电位电压的测定及基尔霍夫定律.docx
《电位电压的测定及基尔霍夫定律.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电位电压的测定及基尔霍夫定律.docx（16页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
电位电压的测定及基尔霍夫定律
实验一电位、电压的测定及基尔霍夫定律
1.1电位、电压的测定及电路电位图的绘制
一、实验目的
1.验证电路中电位的相对性、电压的绝对性
2.掌握电路电位图的绘制方法
二、实验设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
可调直流稳压电源
0~30V
双路
2
万用表
1
自备
3
直流数字电压表
0〜200V
1
4
电位、电压测定实验电路板
1
DVCC-03
三、实验内容
利用DVCC-03实验挂箱上的“基尔霍夫定律/叠加原理”实验电路板，按图1-1接线。
1.分别将两路直流稳压电源接入电路，令Ui=6V,U2=12Vo（先调准输出电压值,再接入实验线路中。
）
2.以图1-1中的A点作为电位的参考点，分别测量B、C、D、E、F各点的电位值e及相邻两点之间的电压值Uab、Ubc、Ucd、Ude、Uef及Ufa，数据列于表中。
3.以D点作为参考点，重复实验内容2的测量，测得数据列于表中。
电位参考点
e与U
4>a
eB
4>c
eD
4>e
Uab
Ubc
UcD
Ude
Uef
Ufa
A
计算值
测量值
相对误差
D
计算值
测量值
相对误差
四.思考题
若以F点为参考电位点，实验测得各点的电位值：
现令E点作为参考电位点，试问此时各点的电位值应有何变化？
答：
五.实验报告
1.根据实验数据，绘制两个电位图形，并对照观察各对应两点间的电压情况。
两个电位图的参考点不同，但各点的相对顺序应一致，以便对照。
答：
2.完成数据表格中的计算，对误差作必要的分析。
答：
3•总结电位相对性和电压绝对性的结论。
答：
1.2基尔霍夫定律的验证
一、实验目的
1.验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。
2.学会用电流插头、插座测量各支路电流。
二、实验内容
实验线路与图1-1相同，用DVCC-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”电路板。
1.实验前先任意设定三条支路电流正方向。
如图1-1中的I】、12、13的方向a设定。
闭合回路的正方向可任意设定。
2.分别将两路直流稳压源接入电路，令Ui=6V,U2=12Vo
3.熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字电流表的“+、一”两端。
4.将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。
5.用直流数字电压表分別测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录之。
被测量
I2（111A）
b（mA）
Ui（V）
U2（V）
UiA（y）
U^V）
Uad（V）
UcD（V）
U庠（V）
计算值
测量值
三、预习思考题
1.根据图1-1的电路参数，计算出待测的电流11、12、b和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测量时，可正确地选定电流表和电压表的量程。
答：
2.实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，在什么情况下可能出现指针反偏，应如何处理？
在记录数据时应注意什么？
若用直流数字电流表进行测量时，则会有什么显示呢？
答：
四、实验报告
1.根据实验数据，选定节点A,验证KCL的正确性。
答：
2•根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL的正确性。
答：
3.将各支路电流和闭合回路的方向重新设定，重复1、2两项验证。
答：
4.误差原因分析。
答：
实验二叠加原理的验证
一、实验目的
验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
二、实验设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
可调直流稳压电源
0~30V
双路
2
直流数字电圧表
0〜200V
1
3
直流数字电流表
0~2000mV
1
4
迭加原理实验电路板
1
DVCC-03
三、实验内容
实验线路如图2」所示，用DVCC-03挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”电路板。
0
1.将两路稳压源的输出分別调节为12V和6V,接入Ui和5处。
开关K3投向R5侧。
2.令U1电源单独作用（将开关K］投向5侧，开关K2投向短路侧）。
用直流数字电压表和直流数字电流表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，记录之。
\^项目实验内洽、
U1
（V）
U2
（V）
11
（mA）
I2
（mA）
I3
（mA）
Uab
（V）
UcD
（V）
Uq
（V）
Uee
（V）
（V）
a单独作用
5单独作用
2U单刺佛
3.令U2电源单独作用（将开关K］投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量，记录之。
4.令U1和U2共同作用（开关K1和K?
分别投向U1和5侧），重复上述的测量，并
记录之。
5.将U2的数值调至+12V,重复上述第3项的测量，记录之。
6.将R5（33OQ）换成二极管1N4OO7（即将开关Ka投向二极管IN4007侧），重复1〜5的测量过程，记录之。
7.任意按下某个故障设置按键，重复实验内容4的测量和记录，再根据测量结果判断出故障的性质。
^项目
实验内
U1
（V）
U2
（V）
11
（mA）
I2
（mA）
I3
（mA）
Uab
（V）
UCD
（V）
Uad
（V）
He
（V）
5
（V）
a单独作用
6单独作用
U、佛
2U单刺佛
四、预习思考题
1.在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作？
可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零？
答：
2.实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？
为什么？
答：
五、实验报告
1.根据实验数据验证线性电路的卷加性与齐次性。
答：
2.各电阻器所消耗的功率能否用卷加原理计算得出？
试用上述实验数据，进行计算并作结论。
答：
3.对实验步骤6进行分析，你能得出什么样的结论?
答：
实验三正弦稳态交流电路相量的研究
一、实验目的
1.
