电路实验课件.ppt

1、 认真预习，写出预习报告，并自带计算工具。未预习者不得参加认真预习，写出预习报告，并自带计算工具。未预习者不得参加实验。实验。迟到超过五分钟或实验未完成早退者均按旷课论处。迟到超过五分钟或实验未完成早退者均按旷课论处。进入实验室，请换自带的鞋套。进入实验室，请换自带的鞋套。注意保持卫生，不要随地吐痰，不要在实验室内吃东西。注意保持卫生，不要随地吐痰，不要在实验室内吃东西。服从教师的指导，不得抄袭他人结果或代做实验。服从教师的指导，不得抄袭他人结果或代做实验。注意人身安全注意人身安全,爱护实验设备。爱护实验设备。将实验数据填入预习报告表格中，经教师审阅盖章后方可离开。将实验数据填入预习报告表格中

2、，经教师审阅盖章后方可离开。实验完成后实验完成后,请整理好桌面请整理好桌面,关闭电源关闭电源,放好凳子。放好凳子。实验时间为实验时间为2小时。小时。缺实验者，取消考试资格。缺实验者，取消考试资格。电路实验的要求电路实验的要求预习报告要求预习报告要求预习报告设计人姓名和学号。实验名称、实验内容实验方法和线路元件及电源参数数据表格实验报告要求实验报告要求实验报告书写人姓名和学号。请按规定格式书写。（见教材7.4节，P123）1.实验目的2.原理及方法3.实验线路和元件参数4.使用设备及编号（名称、型号、仪表准确度等）5.数据、表格、曲线、计算等6.数据误差处理7.讨论、结论和体会下一次做实验时交上

3、次的报告！1、每组至少交一份已盖过章的预习报告和一份实验报告。2、预习报告和实验报告分别写上作者姓名和学号。3、每个实验计总成绩为4分。实验目录实验目录实验一实验一 直流电路的电压、电流及电位的实验研究直流电路的电压、电流及电位的实验研究 实验二实验二 直流叠加定律和戴维南定理研究直流叠加定律和戴维南定理研究实验十一实验十一 三相交流电路的研究三相交流电路的研究直流电路的电压、直流电路的电压、电流及电位的实验研究电流及电位的实验研究电路实验一实验目的实验目的实验步骤实验步骤实验任务实验任务注意事项注意事项误差分析误差分析参考线路参考线路难点与重点难点与重点一一 实验目的实验目的:加深对基尔霍夫

4、电压、电流定律的理解。加深对基尔霍夫电压、电流定律的理解。掌握电流、电压参考方向的意义和电位参考点的概掌握电流、电压参考方向的意义和电位参考点的概念。念。熟悉直流电源和直流仪表的使用方法。熟悉直流电源和直流仪表的使用方法。学习直接测量中仪表的误差分析方法。学习直接测量中仪表的误差分析方法。返回返回二二 实验任务实验任务:任务任务1.KCL1.KCL定律的研究定律的研究.任务任务2.KVL2.KVL定律的验证定律的验证.任务任务3.3.等电位与电位的测量等电位与电位的测量.返回返回1)1)自拟一个含有两个独立电源和两个网孔的电阻网络，选自拟一个含有两个独立电源和两个网孔的电阻网络，选定两个节点，

5、根据所设的参考方向，用直流电流表测量定两个节点，根据所设的参考方向，用直流电流表测量其相关电流，验证其相关电流，验证KCLKCL定律的正确性。定律的正确性。2)2)将测量的指针表、数字表的电流值分别填入表格中，验将测量的指针表、数字表的电流值分别填入表格中，验证证I=0I=0否？并对其进行误差分析。否？并对其进行误差分析。任务任务1.KCL1.KCL定律的研究定律的研究.2.KVL 2.KVL定律的验证定律的验证:自拟一个含有两个独立电源和五个电阻（其中一个为电自拟一个含有两个独立电源和五个电阻（其中一个为电位器）串联的电阻网络，位器）串联的电阻网络，根据所设的参考方向，用直流电根据所设的参考

