機電工程學院
2023年4月
目錄實驗一（1） 基爾霍夫定律的驗證 2
實驗一（2） 疊加原理的驗證 4
實驗二戴維南定理和諾頓定理的驗證 7
實驗三正弦穩態交流電路相量的研究 11
實驗四三相交流電路電壓、電流的測量 14
實驗五三相電路功率的測量 17
實驗六（1） 三相鼠籠式非同步電動機 21
點動和自鎖控制 21
實驗六（2） 三相鼠籠式非同步電動機正反轉控制 24
實驗一（1） 基爾霍夫定律的驗證
一、實驗目的
1. 驗證基爾霍夫定律的正確性，加深對基爾霍夫定律的理解。
2. 學會用電流插頭、插座測量各支路電流。
二、原理說明
基爾霍夫定律是電路的基本定律。測量某電路的各支路電流及每個元件兩端的電壓，應能分別滿足基爾霍夫電流定律（kcl）和電壓定律（kvl）。即對電路中的任乙個節點而言，應有σi＝0；對任何乙個閉合迴路而言，應有σu＝0。
運用上述定律時必須注意各支路或閉合迴路中電流的正方向，此方向可預先任意設定。
三、實驗裝置
同實驗四。
四、實驗內容
實驗線路與實驗四圖4-1相同，用dgj-03掛箱的「基爾霍夫定律/疊加原理」線路。
1. 實驗前先任意設定三條支路和三個閉合迴路的電流正方向。圖4-1中的i1、i2、i3的方向已設定。三個閉合迴路的電流正方向可設為adefa、badcb和fbcef。
2. 分別將兩路直流穩壓源接入電路，令u1＝6v，u2＝12v。
3. 熟悉電流插頭的結構，將電流插頭的兩端接至數字毫安表的「＋、－」兩端。
4. 將電流插頭分別插入三條支路的三個電流插座中，讀出並記錄電流值。
5. 用直流數字電壓表分別測量兩路電源及電阻元件上的電壓值，記錄之。
五、實驗注意事項
1. 同實驗四的注意1，但需用到電流插座。
2．所有需要測量的電壓值，均以電壓表測量的讀數為準。 u1、u2也需測量，不應取電源本身的顯示值。
3. 防止穩壓電源兩個輸出端碰線短路。
4. 用指標式電壓表或電流錶測量電壓或電流時， 如果儀表指標反偏，則必須調換儀表極性，重新測量。此時指標正偏，可讀得電壓或電流值。
若用數顯電壓表或電流錶測量，則可直接讀出電壓或電流值。但應注意：所讀得的電壓或電流值的正確正、負號應根據設定的電流參考方向來判斷。
六、預習思考題
1. 根據圖4-1的電路引數，計算出待測的電流i1、i2、i3和各電阻上的電壓值，記入表中，以便實驗測量時，可正確地選定毫安表和電壓表的量程。
2. 實驗中，若用指標式萬用表直流毫安檔測各支路電流，在什麼情況下可能出現指標反偏，應如何處理？在記錄資料時應注意什麼？若用直流數字毫安表進行測量時，則會有什麼顯示呢？
七、實驗報告
1. 根據實驗資料，選定節點a，驗證kcl的正確性。
2. 根據實驗資料，選定實驗電路中的任乙個閉合迴路，驗證kvl的正確性。
3. 將支路和閉合迴路的電流方向重新設定，重複1、2兩項驗證。
4. 誤差原因分析。
5. 心得體會及其他。
實驗一（2） 疊加原理的驗證
一、實驗目的
驗證線性電路疊加原理的正確性，加深對線性電路的疊加性和齊次性的認識和理解。
二、原理說明
疊加原理指出：在有多個獨立源共同作用下的線性電路中，通過每乙個元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每乙個獨立源單獨作用時在該元件上所產生的電流或電壓的代數和。
線性電路的齊次性是指當激勵訊號（某獨立源的值）增加或減小k 倍時，電路的響應（即在電路中各電阻元件上所建立的電流和電壓值）也將增加或減小k倍。
三、實驗裝置
四、實驗內容
實驗線路如圖6-1所示，用dgj-03掛箱的「基爾夫定律/疊加原理」線路。
圖 6-1
1. 將兩路穩壓源的輸出分別調節為12v和6v，接入u1和u2處。
2. 令u1電源單獨作用（將開關k1投向u1側，開關k2投向短路側）。用直流數字電壓表和毫安表（接電流插頭）測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，資料記入表6-1。
表 6-1
3. 令u2電源單獨作用（將開關k1投向短路側，開關k2投向u2側），重複實驗步驟2的測量和記錄，資料記入表6-1。
