【正文】 實(shí)驗(yàn)一 元件特性的示波測(cè)量法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)用示波器測(cè)量正弦信號(hào)的相位差。學(xué)習(xí)用示波器測(cè)量電壓、電流、磁鏈、電荷等電路的基本變量掌握元件特性的示波測(cè)量法，加深對(duì)元件特性的理解。二、實(shí)驗(yàn)任務(wù) 用直接測(cè)量法和李薩如圖形法測(cè)量移相器的相移即實(shí)驗(yàn)原理圖如圖 56示。 圖53接線，測(cè)量下列電阻元件的電流、電壓波形及相應(yīng)的伏安特性曲線（電源頻率在100Hz~1000Hz內(nèi)）：（1）線性電阻元件（阻值自選）（2）給定非線性電阻元件（測(cè)量電壓范圍由指導(dǎo)教師給定）電路如圖57按圖54接線，測(cè)量電容元件的庫伏特性曲線。測(cè)量線性電感線圈的韋安特性曲線，電路如圖55測(cè)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58所示。 圖 57 圖 58 這里，電源變壓器的副邊沒有保護(hù)接地，示波器的公共點(diǎn)可以選圖示接地點(diǎn)，以減少誤差。三、思考題元件的特性曲線在示波器熒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XY方式，此時(shí)鋸齒波信號(hào)被切斷，X軸輸入電阻的電流信號(hào)，經(jīng)放大后加至水平偏轉(zhuǎn)板。Y軸輸入電阻兩端的電壓信號(hào)經(jīng)放大后加至垂直偏轉(zhuǎn)板，熒屏上呈現(xiàn)的是ux,uY的合成的圖形。即電流電壓的伏安特性曲線。 為什么用示波器測(cè)量電路中電流要加取樣電阻r，說明對(duì)r的阻值有何要求？答：因?yàn)槭静ㄆ鞑蛔R(shí)別電流信號(hào)，只識(shí)別電壓信號(hào)。所以要把電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，而電阻上的電流、電壓信號(hào)是同相的，只相差r倍。r的阻值盡可能小，減少對(duì)電路的影響。一般取19Ω。 四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果 1．電阻元件輸入輸出波形及伏安特性2．二極管元件輸入輸出波形及伏安特性實(shí)驗(yàn)二 基爾霍夫定律、疊加定理的驗(yàn)證和線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深對(duì)基爾霍夫定律、疊加定理和戴維南定理的內(nèi)容和使用范圍的理解。學(xué)習(xí)線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)等效電路參數(shù)的測(cè)量方法學(xué)習(xí)自擬實(shí)驗(yàn)方案，合理設(shè)計(jì)電路和正確選用元件、設(shè)備、提高分析問題和解決問題的能力二、實(shí)驗(yàn)原理基爾霍夫定律：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(shí)變電路還是時(shí)變電路，在任一時(shí)刻流進(jìn)流出節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和為零。沿閉合回路的電壓降代數(shù)和為零。疊加定理在線性電路中每一個(gè)元件的電位或電壓可以看成每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用于電路時(shí)，在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。疊加定理只適用于線性電路中的電壓和電流。功率是不能疊加的。戴維南定理戴維南定理是指任何一個(gè)線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個(gè)電壓源與電阻串聯(lián)的有源支路來代替，電壓等于該網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc，而電阻等于該網(wǎng)絡(luò)所有獨(dú)立源為零時(shí)端口等效電阻Req測(cè)量線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的方法介紹（1）線性有源一端口的開路電壓及短路電流的測(cè)量用電壓表、電流表直接測(cè)出開路電壓或短路電流。由于電壓表及電流表的內(nèi)阻會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，為了減少測(cè)量的誤差，盡可能選用高內(nèi)阻的電壓表和低內(nèi)阻的電流表，若儀表的內(nèi)阻已知，則可以在測(cè)量結(jié)果中引入相應(yīng)的校正值，以免由于儀表內(nèi)阻的存在而引起的方法誤差。（2）線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)等效電阻的測(cè)量方法1）線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)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(duì)于不允許將外部電路直接短路或開路的網(wǎng)絡(luò)（例如有可能因短路電流過大而損壞內(nèi)部的器件），不能采用此法。2）若被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)已知，可先將線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)中的所有獨(dú)立電源置零，然后采用測(cè)量直流電阻的方法測(cè)量（3）用組合測(cè)量法求，測(cè)量線路如圖11所示。在被測(cè)網(wǎng)絡(luò)端口接一可變電阻，測(cè)得兩端的電壓U1和 的電流I1后，改變電阻值，測(cè)得相應(yīng)的UI2，則可列出方程組 解得： 圖 11根據(jù)測(cè)量時(shí)電壓表、電流表的接法可知，電壓表內(nèi)阻對(duì)解得的沒有影響，但解得的中包含了電流表的內(nèi)阻，所以實(shí)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(nèi)阻影響及很容易對(duì)電流表內(nèi)阻影響進(jìn)行修正的特點(diǎn)。