6、方向，用直流电压表测量选定回路的相关电压，验证如下情况的压表测量选定回路的相关电压，验证如下情况的KVLKVL定律的定律的正确性。正确性。1 1）验证整个闭合回路的）验证整个闭合回路的KVLKVL定律定律 2 2）验证假想回路的）验证假想回路的KVLKVL定律定律 3 3）将测量的指针表、数字表的电压值分别填入表格中，验）将测量的指针表、数字表的电压值分别填入表格中，验证证U=0U=0否？并对其进行误差分析。否？并对其进行误差分析。3.3.等电位与电位的测量等电位与电位的测量 1 1）根据设计，选二点（）根据设计，选二点（a a、g g）为作为参考点，测量其它）为作为参考点，测量其它各点对参考

7、点的电位（注意电位的极性）。表中电压为计各点对参考点的电位（注意电位的极性）。表中电压为计算值，如算值，如UabUab=a b.2 2）测量）测量p p、g g间的电压，调节电位器，使之达到等电位间的电压，调节电位器，使之达到等电位（UpgUpg=0=0），观察、记录导线连接该二点前后的回路电流），观察、记录导线连接该二点前后的回路电流I I 并与并与UpgUpg0 0时的时的I I比较，用数据说明等电位现象。比较，用数据说明等电位现象。返回返回参考点参考点ab cdefgpUabUbcUcda0g0Upg I(p、g间连导线)I(p、g间不连导线)UpgUpg=0 0UpgUpg0 0四、参

8、考电路（四、参考电路（1）R1 300 R2 1K R3 R4 200200 R5 300 E1 E2 I1 I2 I3 I4 I5+-a ab bc cd de ef f100 10V5VKVLKVL定律的验证参考线路定律的验证参考线路（2 2）闭合回路：闭合回路：abcdefgaabcdefga假想回路：假想回路：cdefgccdefgc返回返回 R1 R2 R3 R4 R5E2E1200 300 300 560+-10V 15VmA+-a ab b c c d d e e f f g g200 P P五、注意事项：五、注意事项：1.1.电压源不得短路。电压源的输出电压最好选择在电压源不得

9、短路。电压源的输出电压最好选择在10V10V以下，以下，注意它的正、负极性不要接错。注意它的正、负极性不要接错。2.2.直流电流表、电压表使用时，要注意其量程及极性。正确直流电流表、电压表使用时，要注意其量程及极性。正确读取数字表与指针表的读数及极性，测量时，要注意实际方读取数字表与指针表的读数及极性，测量时，要注意实际方向与参考方向是否一致。向与参考方向是否一致。3.3.电源电压也必须用电压表测量。电源电压也必须用电压表测量。4.4.每个支路的最大电流每个支路的最大电流20mA。返回返回六、误差分析六、误差分析1.指针表的误差分析：指针表的误差分析：对某节点验证对某节点验证KCLKCL定律，

10、测量其相关电流，其误定律，测量其相关电流，其误差分析为：计算仪表的每次最大允许误差，求它们差分析为：计算仪表的每次最大允许误差，求它们的和，若测量的的和，若测量的I I 仪表的仪表的最大允许误差最大允许误差,则实验则实验正确。正确。仪表的仪表的最大允许误差最大允许误差=准确度的准确度的%量程量程 KVLKVL定律的误差分析与定律的误差分析与KCLKCL定律的误差分析同，定律的误差分析同，只是只是将电流换为电压。将电流换为电压。2.数字表的误差分析：数字表的误差分析：X=X=（a%a%测量值测量值+b%+b%满偏值）满偏值）其中其中:a a=0.3,b=0.2=0.3,b=0.2返回返回七七.实

11、验重点及难点：实验重点及难点：1.1.弄清电压、电流实际方向与参考方向的概念，正确确定弄清电压、电流实际方向与参考方向的概念，正确确定 测量值的正、负。测量值的正、负。2.KVL 2.KVL定律在任意回路中均成立。定律在任意回路中均成立。3.3.正确理解电压与电位的定义及关系。为什么电压具有的绝对正确理解电压与电位的定义及关系。为什么电压具有的绝对性；电位具有的相对性？性；电位具有的相对性？4.4.如何理解等电位的概念。如果两点等电位，该两点间连导线如何理解等电位的概念。如果两点等电位，该两点间连导线和不连导线，是否对其相关电路造成影响？为什么？和不连导线，是否对其相关电路造成影响？为什么？5

