电路实验14.docx
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电路实验14
实验一常常利用电工仪表利用及基尔霍夫定律验证
实验目的：
1.学会正确利用万用表和直流稳压电源
2.验证基尔霍夫定律
实验设备：
型直流稳压电源
型指针式万用表
3.直流电路实验板
实验内容：
一、在了解万用表和直流稳压电源测量原理和利用方式基础上，按电路图接好直流电路实验板线路。
1.用万用表欧姆档测实验电路板上的电阻值
2.用万用表的电流档测实验电路板上的电流
3．用万用表的电压档测实验电路板上的电压
预备知识：
1.MF-10型指针式万用表
MF-10型指针式万用表为高灵敏，磁电整流系多量程万用表，能够测量直流电压、直流电流、中频交流电压、音频电平和直流电阻。
由于测量所消耗的电流极微，因此在测量高内阻的线路参数时，不会显著影响电路的状态。
电流最灵敏量限的满度值为10μA，能够用它来测量普通万用表不能测量的微弱电流。
利用其高灵敏度特点，能够测量<200MΩ的高阻值。
（1）利用方式
1）零位调整
将仪表水平放置，若指针不在标尺起始点（零点），可调节零位机械调节器，使它回到起始点。
2）直流电压测量
将范围选择开关旋至直流电压“V”的范围所需要的电压量限，然后将仪表并联接入测量电路，必需遵从与“+”端钮相连表笔处于高电位端的原则。
若不知被测两点电位高低，则应使一支表笔触其一点，另一表笔迅速触碰另一点，若指针反转，说明极性接反，应调换。
所选量程应大于待测电压且最靠近待测电压。
若不知被测电压范围，应先选最大量程，再逐渐减小。
3）交流电压测量
方式同直流电压，只要将量程开关旋至交流量程即可。
测量交流电压的额定频率为45-1500Hz，扩大频率至5000Hz，其电压波形与大体正弦波差值不该超过±2%。
为了测量准确，仪表公共端钮“﹡”应与信号发生器的负极（接地、壳端）相连。
若是接反，则会因对地散布电容致使误差增大。
若是交流电压含有直流成份，应在一支表笔上串入一个500V以上μF的电容。
4）直流电流测量
将范围选择开关旋至直流电流“μA”或“mA”范围，然后将仪表串联接入测量电路，必需遵从电流从与“+”端钮相连表笔流入的原则。
所选量程应大于待测电流且最靠近它。
若不知被测电流范围，应先选最大量程，再逐渐减小。
若不知被测电路电流方向，则应使一支表笔触其电路其中一点，另一表笔迅速触碰另一点，若指针反转，说明表笔接反，应调换。
5）直流电阻测量
将范围选择开关置于“Ω”范围所需量限，红笔插入“Ω”插孔，黑笔插入“﹡”
插孔。
为使测量准确，选量程时应尽可能使指针处于欧姆刻度中间段。
测量前将两表笔短接，调节零欧姆调节器，使指针指示在零欧姆上，然后将两表笔接在被测电阻或待测电路两头进行测量。
读数在第一条刻度线。
Ω×一、Ω×10、Ω×100、Ω×1k、Ω×10k五个量限合用2号电池；利用Ω×100k档需加装15V层叠电池。
当调节零欧姆调节器不能使指针达满度时，说明电池不足，应改换新电池，避免电液侵蚀其他元件。
（2）注意事项
为了取得良好测量效果，同时也为了避免利用不妥而损坏仪表，使历时应遵守以下注意事项：
1）在测试中不能旋转开关旋钮，专门是高电压、大电流时，严禁带电转换量程。
2）注意电流、电压、电阻档位的选择，切忌用电流档测电压（即与被测元件并联）；测量直流电流时，仪表应与被测电路串联，切忌与被测电路并联，以避免仪表过负荷而损坏。
3）必然要在电源断开时，才能用万用表测电阻；若是电路中有电容，应先将其放电后才能测量，切忌在电路带电情形下测量电阻。
4）测量结束时，最好将量程开关旋至交直流电压的500V位置上，避免下一次使历时疏忽测量范围而致仪表损坏。