4. 令u1和u2共同作用（開關k1和k2分別投向u1和u2側）， 重複上述的測量和記錄，資料記入表6-1。
5. 將u2的數值調至＋12v，重複上述第3項的測量並記錄，資料記入表6-1。
6. 將r5（330ω）換成二極體 1n4007（即將開關k3投向二極體in4007側），重複1～5的測量過程，資料記入表6-2。
7. 任意按下某個故障設定按鍵，重複實驗內容4的測量和記錄，再根據測量結果判斷出故障的性質。
表 6-2
五、實驗注意事項
1. 用電流插頭測量各支路電流時，或者用電壓表測量電壓降時，應注意儀表的極性，正確判斷測得值的＋、－號後，記入資料**。
2. 注意儀表量程的及時更換。
六、預習思考題
1. 在疊加原理實驗中，要令u1、u2分別單獨作用，應如何操作？可否直接將不作用的電源（u1或u2）短接置零？
2. 實驗電路中，若有乙個電阻器改為二極體， 試問疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎？為什麼？
七、實驗報告
1. 根據實驗資料**，進行分析、比較，歸納、總結實驗結論，即驗證線性電路的疊加性與齊次性。
2. 各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計算得出？ 試用上述實驗資料，進行計算並作結論。
3. 通過實驗步驟6及分析**6-2的資料，你能得出什麼樣的結論？
4. 心得體會及其他。
實驗二戴維南定理和諾頓定理的驗證
──有源二端網路等效引數的測定
一、實驗目的
1. 驗證戴維南定理和諾頓定理的正確性，加深對該定理的理解。
2. 掌握測量有源二端網路等效引數的一般方法。
二、原理說明
1. 任何乙個線性含源網路，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其餘部分看作是乙個有源二端網路（或稱為含源一埠網路）。
戴維南定理指出：任何乙個線性有源網路，總可以用乙個電壓源與乙個電阻的串聯來等效代替，此電壓源的電動勢us等於這個有源二端網路的開路電壓uoc， 其等效內阻r0等於該網路中所有獨立源均置零（理想電壓源視為短接，理想電流源視為開路）時的等效電阻。
諾頓定理指出：任何乙個線性有源網路，總可以用乙個電流源與乙個電阻的併聯組合來等效代替，此電流源的電流is等於這個有源二端網路的短路電流isc，其等效內阻r0定義同戴維南定理。
uoc（us）和r0或者isc（is）和r0稱為有源二端網路的等效引數。
2. 有源二端網路等效引數的測量方法
(1) 開路電壓、短路電流法測r0
在有源二端網路輸出端開路時，用電壓表直接測其輸出端的開路電壓uoc，然後再將其輸出端短路，用電流錶測其短路電流isc，則等效內阻為
uocr0＝ ──
isc如果二端網路的內阻很小，若將其輸出埠短路
則易損壞其內部元件，因此不宜用此法。
(2) 伏安法測r0
用電壓表、電流錶測出有源二端網圖8-1
絡的外特性曲線，如圖8-1所示。 根據
外特性曲線求出斜率tgφ，則內阻
u uoc
r0＝tg
i isc
也可以先測量開路電壓uoc，
再測量電流為額定值in時的輸出
圖8-2
uoc－un
端電壓值un，則內阻為 r0＝──── 。
in (3) 半電壓法測r0
如圖8-2所示，當負載電壓為被測網路開
路電壓的一半時，負載電阻（由電阻箱的讀數
確定）即為被測有源二端網路的等效內阻值。
(4) 零示法測uoc
在測量具有高內阻有源二端網路的開路電壓時，用電壓表直接測量會造成較大的誤差。為圖8-3
了消除電壓表內阻的影響，往往採用零示測量法，如圖8-3所示.。
零示法測量原理是用一低內阻的穩壓電源與被測有源二端網路進行比較，當穩壓電源的輸出電壓與有源二端網路的開路電壓相等時，電壓表的讀數將為「0」。然後將電路斷開，測量此時穩壓電源的輸出電壓， 即為被測有源二端網路的開路電壓。
三、實驗裝置
四、實驗內容
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