U 2、1 2,并用万用表RX1档测出原、副绕组的电阻R 1和R 2,即可算得变压器的各项参数值：电压比心=匕1，变压作用U 2丨2电流比 Ks 2，变流作用Ii阻抗比=号Zi二当Z2，变阻抗作用。Z2I 1I 2负载功率P2 = U 2 I 2 cos ，本实验负载用白炽灯 cos' =1。变压器损耗功率P。二P -卩2、，&

40、P一次侧功率因数cos 1 =U1I1原边线圈铜耗论二打尺！副边线圈铜耗巳2 i；R2,铁耗 PFe = P0 -(Pcu1 ' Pcu2)变压器效率效率=卫2 100%Pl三实验设备1.交流电压表、交流电流表、功率表2. EEL 17B组件（含变压器 36 V/ 220 V）或EEL V主控制屏3. 白炽灯220V/ 40W或可调电阻4调压器（输出可调交流电源）四.实验内容36V/1.4A220V/0.227 A图 31-21测绘变压器空载特性 实验电路如图9-2所示，将 变压器的高压绕组（副边）开路，220V低压绕组（原边）与调压器输出端连接。确认三相调压器处在零位一1.2倍的额定

41、电压（1.2 X 36V）,分别记下各次测得的（逆时针旋到底位置）后，合上 电源开关，调节三相调压器输出 电压，使U 1从零逐次上升到U1、U 2 0和I 10数据，记入表9-1，绘制变压器的空载特性曲线。表9-1U0040VI 102测绘变压器外特性并测试变压器参数实验电路如图9-3所示，变压器的低压绕组与调压器输出端连接，高压绕组接圜 39-3-3220V、40W的白炽灯组负载（或可调电阻）。将调压器手柄置于输出电压为零的位置,然后合上电源开关，并调节调压器，使其输出电压等于变压器低压侧的额定电压36V,分别测试负载开路及逐次增加负载（并联白炽灯）至额定值（12 n= 0.227 A）,分

42、别记下五个仪表（见图 9-3）的读数，记入表 9-2，绘制变压器外特性曲线。表9-2U36V36V11PiU2I 23、断开电源，拆开电路接线。用万用表RX1档测出原、副绕组的电阻R 1和R 2。数据记录表9-3表9-3RR2五实验注意事项1本实验是将变压器作为升压变压器使用，并调节调压器提供原边电压Ui，故使用调压器时应首先调至零位，然后才可合上电源，此外，必须用电压表监视调压器 的输出电压，防止被测变压器输出过高电压而损坏实验设备，且要注意安全，以防高 压触电。2遇异常情况，应立即断开电源，待处理好故障后，再继续实验。六. 预习思考题1 为什么空载实验将低压绕组作为原边进行通电实验？此时，

43、在实验过程中应 注意什么问题？答：根据变压器的电磁感应原理，不论在原边或副边做实验，结果都是相同的。 所以具体在哪边做要看电压和电流的大小而定，如空载试验要加额定电压，就在低压 侧做，低压电压低，方便。短路试验要加额定电流，就在高压侧做，高压电流小，方 便。从安全的角度出发，低压绕组加额定电压比高压绕组加额定电压要安全些。1注意人身安全；2注意仪表安全（选择合适的量程）2什么是变压器的空载特性？如何测绘？从空载特性曲线如何判断变压器励磁 性能的好坏？3什么是变压器的外特性？如何测绘？从外载特性曲线上如何计算变压器的电 压调整率？4. 为什么变压器的励磁参数一定是在空载实验加额定电压的情况下求出

44、？七. 实验报告1 根据表9-1数据，绘出变压器的空载特性曲线2根据表9-2数据，绘出变压器的外特性曲线3 计算变压器的变压比、变流比、铜损、铁损、效率、一次侧功率因数4. 计算变压器的电压调整率，U % =乜 UN 100 %U 205心得体会及其它实验十正弦稳态交流电路相量的研究.实验目的1研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。2 掌握RC串联电路的相量轨迹及其作移相器的应用。3 掌握日光灯线路的接线。-jXc _UrUcU图 10 14理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。二原理说明1 在单相正弦交流电路中，用交流电流表则得各支中的电流值，用交流电压表 测得回路各元件两端的电

45、压值，它们之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律，即：1=0和' U=o2 如图10 1所示的RC串联电路， 在正弦稳态信号U的激励下，UR与UC保 持有9 0°的相位差，即当阻值R改变时，Ur的相量轨迹是一个半园， U ,Uc与Ur 三者形成一个直角形的电压三角形。R值改变时，可改变 0角的大小，从而达到移相 的目孔.日光灯线路如图10 3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）。有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。二. 实验设备1 交流电压、电流、功率、功率因素表2、3. EEL 04组件，30W镇

46、流器，400V/4 yF电容器，电流插头（或 EEL 17）4. 30W日光灯（左面板上侧）5. EEL 05 组件 40W220V 白炽灯（或 EEL 17）四.实验内容1. 用两只220 V, 40W的白炽灯泡和3 0W的日光灯电容器组成加图10 1所示的实验电路，按下闭合按钮开关调节调压器至220V，验证电压三角形关系，记录数据填入表10 1。表 10 1测 量 值数据整理U(V)Ur(V)Uc(V)Ur+uCu2U , Uc , Ur 是否组成直角三角形2日光灯线路接线与测量图 102输出至220V，使日光灯启辉点亮，测量功率P,电流I,电压 U、Ua等值，验证电压、电流相量关系。记录

47、数据填入表10 2表 102测量数值计算值P(W)1(A)U(V)Ul(V)Ua(V)cos®r(O)3.并联电路电路功率*数怡改善按图103组成实验线路经指导老师检查后，按下绿色按钮开关调节自耦调压器的输出调至220 V,记录功率表，电压表读数，通过一只电流表和三个电流取样插座分别测得三条支路的电流， 改变电容值，进行两次重复测量。记录数据填入表10 3表 10 3电容值测量数值计算值（旧P(W)U（v）1(A)Il(A)Ic(A)cos©五实验注意事项1 功率表要正确接入电路，读数时要注意量程和实际读数的折算关系。2 线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器及其接触

48、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 在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一导线将启辉器的两 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？3 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，此时感性元件上的电流和功率是否改 变？4提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并的电容 器是否越大越好？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

49、。 3ij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。实验一 RLC串联谐振电路的研究一.实验目的1. 学习用实验方法绘制R、L、C串联电路的幅频特性曲线。2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Q值）的物 理意义及其测定方法二原理说明1. 在图11 1所示的R、L、C串联电 路中，当正弦交流信号源的频率f改变时，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也 随f而变。取电阻R上的电压U °之值，然后 以f为横坐标，以U o/U i为纵坐标，绘出光 滑的曲线，此即为幅频特性，亦称谐振曲线， 如图11 2所示。2在 f = f0处（Xl 二 XC ）2yjLC该频率称为谐振频率， 此时电路呈纯阻性， 电路 阻抗的模为最小，在输入电压 Ui为定值时，电 路中的电流达到最大值，且与输入电压U i同相 位，从理论上讲，此时Ui=IR=U0 ,Ul二Uc二QUi，式中的Q称为电路的品质因数。3一希