【正文】 伏安特性的測繪 一、實訓目的 1. 學會識別常用電路元件的方法。燈絲的“冷電阻”與“熱電阻”的阻值可相差幾倍至十幾倍，它的伏安特性如圖 141 中 b 曲線所示。 對于一個未知的電阻元件，可以參照對已知電阻元件的測試方法進行測量，再根據(jù)測得數(shù)據(jù)描繪其伏安特性曲線，再與已知元件的伏安特性曲線相對照，即可判斷出該未知電阻元件的類型及某些特性，如線性電阻的電阻值、二極管的材料（硅或鍺）、穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值等。 UZ+為 2CW51 的正向壓降。 （ 4）另選一種未知元件接入線路，重復（ 2）（ 3）的測量，自擬表格記錄。 2. 掌握毫安表改裝成電流表和電壓表的方法。 現(xiàn)要將其量程擴大 10 倍（即可用來測 量 10mA電流），則應并聯(lián)的分流電阻 RA應 滿足下式： Ig Rg mAI I gIR AI R mAg g圖 151 基本表 圖 152 擴大電流量程 29 同理，要使其量程擴展為 100mA，則應并聯(lián) 的分流電阻。 RA 的大小可以精確算出。儀表的極性亦不可接錯。如果電流達到 36mA或者 UX達到 30V，則停止測試，并將 U調至最低。測反向特性時，只需將圖 143 中的二極管 D反接，且其反向電壓 UD－ 可加到 30V。在反向電壓開始增加時，其反向電流幾乎為零，但當電壓增加到某一數(shù)值時（ 稱為管子的穩(wěn)壓值，有各種不同穩(wěn)壓值的穩(wěn)壓管），電流將突然增加，以后它的端電壓將基本維持恒定，當反向電壓繼續(xù)升高時其端電壓僅有少量增加。 2．一般的白熾燈，其燈絲電阻從冷態(tài)開 圖 141 始隨著溫度的升高而增大。 五、實訓注意事項 1. 每次測量前，應 注意選好所用儀表的量程及其極性?；ヒ锥ɡ碇贿m用于線性無源電路，對非線性或有源電路不適用。 序號 名稱 型號規(guī)格 數(shù)量 備 注 1 直流 毫安 表 0~2020mA 1 2 直流電壓表 0~200V 1 3 直流穩(wěn)壓電源 0～ 30V 1 4 電阻器 若干 DDZ11 項目 A? /V B? /V D? /V F? /V AFU /V ABU /V CDU /V DEU /V 正常 B 點開路 A、 F 短路 圖 121 圖 122 23 表 122 項目 A? /V B? /V D? /V F? /V AFU /V ADU /V DEU /V ABU /V CDU /V 正常 B 點開路 C、 D 短路 4. 用萬用表的歐姆檔測量正常、故障電路的電阻： 去掉 圖 122 中所示的電源，用萬用表的歐姆檔分別測量正常情況下、 B 點開路、 C、 D點短路時 EF 間的電阻值，記入表 123 中。 （ 2） 調節(jié)直流穩(wěn)壓電源，輸出電壓為 6V，然后斷開穩(wěn)壓電源開關。當電路出現(xiàn)故障時，應立即切斷電源進行檢查。 4. 改變內阻值為 R0=300Ω，輸出電壓 US=15V，重復上述測量。而在電子技術領域里卻完全不同。 ＋－I SmA＋ －R V＋－R 0 L圖 102 20 實訓十 一 負載獲得最大功率的條件 一、 實訓目的 1. 掌握負載獲得最大傳輸功率的條件。 U（ v） I（ mA） 五、 實訓 注意事項 1. 測量時應注意電流表量程的更換。 (a) (b) 圖 101 戴維南等效電路 19 1. 用開路電壓、短路電流法測定戴維南等效電路的 Uoc 和 R0。 圖 92 18 實訓 十 戴維南定理和諾頓定理 一、 實訓 目的 1. 驗證戴維南定理和諾頓定理的正確性，加深對該定理的理解。 