电路实验.ppt
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电路实验.ppt
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电路实验2014年9月,001理想电源与实际电源模型研究,一、目的掌握实际电源的端口特性以及了解与理想电源的差别。
二、任务1、学会直流稳压电源的稳压、稳流调节和使用;2、直流电压表、直流电流表和万用表的使用与注意事项;3、测量直流稳压电源的端口特性,并作出等效模型。
三、原理或设计草图(下页),四、数据表格与记录(下页),六、实验中仪表与设备1)直流稳压电源1台(实验板中的稳压源和稳流源各1个);2)可变电阻器1只;备用定值电阻2只以上;3)直流电压表1只(数字万用表代替);4)直流电流表1只(数字毫安表代替)。
五、注意事项1)正确使用直流稳压电源的量程;2)直流稳压电源应调好输出电压、输出电流后再接入电路;3)每次接线、拆线时必须断开电源。
七、感想与收获(或思考题),三、1.原理,三、2.设计草图,四、数据表格与记录,表1图5中,RL=100不变,电压源电压不同,对内阻计算的测量数据,表2图3中,电压源US=6V时,取不同RL值,电源伏安特性测量数据,七、感想与收获(或思考题),1、分析上述实际电压源模型参数测量的误差来源;,2、如何设计测量实际电流源的模型参数和端口特性的实验方案。
八、实验报告上写明:
实验时间、指导老师、自己姓名、学号等。
九、附图(不要写到实验报告上),30,100,200等实际电阻,实验用电源(高级),输出电压,调节电压,输出电流,调节电流,002叠加定理和齐性、互易原理的验证,一、目的验证线性电路的重要定理:
叠加定理、齐性原理和互易原理。
二、任务1、设计验证叠加定理的测量线路接线图;2、设计验证齐性定理的测量线路接线方案;3、设定参考方向,判断测量电流值的正负。
三、原理或设计草图(下页),四、数据表格与记录(下页),六、实验中仪表与设备1)两路直流稳压电源(分别为12V和6V)。
2)直流电压表或数字万用表1只;3)直流电流表(可测mA级)1只;4)T型电路实验板;5)连接导线若干。
五、注意事项1)采用直流电压表测量电源各个输出的电压值;2)电压表、电流表的量程的选取要适当,避免因量程不够而损坏仪表;3)注意接线图中的电流参考方向,数字毫安表的读数会出现正或者负,要注意分清;4)每个测量电流支路间为虚线,表示为断开,如果不是测量该支路,要用短路线连接,这样可以节省电流表的数量。
七、感想与收获(或思考题),三、原理
(1),当US2=0,US1单独作用时,电路变量为:
I1/、I2/、I3/;当US1=0,US2单独作用时,电路变量为:
I1/、I2/、I3/;当US1和US2共同作用时,电路变量为:
I1、I2、I3,并有:
I1=I1/+I1/;I2=I2/+I2/;I3=I3/+I3/,齐性,叠加,只有一个独立电源(激励源)作用下,任意一条支路上的响应(电流或电压)的大小与激励的大小成正比,例如,当US2=0,kUS1单独作用时,电流变量(响应)为:
kI1、kI2、kI3,三、原理
(2),互易性,KCL、KVL定律,集总电路中,任意时刻某结点连接的所有支路流出的电流,代数和为零(KCL);同理,集总电路中,任意时刻任意闭合回路包含的所有支路电压,代数和为零(KVL)。
这两个定律在上述各电路中均可得以验证。
实验草图,四、数据表格与记录,表1叠加定理实验测量数据,表2齐性定理互易定理实验测量数据的验证,1)本实验所涉及的各原理适用于什么电路?
七、感想与收获(或思考题),2)如果其中有一个电源的极性接反了,得到的数据该如何理解?
八、实验报告上写明:
实验时间、指导老师、自己姓名、学号等。
九、附图(不要写到实验报告上),3)KCL、KVL,在得到的数据该如何理解?
