电学实验基本常识

1、电学实验基本常识中国科技大学天文与应用物理系 轩植华 直流电实验我们普通物理电磁学实验室中所用的直流电源多为电池或可调的晶体管直流稳压源，一般输出不超过30V，使用是安全的。为了安全快捷地做好实验，要注意以下几点：连接正极的导线用红颜色（或浅色），一直到电压表（或电流表）的正端，从电表的负端以后一直到负极，所有导线用黑色（或深色）。这可以减少接线错误。在接线之前先按需要和操作的方便将各种仪器仪表合理布局。线路开关要放在最便于操作的位置，万一情况异常，迅速切断电源。电表要放在易于观察的位置；需要经常调节的仪器（如作分压或制流用的滑线变阻器）放在易于操作的位置。在同一个接线柱上，避免连接两根以上导

2、线，以防接触不良。当用几根导线将不同仪器仪表并联时，利用导线的“零电阻”性质，分别将它们接到不同的接线柱上。对于比较复杂的线路，要按功能接线，而不要简单地循着电路图中的导线接线。譬如做“检流计特性”实验，共需要14根导线（见图1）。如果循着电路图中的导线接线，当需要并联各种仪表时，电路图中的导线“分叉”较多，接线时容易出错。 分析各种仪器仪表的功能，我们得知：滑线变阻器用于第一级分压；四端子电阻箱用于第二级分压；双刀双掷开关改变流经检流计的电流方向；串接一个电阻的检流计是我们研究的主要对象；电铃开关是并联在检流计两端的，目的在于迅速使检流计光标停止。 为安全起见，除非已知电流电压的范围，否则，

3、先选择电表的大量程。接好线路后，用“跃接法”接通电源（即刚一接通便立即断开），注意观察有无异常（如电表指针大幅度摆动、超过量程，或发热、冒烟等）。如电表指针偏转太小，可考虑减小量程。检查导线是否断路时，要切断电源，同时至少要将导线一端脱离线路，然后用万用电表的“欧姆”档检查，以防损坏电表或由于线路中其它导线的“旁路作用”而误判。完成实验或有较长时间中断实验时，应切断电源。完成实验后先切断电源，然后拆线路。当电路中有大电感（如铁心线圈）时，在切断电源前应先将电路电流减至最小，以防快速断电时电感产生较大的感生电压损坏仪器。交流电实验 交流电没有正负极之分，但市电（220伏）有火线和零线之别，各种信

4、号发生器有信号线和地线之异。在实验中切不可掉以轻心，否则，轻者无法完成实验，重者有生命之虞。调压器下面的两个端子实际上是连在一起的。如果输入端连接到电源插座的导线插头没有特别的限制，调压器下面的端子就可能连接到火线。这时，输出端电压尽管很低（譬如10伏或干脆是0伏），但由于它连着火线，身体接触任何非绝缘部分都可能造成严重伤害，切切注意！ 解决办法之一是使用三个孔的电源插座以及与之匹配的插头，保证自耦调压器下面的端子接零线。同时，从设计上要使实验室真正有效接地。 使用函数发生器和示波器特别注意使用双踪示波器时，连接Y1、Y2两个接口的地线与信号发生器机壳是共地的。 函数发生器和示波器之间用同轴电

5、缆连接.如图3所示的RC电路实验， Y1测量信号发生器的输出电压（当然，这与电路阻抗大小也有关）。 Y2是测量电容电压的。 这种电缆能有效屏蔽实验信号与外界杂散信号之间的相互干扰。电视机与有线电视天线插座之间的连接，电视机与录象机、VCD机之间的连接等等，都广泛采用这种屏蔽线。 如果要测量RC电路中电阻上的电压，则须交换电阻和电容的位置。在教学实践中我们发现，同学们常常忽略这点，而无法做好实验。如果将Y2两端平行上移接到电阻两端，由于电缆的接地线与机壳，就把电容“旁路”了。这时Y1、Y2都只测量信号发生器的输出电压 .为了人身和仪器的安全，实验室应当有真正的接地线（家庭也是如此）。如果做不到这一点，也要注意信号发生器和示波器等要共地，即所有机壳以及屏蔽线的接地线要接在一起。 在做电工学等“强电” 实验时，实验桌下边应有悬空的木棱，坐在木质椅凳上，双脚踩木棱，避免操作不慎手触火线，通过脚对地形