实验1.1电工实验基本仪器仪表的使用

1、1 电工（电路）实验实验1.1 基本仪器仪表的使用及基本定理的测定一、实验目的（1）熟悉电工实验工作台的结构特点及其器件的使用，掌握实验的基本方法。（2）熟悉电工仪器仪表的主要技术性能指标及其使用方法，掌握电压、电流等电路基本参数的测量方法和测量误差的计算方法。（3）验证基尔霍夫定律和叠加原理的正确性，加深对基尔霍夫定律和叠加原理的理解。二、实验设备及材料通用电学实验台，直流稳压电源，直流电压表、直流电流表（或万用表），电阻和导线一批。三、实验原理1、电路基本参数测量电压、电流等电路基本参数测量，主要是利用电压表、电流表（或万用表）进行直接测量。在测量电压时，应把电压表并联在被测负载的两端。为

2、了使电压表并入后尽量不影响电路原工作状态，要求电压表的内阻远大于被测负载的电阻。测量电流时，电流表必须串联在被测电路中。电流表的内阻都很小，如果把电流表并接在负载两端，电流表将因流过很大的电流而烧毁。测量直流电压和直流电流时，常用磁电式电流表。在使用时必须注意仪表的正负极性必须和电路一致，否则仪表的指针将会反转，可能造成仪表损坏。测量交流电压和交流电流时，常用电磁式电流表。交流表的使用方法与直流表相同，只是没有极性之分，其测量的是有效值。2、基尔霍夫电流定律KCL和电压定律KVLKCL指出：在电路中，在任何时刻，流进和流出任何一个节点的电流代数和为零。即：i(t)=0，或 I =0 (直流电路

3、）。KVL指出：在电路中，在任何时刻，任何一个回路或网络的电压降的代数和为零。即：u(t)=0，或 U =0 (直流电路）。KCL和KVL是电路分析理论中最重要的基本定律，适用于线性电路、非线性电路、时变或非时变电路的分析和计算；也适用于时域或其他域（如频域）电路。3、叠加原理在线性电路中，任何一条支路的电流（或其两端的电压），都可以看成是由电路中各个电压源（或电流源）单独作用时，在此支路中产生的电流（或电压）的代数和。某电压源（或电流源）单独作用时，其他所有电压源（或电流源）均置零，即理想电压源短路，理想电流源开路。4、实验电路图1.1.1 实验1.1实验电路实验电路如图所示，其中电路元件的

4、参考值为： R1=150，R2=100，R3=300，R4=100，R5=200，US1=12V，US2=6V。四、实验内容1、电路基本参数测量（基本测量方法练习实验）（1）按图所示连接实验电路。（2）以图中的G点作为电位的参考点，用直流电压表（或万用表直流电压档）分别测量各点的电位UA、UB、UC、UD、UE，及相邻两点之间的电压值UAB、UBC、UCD、UDE、UEG、U GA，并对以上测量项目进行理论计算，将数据记入表1-1-1中。表1-1-1 电压测量数据记录 /V测量项目UAUBUCUDUEUABUBCUCDUDEUEGUGA测量值计算值相对误差（3）用直流电流表（或万用表直流电流档

5、）分别测量图中三支路电流I1、I2及I3，并对以上测量项目进行理论计算，将数据记入表1-1-2中。表1-1-2 电流测量数据记录与基尔霍夫电流定律的验证 /mA测量项目I1I2I3 I (节点C)测量值计算值相对误差实验注意事项：使用指针式仪表时，要特别注意指针的偏转情况，及时调换表笔的极性，防止指针打弯或损坏仪表。电位是相对于某参考点的电压值。测量电位时，把万用表调到相应的电压量程，用负极黑色表笔接参考电位点，正极用红色表笔接触被测点。若指针正向偏转，则表明该点电位为正，即高于参考点电位；若指针反向偏转，应调换万用表的表笔，此时读出的读数应加一负号，表明该点电位低于参考点电位。 电压是任意两

6、端之间的电位差。如测量电压UAB时，应先用黑色表笔接B点，用红色表笔接A点。若指针正向偏转，则表明该电压值为正；若指针反向偏转，应调换万用表的表笔，并表明该电压值为负值。直流电流的测量同样应注意标定的参考方向与及数值的正负问题。测量直流电流时，首先按标定的电流参考方向（从正极流向负极）接入直流电流表，若指针正向偏转，则表明该电流值为正，实际电流方向与参考方向相同；若指针反向偏转，应调换万用表的表笔，并表明该电压值为负值，实际电流方向与参考方向相反。所有需要测量的电压、电流值，均应以电压表、电流表测量的读数为准，不能采用电源表盘的指示值。要防止电压源两端碰线电路、电流源两端开路。注意及时更换仪表

7、的量程。使用万用表时还要注意测量对象，特别注意不要把电流表并联在电路的两端。2、基尔霍夫定律的验证（验证性实验）（1）选择实验电路中的任何一个闭合回路，直接引用表1-1-1中已有的电压测量数据，填写表1-1-3，验证基尔霍夫电压定律的正确性。（2）根据前面电流测量数据（表1-1-2），验证基尔霍夫电流定律的正确性（直接填入表1-1-2中）。表1-1-3 基尔霍夫电压定律的验证 /V测量 项目回路ABCGA回路CDEGC回路ABCDEGAUABUBCUCGUGAUUCDUDEUEGUGCU测量值（利用左边数据验证）计算值3、叠加原理的验证（综合设计性实验）参照基尔霍夫定律的验证实验，设计验证叠加原理的实验。要求设计验证实验电路（给出电路中各元器件的具体参数），列出实验所需要的主要设备和材料，写出实验内容（实验方法与步骤），画出相应的实验数据记录表格，并进行实验验证。五、预习要求 1、学习实验室规章制度和安全用电知识。熟悉实验室供电情况。2、到实验室熟悉实验使用的实验工作台，了解实验器件，掌握实验方法。3、阅读常用电工仪器仪表说明书（使用手册），了解仪器仪表的主要技术性能指标及其使用方法。熟悉电压、电流等电路基本参数的测量方法和测量误差的