003戴维南和诺顿等效电路模型,一、目的认识电源的等效是电源对外电路的等效的实质。
二、任务1、针对复杂含源电路,实验方法测量戴维南等效电路两个参数UOC和R0;2、测量含源电路对外的伏安特性;3、测量戴维南等效电源对外的伏安特性。
三、原理或设计草图(下页),四、数据表格与记录(下页),六、实验中仪表与设备1)直流稳压电源1台;2)数字万用表1只;3)直流数字电流表1只;4)可调电阻器2只以上;,五、注意事项1)注意在采用万用表测量网络电阻的时候,一定要把含源网络的电源置零(即电压源移除用短路线连接;而电流源则直接移除)。
2)在半开路电压方法中,当测量可变电阻器电阻值的时候,也一定要把可变电阻器断开,然后再测量其阻值。
七、感想与收获(或思考题),三、原理或设计草图,表2戴维南定理实验测量数据,表1对外电路伏安特性实验测量数据,四、数据表格与记录,1)本实验验证的是戴维南定理,若要做验证诺顿定理的实验,则戴维南定理实验中的方法能否应用?
哪些数据可以不必测量而直接应用?
七、感想与收获(或思考题),2)设计一个求最大功率的线性电路实验方案。
八、实验报告上写明:
实验时间、指导老师、自己姓名、学号等。
九、附图(不要写到实验报告上),004-1实际RLC元件的交流参数测量,一、目的探讨实际元件(电感线圈、电容器和电阻器)交流参数模型的测量方法,二、任务1、学会功率表的接线方法和掌握功率表的使用方法;2、设计含功率表的测量电感或电容的测量线路接线图。
三、原理或设计草图(下页),四、数据表格与记录(下页),六、实验中仪表与设备1)带调压变压器电工综合实验台1套,含交流电压表、交流电流表、功率表各1个;2)耐压值较高的电感线圈1只,大功率滑线变阻器1只;耐高压电容器若干;3)导线若干。
五、注意事项1)断开电源后接线,并将调压变压器输出电压调到零。
2)调压器加压时,同时要观察各表读数。
3)不要触摸带电金属部分。
七、感想与收获(或思考题),三、原理或设计草图,四、数据表格与记录,表1线圈参数的测量,表1电容器参数的测量,七、感想与收获(或思考题),1)上述三表法测量线路为什么要用调压器?
电表的接线位置(指电压表和电流表内接或外接)会对测量误差有何影响?
2)若用三表法测量电容器和电阻器的参数,给出原理图、计算公式和数据表格。
八、实验报告上写明:
实验时间、指导老师、自己姓名、学号等。
九、附图(不要写到实验报告上),004-2改善功率因数的技能训练,一、目的探讨改善功率因数的方法和实际工程意义,掌握点亮日光灯的实验技能,二、任务1、学会点亮日光灯实验技能,独立连接线,并点亮日光灯;2、并联电容器实现感性负载电路的功率因数改善。
三、原理或设计草图(下页),四、数据表格与记录(下页),六、实验中仪表与设备1)带调压变压器电工综合实验台1套,含交流电压表、交流电流表、功率表各1个;2)耐压值较高的电感线圈1只,大功率滑线变阻器1只;耐高压电容器若干;3)导线若干。
五、注意事项1)断开电源后接线,并将调压变压器输出电压调到零;2)调压器加压时,同时要观察各表读数;3)不要触摸带电金属部分。
七、感想与收获(或思考题),三、原理与设计草图,感性负载的两端并联电容器可以提高电路的功率因数,四、数据表格与记录,表4.2-1感性负载改善功率因数的实验测量,cos,完成表4.2-1中cos的计算,在坐标纸上作出cos=f(C)和I=f(C)的曲线,当C变化时,负载支路的功率因数有无变化?
功率表的读数有无变化?
为什么?