同時(shí)它又適用于不允許將網(wǎng)絡(luò)端口直接短路和開路的網(wǎng)絡(luò)。(4). 參考方向無論是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)定理分析電路還是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)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(fù)值。如圖12，如何測(cè)量該支路的電壓U？首先假定一個(gè)電壓降的方向，設(shè)U 的壓降方向?yàn)閺腁到B這是電壓U的參考方向。將電壓表的正極和負(fù)極 圖 1—2 分別與A端和B端相聯(lián)，若電壓表指針正偏則讀數(shù)取正，說明參考方向 和真實(shí)方向一致；反之電壓表讀數(shù)為負(fù)，說明參考方向和真實(shí)方向相反。 三、實(shí)驗(yàn)任務(wù) （一）基爾霍夫定律和疊加定理的驗(yàn)證根據(jù)圖13實(shí)驗(yàn)原理電路圖接線，并按標(biāo)出每個(gè)支路電流參考方向和電阻壓降的正負(fù)號(hào)，將理論計(jì)算值填入表11中 圖1—3疊加定理實(shí)驗(yàn)原理電路圖 表11Us1 單 獨(dú)作 用Us2 單 獨(dú)作 用疊 加 后電 流、 電 壓UsUs2共 同 作 用單位（mA）+++理 論計(jì) 算20測(cè) 量結(jié) 果單 位（V）+++理 論計(jì) 算測(cè) 量結(jié) 果*小燈泡測(cè) 量結(jié) 果====+=+===四、思考題 如果不標(biāo)出每個(gè)支路電流電壓參考方向，從理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)量能否得出正確的結(jié)論？為什么？答：不能得出正確結(jié)論。因?yàn)檫M(jìn)行理論計(jì)算的第一步就是確定每條支路的參考方向，這是進(jìn)行理論計(jì)算的基礎(chǔ)，不確定參考方向理論計(jì)算就無法進(jìn)行；在實(shí)驗(yàn)測(cè)量中，如果不標(biāo)出支路的參考方向，就不能確定測(cè)出數(shù)據(jù)的正負(fù)，從而無法判別支路電流電壓實(shí)際方向，不能得出正確數(shù)據(jù)。 如圖13電路圖，并將電阻R3改接二極管2CZ82F，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是二極管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。 用C31V直流電壓表和MF18萬用表電壓檔測(cè)開路電壓，哪個(gè)值更接近于理論值，為什么？答：用MF18測(cè)量更接近于理論值。因?yàn)镸F18的內(nèi)阻大于C31V的內(nèi)阻，所以用MF18測(cè)量電壓對(duì)于外電路的影響比C31V小。實(shí)驗(yàn)三 交流參數(shù)的測(cè)定及功率因數(shù)的提高一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募由罾斫庹医涣麟娐分须妷汉碗娏鞯南嗔扛拍?。學(xué)習(xí)單相交流電路的電流、電壓、功率的測(cè)量方法。學(xué)習(xí)用交流電流表，交流電壓表、功率表、單相調(diào)壓器測(cè)量元件的交流等效參數(shù)。了解并聯(lián)電容提高感性負(fù)載功率因數(shù)的原理與方法二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)分別測(cè)量電阻R、電感元件 L，電容C的交流參數(shù)，接線如圖333。 圖 33分別測(cè)量R、L，C及電容與電感串聯(lián)，并聯(lián)時(shí)的等效的阻抗，并用實(shí)驗(yàn)的方法判別阻抗性質(zhì)現(xiàn)有電流表、電壓表和滑線變阻器、調(diào)壓器，如何用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)試某電感線圈的等效參數(shù)，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案及電路圖。實(shí)驗(yàn)方法及要求按圖33接線，檢查無誤后通電，先接通SW4，注意讀電流時(shí)，電壓表，功率表開關(guān)要斷開，（這三個(gè)表在讀數(shù)時(shí)要分別讀。）再接通電壓表讀出電壓值，記下此時(shí)的電壓值，以這個(gè)值為基準(zhǔn)不變，保持不變，以后調(diào)節(jié)電阻值使 調(diào)電容值使，接通功率表分別讀出三個(gè)元件的功率值；保持電壓不變，再測(cè)出3個(gè)并聯(lián)電路的電壓和電流值，以及功率值，三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)被測(cè)元件測(cè) 得 值計(jì) 算 值U（V）I（A）P（W）|Z|（Ω）R（Ω）X（Ω）L（H）C（F）電 容97194193..99 電 感 97194 R971941940R||L（R串L）9799..34R||C（R串C）97100..5292..52R||L||C97151..56150．5電路功率因數(shù)提高的研究（1）按自己設(shè)計(jì)的電路圖接線，數(shù)據(jù)表據(jù)自擬，測(cè)出C=0時(shí)，UL、UR、I、PL、PR及總功率、計(jì)算負(fù)載端的。（2）依次增加電容C值，使電路負(fù)載端的功率因數(shù)逐步提高，直至電路呈容性為止，測(cè)出不同C值時(shí)的U、I、P計(jì)算。（3）測(cè)出 =1時(shí)的電容值。記錄表格 功率表 Um=300V Im= CW=（w/格） r=基本電路測(cè)量值 U=218（V） U鎮(zhèn)=198（V） U燈=61（V） 結(jié)論：C(μF)I（A）IL（A）IC（A）U（V）P（W）P表損（W）P實(shí)際（W）02182218(諧振)21862188218四、思考題 實(shí)驗(yàn)時(shí)，若單相調(diào)壓器原邊和副邊接反，會(huì)發(fā)生了什么情況，為什么？答：原邊和副邊接反會(huì)使調(diào)壓器燒毀。 用三表法測(cè)參數(shù)，為什么在被測(cè)元件兩端并接試驗(yàn)電容可以判斷元件的性質(zhì)，用相量圖說明。答：并接電容后，總電流會(huì)