5）测量交直流电压时，应将橡胶测试杆插入联有导线的绝缘管内，且不该暴露金属部份，并应谨慎从事。
2.HT1722E型直流稳压电源
HT1722E型直流稳压电源是具有稳压、稳流双功能的直流电源。
当其工作在稳压状态时，稳流部份还起自动保护作用，保护电流可调。
该电源纹波小，有较好的负载适应性，两路输出既能并联利用，又能串联利用。
（1）利用方式
1）开启电源开关，指示灯亮（表示接通），待机械预热30分钟后再正常利用。
2）稳压利用
先将“稳流调节”置于最右端（以保证电路的额定电流），再依所需电压值选择“电压初调”档级，配合“电压细调”取得所需输出电压。
当过载或短路时，电压表指示下降为零，电流指示将达最大保护值。
现在可切断电源，排除负载故障后再利用。
3）稳流畅用
先将“电压细调”置于最右端（以保证电路的额定电压），将“电压初调”置于最高级，将输出短路，调节“稳流调节”，使电流指示为所需电流值，接上负载后去掉短线路。
再依电压表指示选择适合的“电压初调”档级，以减少功率管的损耗。
当负载轻于额定值或输出端开路时，电路将失去稳流作用，自动进入稳压状态。
4）辨别电路工作在稳压或稳流状态的简单方式：
当电路工作在稳压状态时，微微调节“稳流调节”时，电压、电流指示应不变。
当电路工作在稳流状态时，微微调节“电压细调”时，电流、电压指示应不变。
在额定负载范围内，转变负载时，电压改变，电流不变。
5）保护电流的选择
在稳压使历时，一般将“稳流调节”置于最右端（现在保护电流最大），如希望保护电流小些，可将“电压初调”拨至最高级，将输出短路，调节“稳流调节”电位器，使电流指示为所需电流保护值，然后去掉短线路即可。
6）输出接线柱：
输出由“+”、“﹣”两接线柱供给，地线接线柱仅与机壳相连。
（2）注意事项
1）在利用稳压电源时，只允许按下一个琴键开关，切忽几个档位开关同时按下，使几组彼此独立的电源并联在同一个电压表上，而将几个电源彼此短路造成仪器的损坏。
2）利用完毕后，放在干燥通风的地方，并维持清洁，若长期不用应将电源插头拔下后再寄存。
3）对稳压电源进行维修时，必需将输入电源断开。
二、验证基尔霍夫定律
1．搭接实验电路如图
2．用万用表测量实验板上R1、R2、R3的电阻值，R1串联R2的电阻值，和R2并联R3的电阻值，将数据记入下表。
待测量
R1
R2
R3
R1+R2
R2
开稳压电源,调整1路或2路输出电压为12V（一般用1路）,用万用表直流电压50V档检测，与稳压电源电压表指示比较，不一致时以万用表为准，然后关闭稳压电源。
4．按图接好线路，打开电源，用万用表电流档和电压档测定，将数据记入下表。
待测量
I1
I2
I3
US
U1
U2
U3
测量值
验证
节点b
节点c
验证
回路abcdefa
回路abefa
回路bcdeb
5．比较理论计算值和实际测定值，分析误差原因。
6．分析实验结果，得出相应结论。
实验方案二：
自行设计实验电路，重复上述实验步骤。
实验二叠加原理
一、实验目的：
通过实际电路，验证叠加原理，并能正确应用叠加原理计算和证明有关电路问题。
二、实验内容：
依如实验方案一和实验方案二进行
实验方案一
1．在直流电路实验板上按图A连接线路，其中US1=12V，US2=6V由直流稳压源提供，测量一路作历时各支路电流I1、I二、I3，将数据记录于下表。
2．按图B连接线路，测量单独作历时各支路电流EMBED，将数据记录于下表。
3．按图C连接线路，测量单独作历时各支路电流，将数据记录于下表。
I1（mA）
I2（mA）
I3（mA）
US1、US2共同作用
US1单独作用
US2单独作用
