電路實驗報告

2022-08-28 22:15:08 字數 3497 閱讀 5055

實驗一元件特性的示波測量法

一、實驗目的

1、學習用示波器測量正弦訊號的相位差。

2、學習用示波器測量電壓、電流、磁鏈、電荷等電路的基本變數

3、掌握元件特性的示波測量法,加深對元件特性的理解。

二、實驗任務

1、 用直接測量法和李薩如圖形法測量移相器的相移即實驗原理圖如圖

5-6示

2、 圖5-3接線,測量下列電阻元件的電流、電壓波形及相應的伏安特性曲線(電源頻率在100hz~1000hz內):

(1)線性電阻元件(阻值自選)

(2)給定非線性電阻元件(測量電壓範圍由指導教師給定)電路如圖5-7

3、按圖5-4接線,測量電容元件的庫伏特性曲線。

4、測量線性電感線圈的韋安特性曲線,電路如圖5-5

5、測量非線性電感線圈的韋安特性曲線,電源通過電源變壓器供給,電路如圖5-8所示。

圖 5-7圖 5-8

這裡,電源變壓器的副邊沒有保護接地,示波器的公共點可以選圖示接地點,以減少誤差。

三、思考題

1、元件的特性曲線在示波器螢光屏上是如何形成的,試以線性電阻為例加以說明。

答:利用示波器的x-y方式,此時鋸齒波訊號被切斷,x軸輸入電阻的電流訊號,經放大後加至水平偏轉板。y軸輸入電阻兩端的電壓訊號經放大後加至垂直偏轉板,螢屏上呈現的是ux,uy的合成的圖形。

即電流電壓的伏安特性曲線。

3、 為什麼用示波器測量電路中電流要加取樣電阻r,說明對r的阻值有何要求?

答:因為示波器不識別電流訊號,只識別電壓訊號。所以要把電流訊號轉化為電壓訊號,而電阻上的電流、電壓訊號是同相的,只相差r倍。

r的阻值盡可能小,減少對電路的影響。一般取1-9ω。

四、實驗結果

1.電阻元件輸入輸出波形及伏安特性

2.二極體元件輸入輸出波形及伏安特性

實驗二基爾霍夫定律、疊加定理的驗證

和線性有源一埠網路等效引數的測定

一、實驗目的

1、加深對基爾霍夫定律、疊加定理和戴維南定理的內容和使用範圍的理解。

2、學習線性有源一埠網路等效電路引數的測量方法

3、學習自擬實驗方案,合理設計電路和正確選用元件、裝置、提高分析問題和解決問題的能力

二、實驗原理

1、基爾霍夫定律:

基爾霍夫定律是電路普遍適用的基本定律。無論是線性電路還是非線性電路,無論是非時變電路還是時變電路,在任一時刻流進流出節點的電流代數和為零。沿閉合迴路的電壓降代數和為零。

2、疊加定理

**性電路中每乙個元件的電位或電壓可以看成每乙個獨立源單獨作用於電路時,在該元件上所產生的電流或電壓的代數和。疊加定理只適用於線性電路中的電壓和電流。功率是不能疊加的。

3、戴維南定理

戴維南定理是指任何乙個線性有源一埠網路,總可以用乙個電壓源與電阻串聯的有源支路來代替,電壓等於該網路的開路電壓uoc,而電阻等於該網路所有獨立源為零時埠等效電阻req

4、測量線性有源一埠網路等效引數的方法介紹

(1)線性有源一埠的開路電壓及短路電流的測量

用電壓表、電流錶直接測出開路電壓或短路電流。由於電壓表及電流錶的內阻會影響測量結果,為了減少測量的誤差,盡可能選用高內阻的電壓表和低內阻的電流錶,若儀表的內阻已知,則可以在測量結果中引入相應的校正值,以免由於儀表內阻的存在而引起的方法誤差。

(2)線性有源一埠網路等效電阻的測量方法

1)線性有源一埠網路的開路及短路電流,則等效電阻為這種方法比較簡便。但是,對於不允許將外部電路直接短路或開路的網路(例如有可能因短路電流過大而損壞內部的器件),不能採用此法。