简述日光灯镇流器作用。
七、感想与收获(或思考题),八、实验报告上写明:
实验时间、指导老师、自己姓名、学号等。
九、附图日光灯接线(不要写到实验报告上),005、三相电路连接与测量,一、目的训练分立元件三相负载的星形连接、三角形连接,二、任务测量三相对称负载星形连接、三角形连接时线值(线电压、线电流)与相值(相电压、相电流)的关系;认识三相四线制中中线的作用,三、原理或设计草图,四、数据表格与记录,六、实验中仪表与设备1)含多个交流电流表、交流电压表、三相负载、测量电流插孔的电工技术综合实验装置1台2)电流测试插头1副;3)导线若干。
五、注意事项1)安全第一,调压器的输出电压尽量低一点。
2)测量电压、电流时,插拔导线时候手要拿住导线的绝缘部分。
3)负载三角形连接时一定要检查正确,以免造成短路事故。
七、感想与收获,八、实验时间、指导老师;自己姓名、学号等。
图5.1-3三相星形连接原理(四线制),N,表1星型负载连接的相值与线值,表2三角形负载连接的相值与线值,006、三相功率测量,一、目的熟悉用2只瓦特表测量三相电路功率的方法;,二、任务1、掌握测量对称三相电路的有功、无功功率的方法;2、探讨两瓦特表测量数据的用途。
三、原理与设计草图,四、数据表格与记录,六、实验中仪表与设备1)三相负载电路板、含多组高耐压值电容器1套2)数字功率表(瓦特计)2只,如图5.2-6所示;3)导线、插座若干,五、注意事项1)瓦特表测量的功率因数,应该是测量的电流和电压相位的夹角的“cos”,本实验的接线方式导致此时2个功率表的功率因数不代表这个三相电路的功率因数。
2)注意2瓦特表测量时,两个表的读数可能一“正”,一“负”。
七、感想与收获,八、实验时间、指导老师;自己姓名、学号等。
P=P1+P2,Q=,Q=,图32瓦特表方法测量功率接线图,A,B,C,x,y,z,V,U,W,N,X,Y,Z,a,b,c,调压器输出电压190V为宜!
O,4.7F,4.7F,4.7F,瓦特表1,瓦特表2,表1三相交流电路功率测量数据,班级学号姓名,正面,反面,实验报告大致格式,007串联谐振电路研究,一、目的加深对串联谐振电路特点的了解;,二、任务测定RLC串联电路的谐振曲线,学习多用信号发生器和毫伏表的使用方法。
三、原理与设计草图,四、数据表格与记录,六、实验中仪表与设备1)多用信号发生器1台2)毫伏表1只,配专用测试棒1副3)串联谐振面板一套,(含电感线圈、电阻、电容等)。
五、注意事项1)在采用毫伏表测量各个元件上的电压有效值时候,要适当采用量程,2)采用浮地方式。
七、感想与收获,八、实验时间、指导老师;自己姓名、学号等。
正弦电压峰峰值=14.14V表示有效值为5V,表7.1-1串联谐振的测量数据记录,008、R选频网络的研究,一、目的了解由电阻和电容组成的无源滤波网络的频率特性;,二、任务训练并掌握用逐点测试的方法测量网络的幅频特性。
三、原理与设计草图,四、数据表格与记录,六、实验中仪表与设备1)电路实验板上RC选频网络部分1块2)多用信号发生器1台3)毫伏表1台,五、注意事项1)要注意u1始终保持等于5V(有效值)转换为峰-峰值时14.14V。
2)本实验测量输出电压时,也用毫伏表而非万用表。
3)变化较大的部位要多测量几个点,以获得较高的精确度。
七、感想与收获,八、实验时间、指导老师;自己姓名、学号等。
表1调节频率测量电压,表2双T电路的测量,数据处理:
009、一阶电路响应测试,一、目的定量分析RC/RL电路的过渡过程,并探讨电路时间常数的测量方法,二、任务学会用示波器观测波形,,三、原理与设计草图,四、观察的波形与记录,六、实验中仪表与设备1)电阻、电容、电感可构成RL串联和RC串联结构的电路板2)多用信号发生器1台3)双踪示波器一台,五、注意事项1)信号源的接地端与示波器的接地端是连在一起(称共地),以防外界干扰而影响测量的准确性。
2)示波器的辉度不应过亮,尤其是光点长期停留在荧光屏上不动时,应将辉度调暗,以延长示波管的使用寿命。
七、感想与收获,八、实验时间、指导老师;自己姓名、学号等。
图1RC一阶零状态充电电路,图2RC一阶充电uc的波形,US(V),t(s),0,图4RC一阶放电uc的波形,原理,设计草图,0,T,2T,US/V,t/s,0,T,2T,Uc/V,t/s,接示波器ch1通道,接示波器ch2通道,US波形,UC波形,人为制造充电放电的电源,(2000Hz的方波,方波的电压幅度可以为5V),500s,5VPP,观察的波形与记录,才能观察C波形,才能观察R波形,实验中方波电源频率=HZ.实验中方波电源幅值=VPP.,思考题:
为什么要R在后,C在前才可以观察R上的波形?