研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。
。
2.掌握n光灯线路的接线。
3•理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。
二、原理说明
1.在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得各支路的电流值，用交流电压表测得回路各元件两端的电压值，它们之间的关系满足相量形式的基尔霍夫定律，即三/=0和£{7=0O
2.图3-1所示的RC串联电路，在正弦稳态信
号〃的激励下，Ur与Uq保持有90。
的相位差，即当
R阻值改变时，Ur的相量轨迹是一个半园。
U、Uc与C/r三者形成一个直角形的电压三角形，如图3-2所示。
R值改变时，可改变申角的大小，从而达到移相的目的。
：
3.n光灯线路如图3-3所示，图中A是n光灯管，L是镇流器，S是启辉器，C是补偿电容器，用以改善电路的功率因数
（cos（p值）。
有关n光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。
三、实验设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
可调三相交流电源
0〜450V
1
2
交流数字电压表
0〜500V
1
3
交流数字电流表
0〜5A
1
4
镇流器、启辉器
与30W灯管配用
各1
DVCC-04
5
n光灯灯管
30W
1
屏内
6
电容器
lpF,2.2pF,4.7pF/500V
各1
DVCC-05
7
白炽灯
220V,15W
1~3
DVCC-04
8
电流插座
3
DVCC-04
四、实验内容
1.按图3-1接线。
R为220V、15W的白炽灯泡，电容器为4.7UF/450V。
经指导教师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器输出（即U）调至220V。
记录U、Ur、Uc值，验证电压三角形关系。
测量值
计算值
U（V）
Ur（V）
Uc（V）
U^（V）
（P
2.
n光灯线路接线与测量。
UA
220VJX
图3d
按图34接线。
经指导教师检查后接通实验台电源，调节自耦调压器的输出，使其输出电压缓慢增大，直到n光灯刚启辉点亮为止，记下三表的指示值。
然后将电压调至220V,测量功率P,电流I,电压U,Ul.Ua等值，验证电压.电流相量关系。
P（W）
Cos（p
1（A）
u（v）
Ul（V）
Ua（V）
启辉值
正常工作值
3.并联电路一电路功率因数的改善。
按图3-5组成实验线路。
经指导教师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器的输出调至220V,记录功率表、电压表读数。
通过一只电流表和三个电流插座分別测得三条支路的电流，改变电容值，进行三次重复测量并记录。
电容值
测量数值
计算值
（pF）
P（W）
COS（p
U（V）
I（A）
Il（A）
Ic（A）
r（A）
Cos（p
0
1
2.2
4.7
4.7+2.2
五、预习思考题
1.参阅课外资料，了解日光灯的启辉原理。
2.在日常生活中，当n光灯上缺少了启辉器时，人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使n光灯点亮（DVCC-04实验挂箱上有短接按钮，可用它代替启辉器做试验。
）；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？
答：
3.为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？
答：
4.提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？
所并的电容器是否越大越好？
答：
六、实验报告
1.完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。
答：
2.根据实验数据，分別绘出电压、电流相量图，验证相量形式的基尔霍夫定律。
答：
3.讨论改善电路功率因数的意义和方法。
答：
4.装接日光灯线路的心得体会及其他。
答：
实验四三相交流电路电压、电流的测量
一、实验目的
1.棠握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接法下线、相电压及线、相电流之间的关系。
2.充分理解三相四线供电系统中中线的作用。
二、实验设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
可调三相交流电源
0〜450V
1
2
交流数字电压表
0〜500V
1
3
交流数字电流表
0~5A
1
4
三相灯组负载
220V,15W白炽灯
9
DVCC-04
5
电流插座
3
DVCC-04
三、实验内容
1.三相负载星形联接（三相四线制供电）
按图4-1线路组接实验电路。
即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源。
将三相调压器的旋柄置于输出为0V的位置（即逆时针旋到底）。
经指导教师检查后，方可开启实验台三相电源开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V,并按数据表格要求的内容完成各项实验，将所测得的数据记入表中，并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。
Ah
丄二二
图4-1
、测量数据
负载情况?
、
开灯盏数
线电流（A）
线电圧（V）
相电压（V）
中线电流
Io
（A）
中占
1八、■电压Uno（V）
A相
B相
C相
Ib
k
Ife
Uao
Ubo
Uco
3
3
3
3
3
3
端负载
1
2
3
1
2
3
Yo接B相断开
1
断
3
Y接B相断开
1
断
3
Y接B相短路
1
短
3
2.负载三角形联接（三相三线制供电）
按图4-2改接线路，经指导教师检查合格后接通三相电源，并调节调压器，使其输出线电压为220V,并按数据表格要求进行测试。
A
图4-2
\测量负載\
悄况\
开灯盏数
线电圧=相电圧（V）
线电流（A）
相电流＜A）
AM
B5
C・A相
Uab
Ubc
UCA
Ia
Ib
Ic
Iab
Ibc
ICA
三相对称
3
3
3
三相不对称
1
2
3
4.预习思考题
1.三相负载根据什么条件作星形或三角形连接?
答：
2.复习三相交流电路有关内容，试分析三相星形联接不对称负载在无中线情况下,当某相负载开路或短路时会出现什么情况？
如果接上中线，情况乂如何？
答：
3.本次实验中为什么要通过三相调压器将380V的市电线电压降为220V的线电压使用？
答：
5.实验报告
1.用实验测得的数据验证对称三相电路中的关系。
答：
2.用实验数据和观察到的现象，总结三相四线供电系统中中线的作用。
答：
3.不对称三角形联接的负载，能否正常工作？
实验是否能证明这一点?
答：
4.根据不对称负载三角形联接时的相电流值作相量图，并求出线电流值，然后与实验测得的线电流作比较，分析之。
答：
升级会员 