4．分析实验结果，找出存在问题，得出相应结论。
实验方案二
自行设计实验电路，重复上述实验步骤。
实验三戴维宁定理和最大功率传输的条件
一、实验目的：
1．验证戴维南定理和诺顿定理，加深对定理的理解。
2．学习线性有源二端网络等效电路参数的实验测量方式。
3．验证功率最夦传输条件。
4．通过实验，加深对等效概念的琂解。
二、实验说明：
线性有源二端网络等效参数的测妚
1．线性有源二狯网络的竮口开路电压UOC和短路电汁IOC的测定
（1）用电压表、电流表直接测量开路电压或短路电流。
由亊电压表输入电阻及电流表内阻伒影响测量结果，为了减少测量误差，尽可能选用高输入电阻和低内阻电流表。
若仪表内鈻已知＄则能够在测量结果中引入相应的校正值，以避免由此而引发的方式误差。
（2）减小仪表内阻影响的浉量方式
1）运放式高输出阻抗电厊表
利用由运箓放大器暄成的电压賟隋器（如图所示），跟从器输入端加被测电压，输出端接电压表，按照跟从器特性：
uo=ui，Ri=∞，故电压表的指示值与被测电压相等。
由于电压跟从器具有输入阻抗高（十几到几十兆欧），而输出阻抗又特别低（近似为零）的特点，使输入与输出之间“隔离”，因此电压表的输入电阻对测量开路电压UOC几乎没有影响。
2）零电位法
图中，R0为分压器，
调节分压器输出电压，
使检流计指零，
这时，a点与c点电位相等，即Uab=Ucb，电压表示值即为开路电压UOC。
这种方式消除电压表输入内阻的影响，测量结果准确度与检流计灵敎度和电压表准确度有关。
2．线性有源二端网络等效由阻Req的测量
（1）测出线性有源二端网络开路电压UNC，短路电流IOC，则等效电阳䘺Req=UOC/IOC。
軙种方式较简便，但昫，对于不允许外部电路直接开路或短路的网络（事如有可能矬路电流过大而损坏网络内部器件），不能采用此法。
（2）若被测网络的结构已知（能够先将纻性有源二端网络中的所有独立电源置零，然后采用测量直流电阻的方式测量Req。
1）若等效电阻为低值电阻（Req<1Ω），采用双电桥法和伏安法测量。
2）若等效电阻为高值电阻（Req>1MΩ），用兆欧表测定。
3）若等效电阻为中值电阻（1MΩ>Req>1Ω），可采用以下方式：
①欧姆表（包括丅用表欧姆档）.这种方式最简便,但测量准确度较低（一般用作初测直流电阻（数字欧姆表准确度较高）.
②伏安法。
外接电源，测量Req的端电压和流过的电流，然后计算Req。
这种方式也易实现,但准确度不高.
③半偏法.其原理线路如图.调节标准电阻RL,若电流表示值是RL为零时示值的一半,则RL的阻值䰲被测等效电鐻Req的阻倸.如要求准确（应引入校正误差,消除电流表内阻的影响.
④单电桥法。
此法测量有较高准确度。
三、实验方案
有源二端网络组成如图（由直流电源、无源网络板和电阳箱三部份组成！
接入US=12V电源，取不同的PL值即可测得二端网络儖特性U=f（I）
1.测定有源二端网络外特性U=f（I）和等效电路参数UOC、ISC、Req
谂节爳压电暐使US=12V，检查电路无误后打开电源，别离取RL为0Ω，20ʩ，40Ψ，60Ω，80Ω和∞，测定相庐的U、I，记录于下表中。
RL（Ω）
0
20
40
60
80
∞
I（mA）
U（V）
I’（mA）
U’（V）
I’’（mA）
U’’（V）
等效参数
UOC=ISC=Req=
2.测定戴维南定理等效电路外特性U’=f（I’）
搭建戴维南等效电路如图,使U’S=UOC,接入外电路,使RL别离为0Ω，20Ω，40Ω，60Ω，80Ω和∞，测定相应的U’、I’，记录于表中。
也可由表中的等效参
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