一個電壓源與一個電流源等效變換的條件為： 電壓源變換為電流源： Is＝ Us／ R0， go＝ 1/R0 ； 電流源變換為電壓源： Us＝ IsR0， R0＝ 1/ go； 如圖 91 所示。故在實用中，常將它視為一個理想的電壓源，即其輸出電壓不隨負載電流而變。 4. 令 U1 和 U2 共同作用（開關 K1 和 K2 分別投向 U1 和 U2 側）， 重復上述的測量圖 81 16 和記錄，數(shù)據(jù)記入表 81。 15 實訓 八 疊加原理 一、 實訓 目的 驗證線性電路疊加原理的正確性， 掌握 線性電路疊加原理的 分析方法 。 U U2 也需測量，不應取電源本身的顯示值。圖 61 中的 I I I3的方向已設定。測量某電路的各支路電流及每個元件兩端的電壓，應能分別滿足基爾霍夫電流定律（ KCL）和電壓定律（ KVL）。 2. 測量電位時，用指針式萬用表的直流電壓檔或用數(shù)字直流電壓表測量時，用負表棒（黑色）接參考電位點，用正表棒（紅色）接被測各點。 三、 實訓 設備 序號 名稱 型號與規(guī)格 數(shù)量 備注 1 直流可調穩(wěn)壓電源 0~30V 兩路 2 萬 用 表 1 自備 3 直流數(shù)字電壓表 0~200V 1 4 電路基礎實 訓 (一 ) 1 DDZ11 四、 實訓 內容 利用電路基礎 實訓 (一 )上的“ 基爾霍夫 定律 /疊加原理 ”線路，按圖 61 接線。 實訓 六 電路中電位的測量 一、 實訓 目的 1. 掌握電路中電位的測量方法 。 （ 2） 根據(jù)電路等效原理， 分別計算 Rbc與 Rac的阻值，將計算結果填入 自擬表格 中。 （ 2）求混聯(lián)電路的 總電流 根據(jù)歐姆定律求出電路的總電流。 在 220V 工作電壓下， 將它們串聯(lián)連接時，那一盞燈亮？將它們并聯(lián)連接時，那一盞燈亮？ 2. 兩 個 阻值 相差很大 的電阻并聯(lián)，其等效電阻有哪只 電阻決定？ 七 、 實訓 報告 1. 根據(jù) 實訓 結果，分析總結 電阻串、并聯(lián)電路的特點。 （ 3） 測量串聯(lián)電路各電阻兩端的電壓、流過串聯(lián)電路的總電流及等效電阻。 （ 2） 電壓特點： 總電壓等于各電阻上電壓之和。 2． 實訓 所需的電壓源，在開啟電源開關前，應將電壓源的輸出細調旋鈕調至最小，接 通電源后，再根據(jù)需要緩慢調節(jié)。 2. 知道電路中電壓、電流和電阻三個基本量之間的內在規(guī)律。否則，當用高量限測量較低的被測值時，測量誤差會較大。 實際計算值 兩次測量值 測量計算值 U1的相對誤差 U’0的相對誤差 （ %） U0（ V） U1（ V） U2（ V） U’0 (V) (%) 3. 雙量限電流表兩次測量法 按圖 22 線路進行 實訓 ， US＝ ， R＝ 300Ω (取自電阻箱 )，用萬用表 5mA兩檔電流量限進行兩次測量，計算出電路的電流值 I’。由圖可知： Il＝ASRRU? I2＝ RRR UAS ?? 由以上兩式可解得 US和 R0，從而可得： I＝RUS＝ ? ?AA RIRRIRII11 21 ?? 由以上分析可知，當所用儀表的內阻與被測線路的電阻相差不大時，采用多量限儀表 不同量限兩次測量法或單量限儀表兩次測量法，通過計算就可得到比單次測量準確得多的結果。第一次測量，電壓表的讀數(shù)為 U1。＝ASRRU? , 如果 RA＝ R，則 I39。 2. 掌握減小因儀表內阻所引起的測量誤差的方法。 4. 電壓表應與被測電路并聯(lián)使用，電流表應與被測電路串聯(lián)使用，并且都要注意極性與量程的合理選擇。 RB可選用 DDZ12 中的電阻箱（下同）。圖 14（ a）、 (b)為伏安法測量電阻的兩 種電路。然后斷開開關 S，調節(jié) RB使電壓表 V的指示值減半。 2. 