12、.5.测量值与测量仪表有没有关系？应该怎么去选择测量仪表？测量值与测量仪表有没有关系？应该怎么去选择测量仪表？直流叠加定律和戴维南定理研究直流叠加定律和戴维南定理研究电路实验二实验目的实验目的实验步骤实验步骤实验任务实验任务误差分析误差分析参考表格参考表格参考线路参考线路重点和难点重点和难点实验目的实验目的:研究直流叠加定理和适用范围。研究直流叠加定理和适用范围。学会有源线性一端口网络的戴维南等效参数的学会有源线性一端口网络的戴维南等效参数的 方法。方法。实验证明负载上获得最大功率的条件。实验证明负载上获得最大功率的条件。掌握间接测量的误差分析方法。掌握间接测量的误差分析方法。返回返回实验任务

13、实验任务:任务1.叠加定理研究。任务2.用实验的方法测量有源线性一端口网 络的戴维南等效参数。任务3.根据实验数据说明获得负载上的最大 功率的条件。任务4.戴维南定理的验证。返回返回实验步骤实验步骤1.1.叠加定律的验证及适用性研究叠加定律的验证及适用性研究 1）自行设计一个含有两个电压源、一个电流源的线性两网孔网络，分别测量在电压源US1、US2和电流源IS 单独作用下各元件上的电压和电流，以及在US1,US2,IS共同作用下各元件上的电压，将实验数据填入自拟表格，验证叠加定律的正确性，并进行误差分析。)(选做)在原网络上任意将其中的一个电阻元件用二极管代替构成非线性网络，重复上述操作，验证

14、此时叠加定律是否成立？2.用实验的方法测量有源线性一端口网络的戴维南等效参数用实验的方法测量有源线性一端口网络的戴维南等效参数 自行设计一个至少含有两个独立电源、二个网孔的有源线性一端口网络，列出相应的表格。在其端口至少用二种不同的方法测量、计算戴维南等效参数，画出外特性曲线。3.3.负载上最大功率的获得负载上最大功率的获得 仍用原网络，改变端口负载电阻的值，测量记录对应的I、U值，找出负载上获得最大功率时的电阻值，与理论值进行比较。4.4.戴维南等效电路的验证戴维南等效电路的验证 用测量的戴维南等效参数组成串联等效电路，在三种状态下,测量其端口参数是否落在原网络外特性曲线上。验证其等效性.返

15、回返回IUUOCISCP1P2U1U2I1I2ReqUocmARL vNmAvRLABAB提示提示:根据公式根据公式负载取值不同可以有以下几种方法：负载取值不同可以有以下几种方法：1.1.两点法：任取二负载（注意两负载值要相差远点）。两点法：任取二负载（注意两负载值要相差远点）。2.2.开路、短路法：开路、短路法：R RL1L1=；R RL2L2=0=0。3.3.半电压法：当半电压法：当U UL L=1/2U=1/2UOCOC时，时，R RL L=R Reqeq。4.4.开路负载法：开路负载法：R RL1L1=；R RL2L2任取值。任取值。返回返回1122O Ce qO Ce qUUIRUU

16、IR=-=-误差分析：误差分析：间接测量的误差分析，一般采用对计算公式求偏导的方法进行分析。如：用开路、短路法求Req的计算公式为：ReUocqIsc=求偏导后得：ImRe()UmUocqUocIscIscDDD=+式中Um 为电压表的最大允许测量误差。即:数字表:Um=（a%测量值+b%满偏值）指针表:Um=(电压表的量程 仪表的准确度%)Im为电流表的最大允许测量误差。即:数字表:Im=（a%测量值+b%满偏值）指针表:Im=(电压表的量程 仪表的准确度%)若测量的Req在Req的理论值的Req之间,则在误差范围之内.返回返回参考表格：电压电压项目项目单独作用单独作用单独作用单独作用单独作

