實驗一線性電路疊加性和齊次性的研究
一、實驗目的
1.驗證疊加原理；
2.了解疊加原理的應用場合；
3.理解線性電路的疊加性。
二、原理說明
疊加原理指出：在有幾個電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電源單獨作用時在該元件上所產生的電流或電壓的代數和。具體方法是：
乙個電源單獨作用時，其它的電源必須去掉（電壓源短路，電流源開路）；在求電流或電壓的代數和時，當電源單獨作用時電流或電壓的參考方向與共同作用時的參考方向一致時，符號取正，否則取負。在圖1－1中：
疊加原理反映了線性電路的疊加性，線性電路的齊次性是指當激勵訊號（如電源作用）增加或減小ｋ倍時，電路的響應（即在電路其它各電阻元件上所產生的電流和電壓值）也將增加或減小ｋ倍。疊加性和齊次性都只適用於求解線性電路中的電流、電壓。對於非線性電路，疊加性和齊次性都不適用。
三、實驗裝置
1.直流數字電壓表、直流數字毫安表
2.恆壓源（含＋6v，＋12v，0～30v可調）
元件（含實驗電路）
四、實驗內容
實驗電路如圖1－2所示，圖中：r1 = 150ω， r2 = r5 = 100ω， r3 =200ω,
r4 = 300ω，電源us1用恆壓源中的＋12v輸出端，us2用0～＋30v可調電壓輸出端，並將輸出電壓調到＋6v（以直流數字電壓表讀數為準），將開關s3投向r3側。
電源單獨作用（將開關s1投向us1側，開關s2投向短路側），參考圖1－1（b），
畫出電路圖，標明各電流、電壓的參考方向。
用直流數字毫安表接電流插頭測量各支路電流：將電流插頭的紅接線端插入數字毫安表的紅（正）接線端，電流插頭的黑接線端插入數字毫安表的
黑（負）接線端，測量各支路電流，按規定：在結點a，電流錶讀數為『＋』，表示電流流出結點，讀數為『－』，表示電流流入結點，然後根據電路中的電流參考方向，確定各支路電流的正、負號，並將資料記入表1—１中。
用直流數字電壓表測量各電阻元件兩端電壓：電壓表的紅（正）接線端應插入被測電阻元件電壓參考方向的正端，電壓表的黑（負）接線端插入電阻元件的另一端（電阻元件電壓參考方向與電流參考方向一致），測量各電阻元件兩端電壓，資料記入表1—１中。
表1—１
電源單獨作用（將開關s1投向短路側，開關s2投向us2側），參考圖1－1(c)，畫出電路圖，標明各電流、電壓的參考方向。
重複步驟1的測量並將資料記錄記入**1—１中。
和us2共同作用時（開關s1和s2分別投向us1和us2側），各電流、電壓的參考方向見圖1－2。
完成上述電流、電壓的測量並將資料記錄記入**2—１中。
4.將開關s3投向二極體ｖｄ側，即電阻r3換成乙隻二極體１ｎ４００７，重複步驟１～4的測量過程，並將資料記入表1—２中。
表1—２
*5。故障分析
1）us1和us2共同作用時（開關s1和s2分別投向us1和us2側，s3投向r3，電路為線性。測試表1-3中資料，並根據測試資料分析故障點。
表1-3
五、實驗注意事項
1.用電流插頭測量各支路電流時，應注意儀表的極性，及資料**中「＋、－」號的記錄；
2.注意儀表量程的及時更換；
3.電源單獨作用時，去掉另乙個電壓源，只能在實驗板上用開關ｋ１或ｋ２操作，而不能直接將電源短路。
六、預習與思考題
1、 疊加原理中us1, us2分別單獨作用，在實驗中應如何操作？可否將要去掉的電源（us1或us2）直接短接？
2、 實驗電路中，若有乙個電阻元件改為二極體，試問疊加性與齊次性還成立嗎？為什麼？
七、實驗報告要求
1.根據表1－1實驗資料一，通過求各支路電流和各電阻元件兩端電壓，驗證線性電路的疊加性；
2.各電阻元件所消耗的功率能否用疊加原理計算得出？試用上述實驗資料計算、說明；
3.根據表1－2實驗資料二，說明疊加性是否適用該實驗電路。
實驗二提高功率因數的研究
一、 實驗目的
1、 學會使用交流數字儀表（電壓表、電流錶、功率表）和自耦調壓器；
2、 學習用交流數字儀表測量交流電路的電壓、電流和功率；
3、學會用交流數字儀表測定交流電路引數的方法；
4、研究提高感性負載功率因數的方法和意義；
二、 原理說明
正弦交流電路中各個元件的引數值，可以用交流電壓表、交流電流錶及功率表，分別測量出元件兩端的電壓ｕ，流過該元件的電流ｉ和它所消耗的功率ｐ，然後通過計算得到所求的各值，這種方法稱為三表法，是用來測量５０hz交流電路引數的基本方法。 本次實驗電阻元件用日光燈、電感線圈用鎮流器，由於鎮流器線圈的金屬導線具有一定電阻，因而，鎮流器可以由電感和電阻相串聯來表示。電容器一般可認為是理想的電容元件。
在r、l、c串聯電路中，各元件電壓之間存在相位差，電源電壓應等於各元件電壓的相量和，而不能用它們的有效值直接相加。