用“分流法”測量電流表 的內阻 如圖 11 所示。 3. 熟悉電工儀 表測量誤差的計算方法。而實際使用的指針式電工儀表都不能滿足上述要求。然后合上開關 S，并保持 I 值不變，調節(jié)電阻箱 RB 的阻值，使電流表的指針指在 1/2 滿偏轉位置，此時有 IA＝ IS＝ I/2 ∴ RA＝ RB∥ R1 R1為固定電阻器之值 ， RB可由電阻箱的刻度盤上讀得。 4. 儀表內阻引入的測量誤差（通常稱之為方法誤 差，而儀表本身結構引起的誤差稱為儀表基本誤差）的計算。 (a) (b) 電路（ a）：)(2020 20 mARRRRRUIXVXVAR???????? )(2020 VRR RRIU XV XVRR ???????? ???? RRX IUR （ kΩ）。 U R2 R1 R10V (kΩ ) 計算值 UR1 （ V） 實測值 U’R1 (V) 絕對誤差 Δ U 相對誤差 (Δ U/UR1) 100% 12V 10kΩ 50kΩ 五、 實訓 注意事項 1. 實訓 臺上配有 實訓 所需的恒流源，在開啟電源開關前，應將恒流源的輸出粗調撥到2mA檔，輸出細調旋鈕應調至最小。 實訓 時請按選定的表型自行確定。 設電壓表有兩檔量限， U U2 分別為在這兩個不同量限下測得的電壓值，令 Rv1 和Rv2分別為這兩個相應量限的內阻，則由圖 21 可得出 Ul＝10 1VVRRR? US U2=20 2VVRRR? US 由以上兩式可解得 US和 R0。按圖 22 電路，兩次測量得 Il＝1ASRRU? I2＝2ASRRU? 由以上兩式可解得 US和 R，進而可得： I＝RUS＝ ? ?2211 2121 AA AA RIRIRRII ? ? 2. 同一量限兩次測量計算法 如果電壓表（或電流表）只有一檔量限，且電壓表的內阻較?。ɑ螂?流表的內阻較大）時，可用同一量限兩次測量法減小測量誤差。 由此兩式可解得 E 和 Ro，則 US（即 Uo）為： US＝ Uo＝ ? ?21 21 UURURUV ? 。 萬用表電壓量限 （ V） 內阻值 （ kΩ ） 兩個量限的測量值 U （ V） 電路計算值 U0 （ V） 兩次測量計算值 U’0 (V) U 的相對 誤差值 (%) U’0的相對誤差 (%) 10 R UVVRRvvRooU S IR 0A AR RRA AU S圖 23 圖 24 6 R10V參照 實訓 一的結果。先用萬用表 ，得 I1。在實際工程測量中，一般應先用最高量程檔 去測量被測值，粗知被測值后再選用合適的檔位進行準確測量。歐姆定律分為兩部分研究： 不包含電源，只有電阻的部分電路，稱為部分電路歐姆定律：電路中的電流 I 與電阻兩端的電壓 U 成正比，與電阻 R 成反比； 含有電源和負載的閉和電路稱為全電路歐姆定律：閉和電路中的電流與電源電動勢成正比，與電路的總電阻成反比。 六、思考題 1. 已知某燈泡兩端電壓為 220V，燈泡的電阻為 1210Ω，那流過燈泡的電流為多少？ 七、 實訓 報告 1. 總結歐姆定律。 2. 電阻并聯(lián) 電路 把兩個或兩個以 上的電阻并接 在 兩點之間 ，電阻 兩端 承受 同一 電壓 的電路，稱為電阻并聯(lián) 電路 ，電阻并聯(lián) 電路 的特點是： 9 （ 1） 電壓特點： 各并聯(lián)電阻兩端的電壓相等。 （ 3）測量并聯(lián)電 路流過各電阻的電流，并聯(lián)電路的總電流及等效電阻。 2． 學會混聯(lián)電路的分析方法 。這種方法是在被測電阻通有電流的條件下，用電壓表測出電阻兩端的電壓，用電流表測量通過電阻的電流，然后根據(jù)歐姆定律求出被測電 阻。 4. 用伏安法計算等效電阻 ： 根據(jù)所得有關數(shù)據(jù)，用伏安法計算等效電阻 Rac，將結果 填入自擬表格中 ，比較一下