17、用单独作用三电源共同作用三电源共同作用单独作用之和单独作用之和误差误差返回返回参考表格：参考表格：数据数据电阻电阻测量值测量值计算值计算值理论值理论值UocUoc（V V）IscIsc（mAmA）ReqReq=UocUoc/IscIscR RL L1 1=R RL2L2=0=0 数据数据电阻电阻测量值测量值计算值计算值理论值理论值U U（V V）I I（mAmA）R RL1L1R RL2L2RLRL（）0 0ReqReq测测量量值值U U（V V）I I（mAmA）P P（W W）R RL L（）测量值测量值0 0R RL1L1R RL2L2 原网络原网络U U（V V）I I（mAmA）戴维

18、南戴维南等效网络等效网络U U（V V）I I（mAmA）注意事项：注意事项：设计线路时，应该注意各元件、仪表的额定值，不得过载。设计线路时，应该注意各元件、仪表的额定值，不得过载。叠加定律验证时叠加定律验证时,至少测量至少测量3 3个点个点;原网络二网孔指不包括原网络二网孔指不包括R RL L时的网孔时的网孔.各支路电流不要超过各支路电流不要超过20mA20mA。实际使用时，电压源不得短路，电流源不得开路。实际使用时，电压源不得短路，电流源不得开路。各电源单独作用时，电压源应从电路中脱离开，用导线在各电源单独作用时，电压源应从电路中脱离开，用导线在电路中短路。电流源也应关闭并从电路中脱离开，

19、电路中电路中短路。电流源也应关闭并从电路中脱离开，电路中开路。开路。测量最大功率时用原网络。测量最大功率时用原网络。注意等效电路的电源值和电阻值的选择。注意等效电路的电源值和电阻值的选择。用两种不同的方法计算等效电阻的值。用两种不同的方法计算等效电阻的值。作原网络和等效网络的伏安特性曲线。说明其等效性。作原网络和等效网络的伏安特性曲线。说明其等效性。作作R RL L-P-P曲线时，在曲线时，在ReqReq附近多做几点。附近多做几点。重点与难点：重点与难点：1.1.设计电路时不能有电源倒灌的现象发生，即电源只能设计电路时不能有电源倒灌的现象发生，即电源只能 流出，不能流入。（在实验中，电源共同作

20、用时，流出，不能流入。（在实验中，电源共同作用时，要注意电源的指示值。）要注意电源的指示值。）2.2.电源置零，理论上与实际中是有悖的。电源置零，理论上与实际中是有悖的。理论：电压源短路；理论：电压源短路；实际：电压源不得短路；实际：电压源不得短路；理论：电流源开路；理论：电流源开路；实际：电流源不得开路；实际：电流源不得开路；3.3.实际网络与等效网络是否相等？实际网络与等效网络是否相等？参考线路：参考线路：叠加定律：三电源共同作用电路3K1K1K3K2K3mA电源单独作用：3K1K1K2K3K3mA3K3K2K1K1K3K3K2K1K1K一阶电路的暂态过程一阶电路的暂态过程电路实验五实验目

21、的实验目的实验步骤实验步骤实验任务实验任务参考表格参考表格参考线路参考线路实验目的实验目的1.学习用一般电工仪表测定单次激励过程中一阶学习用一般电工仪表测定单次激励过程中一阶 RC电路的零状态响应、零输入响应的方法。电路的零状态响应、零输入响应的方法。2.学会从响应曲线中求取时间常数学会从响应曲线中求取时间常数。3.用示波器观察一阶电路在周期方波作用下响应的用示波器观察一阶电路在周期方波作用下响应的 波形。波形。4.掌握示波器的使用方法。掌握示波器的使用方法。返回返回实验内容：1.测定RC一阶电路在单次过程中的零状态响应。2.测定RC一阶电路在单次过程中的零输入响应。3.观察RL一阶电路在周期

22、方波作用下的响应。返回返回实验步骤：实验步骤：1.1.测定RC一阶电路在单次过程中的零状态响应 零状态响应：是指动态元件的初始储能为零，仅由外施激励引起的响应。零状态响应：是指动态元件的初始储能为零，仅由外施激励引起的响应。1 1）测定并描绘零状态响应的测定并描绘零状态响应的icic=f(tf(t)曲线曲线 在在t=0t=0换路时换路时,用计时器开始计时用计时器开始计时,每隔一定的时间间隔每隔一定的时间间隔(间隔时间自间隔时间自定定),),读记电流表的值读记电流表的值,并根据时间并根据时间t t和电流和电流I I的值的值,逐点描绘出逐点描绘出icic=f(tf(t)曲线。曲线。)测定并描绘零状