2)若被測網路的結構已知,可先將線性有源一埠網路中的所有獨立電源置零,然後採用測量直流電阻的方法測量

(3)用組合測量法求,

測量線路如圖1-1所示。在被測網路埠接一可變電阻,測得兩端的電壓u1和的電流i1後,改變電阻值,測得相應的u2、i2,則可列出方程組

解得圖 1--1

根據測量時電壓表、電流錶的接法可知,電壓表內阻對解得的沒有影響,但解得的中包含了電流錶的內阻,所以實際的等效電阻值只要從解得的中減去即可。

由上可知,此法比起其它方法有消除電壓表內阻影響及很容易對電流錶內阻影響進行修正的特點。同時它又適用於不允許將網路埠直接短路和開路的網路。

(4). 參考方向

無論是應用網路定理分析電路還是進行實驗測量,都要先假定電壓和

電流的參考方向,只有這樣才能確定電壓和電流是正值還是負值。

如圖1-2,如何測量該支路的電壓u?首先假定乙個電壓降的方向,設u

的壓降方向為從a到b這是電壓u的參考方向。將電壓表的正極和負極圖 1—2

分別與a端和b端相聯,若電壓表指標正偏則讀數取正,說明參考方向

和真實方向一致;反之電壓表讀數為負,說明參考方向和真實方向相反

三、實驗任務

(一)基爾霍夫定律和疊加定理的驗證

1、根據圖1-3實驗原理電路圖接線,並按標出每個支路電流參考方向和電阻壓降的正負號,將理論計算值填入表1-1中

圖1—3疊加定理實驗原理電路圖

表1-1

四、思考題

1、 如果不標出每個支路電流電壓參考方向,從理論計算和實驗測量能否得出正確的結論?為什麼?

答:不能得出正確結論。因為進行理論計算的第一步就是確定每條支路的參考方向,這是進行理論計算的基礎,不確定參考方向理論計算就無法進行;在實驗測量中,如果不標出支路的參考方向,就不能確定測出資料的正負,從而無法判別支路電流電壓實際方向,不能得出正確資料。

2、 如圖1-3電路圖,並將電阻r3改接二極體2cz82f,實驗結果是二極體支路電流和電壓降不符合疊加定理,還是所有支路電流和電壓均不符合疊加定理?

答:所有支路電流和電壓均不符合疊加定理。

3、 用c31-v直流電壓表和mf18萬用表電壓檔測開路電壓,哪個值更接近於理論值,為什麼?

答:用mf18測量更接近於理論值。因為mf18的內阻大於c31-v的內阻,所以用mf18測量電壓對於外電路的影響比c31-v小。

實驗三交流引數的測定及功率因數的提高

一、實驗目的

1、加深理解正弦交流電路中電壓和電流的相量概念。

2、學習單相交流電路的電流、電壓、功率的測量方法。

3、學習用交流電流錶,交流電壓表、功率表、單相調壓器測量元件的交流等效引數。

4、了解併聯電容提高感性負載功率因數的原理與方法

二、實驗任務

1、分別測量電阻r、電感元件 l,電容c的交流引數,接線如圖3-33。

圖 3-3

2、分別測量r、l,c及電容與電感串聯,併聯時的等效的阻抗,並用實驗的方法判別阻抗性質

3、現有電流錶、電壓表和滑線變阻器、調壓器,如何用實驗的方法測試某電感線圈的等效引數,設計出實驗方案及電路圖。

4、實驗方法及要求

按圖3-3接線,檢查無誤後通電,先接通sw4,調電壓慢慢上公升使電源表讀數為0.5a,注意讀電流時,電壓表,功率表開關要斷開,(這三個表在讀數時要分別讀。)再接通電壓表讀出電壓值,記下此時的電壓值,以這個值為基準不變,保持不變,以後調節電阻值使調電容值使,接通功率表分別讀出三個元件的功率值;保持電壓不變,再測出3個併聯電路的電壓和電流值,以及功率值,

三、實驗資料

2、電路功率因數提高的研究

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