因为:
信号源的接地端与示波器的接地端是连在一起(称共地),以防外界干扰而影响测量的准确性。
即:
示波器探头中有一个端默认是接地的!
双踪示波器观察电容和电源波形合成在一起的效果图,充电过程,放电过程,010、二阶电路响应观察,一、目的定性分析二阶电路的过渡过程,明确电路元件参数对响应的影响,二、任务观察、分析二阶电路响应的三种状态轨迹及其特点,三、原理与设计草图,四、观察的波形与记录,六、实验中仪表与设备1)电阻、电容、电感可构成RLC并联和RLC串联结构的电路板2)多用信号发生器1台3)双踪示波器一台,五、注意事项1)信号源的接地端与示波器的接地端是连在一起(称共地),以防外界干扰而影响测量的准确性。
2)示波器的辉度不应过亮,尤其是光点长期停留在荧光屏上不动时,应将辉度调暗,以延长示波管的使用寿命。
七、感想与收获,八、实验时间、指导老师;自己姓名、学号等。
原理图,r0,草图与结果参考,过阻尼,临界,欠阻尼,过阻尼,临界,以刚刚出现小包为判断临界的标志,欠阻尼,观察的波形与记录,实验中方波电源频率=2000HZ;自己选用的接线电路:
串联/并联实验中方波电源幅值=5VppV;电阻调节方式:
由大到小/由小到大,011、直流无源二端口网络的研究,一、目的训练直流无源二端口网络的特征参数的测量方法,二、任务学习并设计实验测试无源二端口网络的参数。
三、原理与设计草图,四、实验测量数据记录,六、实验中仪表与设备1)数字万用表1只2)直流电流表1只3)直流稳压源1台4)无源二端口网络实验板1块,,五、注意事项1)T参数和T型电路网络是不同的概念。
2)二端口连接中的参数关系为矩阵的四则运算,计算时候要注意电压、电流的单位!
3)实验中测量数据的参考方向,以及定义中标准二端口电路的电流参考方向。
七、简答:
3个T参数AD-BC不等于1的原因分析.,实验时间、指导老师;自己姓名、学号等。
原理,T=TaTb,注意方向,设计草图,图7-3分别测量的三种电路连接线路原理图,实验测量数据记录,数据分析:
验证每个T参数矩阵的AD-BC=1?
请说明原因.,012受控源的研究,一、目的:
熟悉4种受控电源的基本特性,获得有源器件的感性认识,二、任务训练并掌握受控电源的转移参数的测试方法,三、原理与设计草图,四、实验测量数据记录,六、实验中仪表与设备,五、注意事项1、在接电路时保证把实验面板上受控源处的“+12V,地,12V”三个接点与电源处的“+12V,地,12V”三个接点对应好后连接,同时打开电源开关,确保每个电源指示灯均正常显示。
2、直流稳流电源的输出电流(I0.5mA或I0.5mA),直流稳压电源的输出电压(U5V或-5V),七、感想与收获:
受控源元件是有源元件,其端口特性在有源情况下才可以实现!
实验时间、指导老师;自己姓名、学号等。
1)数字电压表(万用表),数字电流表2)受控源面板3)可变电阻箱(110k)1只;4)直流稳压/稳流电源1台,原理,图8-04种受控源电路模型,转移电流比,转移电导,转移电压比,转移电阻,实验与测量记录1,表8-1输入电流改变时的测量数据,实验与测量记录2,表8-2输入电流改变时的测量数据,表8-3输入电流改变时的测量数据,+u2-,22,11,+Us-,RL,mA,实验与测量记录3,+u1-,i1=0,i2,gmu1,VCCS,+u1-,+u2-,i1,i2,+rmi1-,CCVS,图8-3CCVS和VCCS连接成的CCCS接线图,V,表8-3输入电流改变时的测量数据,+u2-,22,11,+Us-,RL,实验与测量记录4,V,+u1-,+u2-,i1=0,i2,gmu1,VCCS,+u1-,i1,i2,+rmi1-,CCVS,图8-4VCCS和CCVS连接成的VCVS接线图和实验图,mA,特别注意,受控源的三个工作电源接线柱要与电源线接上,且开关闭合,正负12V电源指示灯正常,可调电阻,
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