電路功率用功率表測量，功率表（又稱為瓦特表）是一種電動式儀表，其中電流線圈與負載串聯，（具有兩個電流線圈，可串聯或併聯，以便得到兩個電流量程），而電壓線圈與電源併聯，電流線圈和電壓線圈的同名端（標有*號端）必須連在一起，如2-1圖所示。本實驗使用數字式功率表，連線方法與電動式功率表相同，電壓、電流量程分別選450v和3a。
通常提高電感性負載功率因數的方法是在負載兩端併聯適當數量的電容器，使負載的總無功功率q＝ql－qc減小，在傳送的有功率功率p不變時，使得功率因數提高，線路電流減小。當併聯電容器的qc＝ql時，總無功功率q＝0，此時功率因數＝1，線路電流i最小。若繼續併聯電容器，將導致功率因數下降，線路電流增大，這種現象稱為過補償。
負載功率因數可以用三表法測量電源電壓u、負載電流i和功率p，用公式計算。
本實驗的電感性負載用鐵心線圈，電源用220v交流電經自耦調壓器調壓供電。
三、實驗裝置
1.交流電壓表、電流錶、功率表 2.自耦調壓器（輸出交流可調電壓）
元件三、 實驗內容
1、用三表法測量交流電路引數
實驗電路如圖2－2所示，（電容器支路開關斷開）將電壓u調到220v，測量日光燈管兩端電壓ur、鎮流器電壓url和總電壓u以及電流和功率，將測量結果填入表2-1，並計算有關引數。
表2-1 交流電路引數
2.提高電感性負載的功率因數
保持電源電壓u等於220v，接通電容器c並改變其容量，測量電源電壓u、負載電壓ul 、線路電流i、電容電流ic、負載電流irl和功率p（注意觀察它們的變化情況，並尋找最佳補償點），記入表2－2中，並繪製c--f(i) 、c-f(ic )曲線。
表2－2 提高電感性負載功率因數實驗資料
五、實驗注意事項
1.功率表要正確接入電路，通電時要經指導教師檢查。
2.注意自耦調壓器的準確操作。
3.在實驗過程中，一直要保持電源電壓u等於220v，以便對實驗資料進行比較。
4．觀察eel-52電容箱有否觸殼。
六、預習與思考
1.一般的負載為什麼功率因數較低？負載較低的功率因數對供電系統有何影響？為什麼？
2.為了提高電路的功率因數，常在感性負載上併聯電容器，此時增加了一條電流支路，試問電路的總電流是增大還是減小？此時感性負載上的電流和功率是否改變？
3.提高線路功率因數為什麼只採用併聯電容器法，而不用串聯法？所並的電容器是否越大越好？
4.本實驗燒毀日光燈的因素有哪些。
七、實驗報告要求
1.根據實驗1、2資料，計算出日光燈和併聯不同電容器時的功率因數。並說明併聯電容器對功率因數的影響。
2.根據表2－1中的電流資料，說明 i＝ic＋irl嗎？為什麼？
實驗三 ｒ、ｌ、ｃ串聯諧振電路的研究
一、實驗目的
1、 加深理解電路發生諧振的條件、特點，掌握電路品質因數（電路ｑ值）、通頻帶的物理意義及其測定方法；
2、 學習用實驗方法繪製ｒ、ｌ、ｃ串聯電路不同q值下的幅頻特性曲線；
3、 熟練使用訊號源、頻率計和交流毫伏表。
二、原理說明
在圖2—１所示的ｒ、ｌ、ｃ串聯電路中，電路復阻抗，
當時，z＝r ，與同相，電路發生串聯諧振，諧振角頻率，
諧振頻率。
在圖3－1電路中，若為激勵訊號，為響應訊號，其幅頻特性曲線如圖3－2所示，在ｆ＝ｆ０時，a＝1，ur＝u ，ｆ≠ｆ０時，ur＜u ，呈帶通特性。a＝0．707，即ur＝0．707u 所對應的兩個頻率ｆl和ｆｈ為下限頻率和上限頻率，ｆｈ－ｆl為通頻帶。通頻帶的寬窄與電阻r有關，不同電阻值的幅頻特性曲線如圖3－3所示。
電路發生串聯諧振時，ur＝u ，ul＝uc＝qu ，q稱為品質因數，與電路的引數r、l、c有關。ｑ值越大，幅頻特性曲線越尖銳，通頻帶越窄，電路的選擇性越好，在恆壓源供電時，電路的品質因數、選擇性與通頻帶只決定於電路本身的引數，而與訊號源無關。在本實驗中，用交流毫伏表測量不同頻率下的電壓u 、ur、ul、uc，繪製ｒ、ｌ、ｃ串聯電路的幅頻特性曲線，並根據計算出通頻帶，根據或計算出品質因數,
三、實驗裝置
１.訊號源（含頻率計）
２.交流毫伏表
３.eel—52、eel—51d元件
電工學實驗指導書 新 遼科技
實驗一 直流電路 驗證性實驗 實驗二 日光燈電路及功率因數的提高 綜合性實驗 實驗三 三相負載的連線 驗證性實驗 實驗四 rc串聯電路的過渡過程 驗證性實驗 實驗五 電晶體共射極單管放大器 驗證性實驗 實驗六 整合運放的基本運算功能 驗證性實驗 實驗七 整流濾波與併聯穩壓電路 驗證性實驗 實驗八 組...
電工學實驗心得
這個寒冬，送走了電工學實驗，我們也終於開始了期盼已久的電子技術實驗。實驗對於一直學習理論知識的我們有著巨大的吸引力。最大的不同在於，能夠親眼看到自己學到的知識和現象在實驗的過程中付諸實踐，有著巨大的吸引力。因為在課堂上，我們從來都不知道所學到得知識用在 怎麼用，會不會發生，而電子技術實驗是證明這些的...
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