23、态响应的测定并描绘零状态响应的UcUc=f(tf(t)曲线曲线 在在t=0t=0换路时换路时,用计时器开始计时用计时器开始计时,每隔一定的时间间隔每隔一定的时间间隔(间隔时间自间隔时间自定定),),读记电压表的值读记电压表的值,并根据时间并根据时间t t和电压和电压U U 的值的值,逐点描绘出逐点描绘出UcUc=f(tf(t)曲线。曲线。3 3）从零状态响应的从零状态响应的ic=f(t)ic=f(t)曲线中求时间常数曲线中求时间常数 :用二种以上的方法求时间常数用二种以上的方法求时间常数 t0.368i00ii1i2t1t2 P(t1,i1)Q(t2,i2)DEF方法方法1 1：P P、Q Q

24、二点均满足：二点均满足：所以所以方法方法2 2：方法方法3 3：2121ln()ttiit-=tSUieRt-=DEiEFditgdtta=100.3680.368SSUUieIRR-=2.2.测定测定RCRC一阶电路的零输入响应一阶电路的零输入响应 零输入响应：指外施激励为零，仅由动态元件的初始储能引起的响应。零输入响应：指外施激励为零，仅由动态元件的初始储能引起的响应。1)1)测定并描绘零测定并描绘零响应的响应的icic=f(tf(t)曲线曲线；在在t=t=0 0换路时换路时,用计时器开始计时用计时器开始计时,每隔一定的时间间隔每隔一定的时间间隔(间间隔时间自定隔时间自定),),读记电流表

25、的值读记电流表的值,并根据时间并根据时间t t和电流和电流I I的值的值,逐点逐点描绘出描绘出icic=f(tf(t)曲线曲线.)测定并描绘零测定并描绘零响应的响应的UcUc=f(tf(t)曲线曲线；在在t=t=0 0换路时换路时,用计时器开始计时用计时器开始计时,每隔一定的时间间隔每隔一定的时间间隔(间间隔时间自定隔时间自定),),读记电压表的值读记电压表的值,并根据时间并根据时间t t和电压和电压U U的值的值,逐点逐点描绘出描绘出UcUc=f(tf(t)曲线曲线.3.观察RL一阶电路在周期方波作用下的响应1）自拟RL串联电路,要求：L=100mH,R在几百欧姆左右。2）用示波器观察响应。

26、3）改变R或L参数后观察波形的变化,了解时间常数对 波形的影响。4)定性描绘出各响应的波形.注意：电源用函数电源的周期方波，注意：电源用函数电源的周期方波，方波输出：方波输出：Up-p=4VUp-p=4V左右，左右，f=1000Hzf=1000Hz左右。左右。返回返回mA+USRCick+USCickRv 一阶电路零状态响应参考线路：测量测量 ic=f(t)测量测量 Uc=f(t)注意：注意：电容电容C的极性不可接错！的极性不可接错！+US+mAVRCKiciR一阶电路零输入响应参考线路：注意：电流注意：电流I IR R与与I IC C的方向。换路时应将电路与电源断开的方向。换路时应将电路与电

27、源断开.函数电源方波Vpp=4vf=1KHzRrLURULr用示波器测量时，请注意探头共地问题！返回返回参考表格参考表格（=30S）t（s）0510152025304050607590120 Ic（mA）UC（V）返回返回注意记录0.368I0所对应的时间.TDS1000B TDS1000B 数字存储示波器数字存储示波器开关按钮（在上方）USB闪存驱动器接口内部标准方波信号测量探头CH1测量探头CH2保存保存/调用调用测量测量采集采集帮助帮助多用途旋钮多用途旋钮选项选项按钮按钮显示显示默认设置默认设置自动设置自动设置自动量程自动量程注意事项注意事项:1.注意电源的选择.函数电源使用功率输出的方

