电位值电压值的测定.docx
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电位值电压值的测定
实验一电位、电压的测定、基尔霍夫定律的验证
一、实验目的
加深电路中电位的相对性、电压的绝对性的理解。
牢记基尔霍夫定律是电路的基本定律,应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。
即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI＝0；对任何一个闭合回路而言，应有ΣU＝0。
二、预习要点
1.实验需用仪器仪表；
2.电位、电压的测定方法，基尔霍夫定律的验证方法。
三、实验所用仪表和仪器
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
直流可调稳压电源
0~30V
二路
2
万用表
1
自备
3
直流数字电压表
0~200V
1
4
直流数字毫安表
0~200mA
1
4
电位、电压测定实验电路板
1
DGJ-03
四、实验内容
1．测定电位、电压的值；
利用DGJ-03实验挂箱上的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路，按图1-1接线。
图1-1
（1）分别将两路直流稳压电源接入电路，令U1＝6V，U2＝12V。
（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φ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
φ与U
φA
φB
φC
φD
φE
φF
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
2.验证基尔霍夫定律；
（1）实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。
图1-1中的I1、I2、I3的方向已设定。
三个闭合回路的电流正方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。
（2）分别将两路直流稳压源接入电路，令U1＝6V，U2＝12V。
（3）熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“＋、－”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别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录之。
被测量
I1（mA）
I2（mA）
I3（mA）
U1（V）
U2（V）
UFA（V）
UAB（V）
UAD（V）
UCD（V）
UDE（V）
计算值
测量值
相对误差
五、实验报告
1.根据实验数据，选定节点A，验证KCL的正确性。
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。
3.误差原因分析。
4.回答以下问题：
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？
总结电位相对性和电压绝对性的结论。
5.心得体会及其他。
实验二 叠加原理、戴维南定理和诺顿定理
一、实验目的
1.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；
2.验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解；
3.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
二、预习要点
1.什么情况下可用叠加原理，如何应用；
2.有源二端网络等效参数如何测量，并作相关的计算。
三、实验所用仪表和仪器
1．叠加原理实验
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
直流稳压电源
0~30V可调
二路
2
万用表
1
自备
3
直流数字电压表
0~200V
1
4
直流数字毫安表
0~200mV
1
5
迭加原理实验电路板
1
DGJ-03
2．戴维南定理和诺顿定理实验
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
可调直流稳压电源
0～30V
1
2
可调直流恒流源
0～500mA
1
3
直流数字电压表
0～200V
1
4
直流数字毫安表
0～200mA
1
5
万用表
1
自备
6
可调电阻箱
0～99999.9Ω
1
DGJ-05
7
电位器
1K/2W
1
DGJ-05
8
戴维南定理实验电路板
1
DGJ-05
四、实验内容
1.叠加原理
利用实验线路图2-1验证叠加原理的正确性。
图2-1
（1）将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。
（2）令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧）。
用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表2-1。
表2-1
测量项目
实验内容
U1
（V）
U2
（V）
I1
（mA）
I2
（mA）
I3
（mA）
UAB
（V）
UCD
（V）
UAD
（V）
UDE
（V）
UFA
（V）
U1单独作用
U2单独作用
U1、U2共同作用
2U2单独作用
（3）令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量和记录，数据记入表2-1。
（4）令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧），重复上述的测量和记录，数据记入表2-1。
（5）将U2的数值调至＋12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入表2-1。
*（6）将R5（330Ω）换成二极管1N4007（即将开关K3投向二极管IN4007侧），重复1～5的测量过程，数据记入表2-2。
（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。
表2-2
测量项目
实验内容
U1
（V）
U2
（V）
I1
（mA）
I2
（mA）
I3
（mA）
UAB
（V）
UCD
（V）
UAD
（V）
UDE
（V）
UFA
（V）
U1单独作用
U2单独作用
U1、U2共同作用
2U2单独作用
2．戴维南定理和诺顿定理验证
实验线路如图2-2所示，被测有源二端网络如图2-2（a）。
（a）图2-2（b）
用DGJ-03挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。
Uoc
（v）
Isc
（mA）
R0=Uoc/Isc
（Ω）
（1）用开路电压、短路电流法测定戴维南等效
电路的Uoc、R0和诺顿等效电路的ISC、R0。
按
图2-2（a）接入稳压电源Us=12V和恒流源Is=10mA，
不接入RL。
测出UOc和Isc,并计算出R0。
（测UOC
时，不接入mA表。
）
（2）负载实验
按图2-2（a）接入RL。
改变RL阻值，测量有源二端网络的外特性曲线。
U（v）
I（mA）
（3）验证戴维南定理：
从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R0之值，然后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压Uoc之值）相串联，如图2-2（b）所示，仿照步骤“2”测其外特性，对戴氏定理进行验证。
U（v）
I（mA）
（4）验证诺顿定理：
从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R0之值，然后令其与直流恒流源（调到步骤“1”时所测得的短路电流ISC之值）相并联，如图2-3所示，仿照步骤“2”测其外特性，对诺顿定理进行验证。
U（v）
I（mA）
（5）有源二端网络等效电阻（又称入端电阻）的直接测量法。
见图2-2（a）。
将被测有源网络内的所有独立源置零（去掉电流源IS和电压源US，并在原电压源所接的两点用一根短路导线相连），然后用伏安法或者直接用万用表的欧姆档去测定负载RL开路时A、B两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻R0，或称网络的入端电阻Ri。
（6）用半电压法和零示法测量被测网络的等效内阻R0及其开路电压Uoc。
线路及数据表格自拟。
图2-3
五、实验注意事项
1.测量时应注意电流表量程的更换。
2.步骤“5）”中，电压源置零时不可将稳压源短接。
3.用万表直接测R0时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表。
其次，欧
姆档必须经调零后再进行测量。
4.用零示法测量UOC时，应先将稳压电源的输出调至接近于UOC，再按图2-2测量。
5.改接线路时，要关掉电源。
六、实验报告
1.根据实验数据表格，进行分析、比较，归纳、总结实验结论，即验证线性电路的叠加性与齐次性。
2.各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？
试用上述实验数据，进行计算并作结论。
3.通过戴维南定理和诺顿定理实验步骤6及分析表格6-2的数据，你能得出什么样的结论？
4.根据步骤2、3、4，分别绘出曲线，验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，并分析产生误差的原因。
5.根据步骤1、5、6的几种方法测得的Uoc与R0与预习时电路计算的结果作比较，你能得出什么结论。
6.回答以下问题：
（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？
*
（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？
（3）在求戴维南或诺顿等效电路时，作短路试验，测ISC的条件是什么？
在本实验中可否直接作负载短路实验？
请实验前对线路2-2（a）预先作好计算，以便调整实验线路及测量时可准确地选取电表的量程。
（4）说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。
实验三R、L、C元件阻抗特性的测定
一、实验目的
1.验证电阻、感抗、容抗与频率的关系，测定R～f、XL～f及Xc～f特性曲线。
2.加深理解R、L、C元件端电压与电流间的相位关系。
二、预习要点
1.如何判断一个负载阻抗是感性还是容性；
2.双踪示波器如何使用。
三、实验所用仪表和仪器
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
函数信号发生器
1
2
交流毫伏表
0～600V
1
3
双踪示波器
1
自备
4
升级会员 