28、波.2.示波器测量方波时,必须空载.3.示波器的黑色探头内部与地相连,测量时必须注意元件的位置.电路实验十一三相交流电路的研究三相交流电路的研究实验目的实验目的实验线路实验线路实验内容及步骤实验内容及步骤注意事项注意事项参考表格参考表格实验目的：实验目的：1.1.学习巩固三相交流电路方面的有关知识。学习巩固三相交流电路方面的有关知识。2.2.研究负载研究负载Y/Y/型联接时，相电压、线电压，相电流、型联接时，相电压、线电压，相电流、线电流之间的关系。线电流之间的关系。3.3.了解了解Y Y型联接时，中线的作用。型联接时，中线的作用。返回返回实验内容及步骤实验内容及步骤:1.1.负载的负载的Y

29、Y型连接型连接:1 1）在负载对称情况下，分别测量有、无中线时的相、线电在负载对称情况下，分别测量有、无中线时的相、线电压和相、线电流。并分析它们之间的关系。压和相、线电流。并分析它们之间的关系。2 2）在负载三相均不对称情况下，分别测量有、无中线时的相、）在负载三相均不对称情况下，分别测量有、无中线时的相、线电压和相、线电流，中线电压、电流。说明中线的作用。线电压和相、线电流，中线电压、电流。说明中线的作用。2.2.相序的判断：相序的判断：设计一个用白炽灯与电容组成的相序判断电路，从各相的相设计一个用白炽灯与电容组成的相序判断电路，从各相的相电压或灯泡的明、暗判断出实验平台三相电源的正确相序

30、。电压或灯泡的明、暗判断出实验平台三相电源的正确相序。3.3.负载的负载的型连接型连接:1 1）在负载对称情况下，分别测量三相的相、线电压和相、在负载对称情况下，分别测量三相的相、线电压和相、线电流。并分析它们之间的关系。线电流。并分析它们之间的关系。2 2）在负载三相均不对称情况下，分别测量三相的的相、线电）在负载三相均不对称情况下，分别测量三相的的相、线电压和相、线电流。压和相、线电流。返回返回实验线路：实验线路：负载情况：要求三相均不对称负载情况：要求三相均不对称（自定）如：（自定）如：Y Y型联接时：型联接时：对称：所有灯都亮。对称：所有灯都亮。不对称不对称:(:(参考参考)A)A相：

31、二个灯亮；相：二个灯亮；B B相：一个灯亮；相：一个灯亮；C C相：无灯亮。相：无灯亮。型联接时：对称：所有灯都亮。型联接时：对称：所有灯都亮。不对称不对称:(:(参考参考)AB)AB相：二个灯亮；相：二个灯亮；BCBC相：一个灯亮；相：一个灯亮；CACA相：无灯亮。相：无灯亮。UAUBUCUAUBUCUNN中点位移相量图中点位移相量图三相三相Y Y型连接线路型连接线路:IU三相交流电源UVWNIVIWAAA三相交流电源UVWN1F/500V相序判断线路：相序判断线路：三相三相型连接线路型连接线路:三相交流电源UVWAAAIUIVIWAAAIUVIVWIWU返回返回表格：表格：Y Y形连接：形

32、连接：测量测量 中线中线线电压（线电压（V V）相电压（相电压（V V）线线/相电流相电流（A A）中线中线电压电压（V V）中线中线电流电流（A A）U UABABU UBCBCU UCACAU UANANU UBNBNU UCNCNI IA AI IB BI IC C负负载载对对称称有有无无不不对对称称有有无无测量测量负载负载 线电流（线电流（A A）相电流（相电流（A A）线线/相电压相电压（V V）I IA AI IB BI IC CI IAXAXI IBYBYI ICZCZU UABABU UBCBCU UCACA负载对称负载对称负载不对称负载不对称形连接：形连接：返回返回注意事项：1.注意安全，不得带电操作！2.电源使用三相交流电源的“可调电压”。调至每相相电压130V，线电压220V。3.采用D07三相负载板。使用电容做负载必须先判断相序,电容必须使用耐压500V的.4.电压表并联测量、电流表串联测量！5.负载必须三相均不对称.此实验电压较高，易出事故。请了解原此实验电压较高，易出事故。请了解原理、看清线路、元件后再接线！不能带电理、看清线路、元件后再接线！不能带电操作！操作！返回返回