【文章內(nèi)容簡介】 2. 學(xué)會(huì)用電流插頭、插座測(cè)量各支路電流 。 二、原理說明 基爾霍夫定律是電路的基本定律。測(cè)量某電路的各支路電流及每個(gè)元件兩端的電壓，應(yīng)能分別滿足基爾霍夫電流定律（ KCL）和電壓定律（ KVL）。即對(duì)電路中的任一個(gè)節(jié)點(diǎn)而言，應(yīng)有Σ I＝ 0；對(duì)任何一個(gè)閉合回路而言，應(yīng)有Σ U＝ 0。 運(yùn)用上述定律時(shí)必須注意各支路或閉合回路中電流的正方向，此方向可預(yù)先任意設(shè)定。 三、 實(shí)訓(xùn) 設(shè)備 序 名 稱 型號(hào)與規(guī) 數(shù)量 備 注 號(hào) 格 1 直流穩(wěn)壓電源 0~30V 可調(diào) 二路 DG04 2 萬用表 1 自備 3 直流數(shù)字電壓表 0~200V 1 D31 4 直流數(shù)字毫安表 0~200mV 1 D31 5 疊加原理 實(shí)訓(xùn) 電路板 1 DG05 四、 實(shí)訓(xùn) 原理圖 用 DG05 掛箱的“基爾霍夫定律 /疊加原理”線路 ＋－6VU 1R RRR R1 234 55105105103301KABCDEF＋－12VU 2I 1 I 2I 3 mA電源插頭電流插座＋ － 五、 實(shí)訓(xùn) 內(nèi)容 1. 實(shí)訓(xùn) 前先任意設(shè)定三條支路和三個(gè)閉合回路的電流正方向。圖中的 的方向已設(shè)定。三個(gè)閉合回路的電流正方向可設(shè)為ADEFA、 BADCB 和 FBCEF。 2. 分別將兩路直流穩(wěn)壓源接入電路，令 U1＝ 6V， U2＝ 12V。 3. 熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu)，將電流插頭的兩端接至數(shù)字毫安表的“＋、－”兩端。 4. 將電流插頭分別插入 三條支路的三個(gè)電流插座中，讀出并記錄電流值。 5. 用直流數(shù)字電壓表分別測(cè)量兩路電源及電阻元件上的電壓值，記錄之。 被測(cè)量 I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA) U1 (V) U2 (V) UFA (V) UAB (V) UAD (V) UCD (V) UDE (V) 計(jì)算值 測(cè)量值 相對(duì)誤差 六、 實(shí)訓(xùn) 注意事項(xiàng) 1. 用電流插頭測(cè)量各支路電流時(shí)，或者用電壓表測(cè)量電壓降時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性，正確判斷測(cè)得值的＋、－號(hào)后，記入數(shù)據(jù)表格。 2. 注意儀表量程的及時(shí)更換。 3．所有需要測(cè)量的電壓值，均以電壓表測(cè)量的讀數(shù)為準(zhǔn)。 也需測(cè)量，不應(yīng)取電源本身的顯示值。 4. 防止穩(wěn)壓電源兩個(gè)輸出端碰線短路。 5. 用指針式電壓表或電流表測(cè)量電壓或電流時(shí)， 如果儀表指針反偏，則必須調(diào)換儀表極性，重新測(cè)量。此時(shí)指針正偏，可讀得電壓或電流值。若用數(shù)顯電壓表或電流表測(cè)量，則可直接讀出電壓或電流值。但應(yīng)注意：所讀得的電壓或電流值的正確正、負(fù)號(hào)應(yīng)根據(jù)設(shè)定的電流參考方向來判斷。 七、預(yù)習(xí)思考題 1. 根據(jù)圖 51 的電路參數(shù)，計(jì)算出待測(cè)的電流 和各電阻上的電壓值，記入表中，以便 實(shí)訓(xùn) 測(cè)量時(shí)，可正確地選定毫安表和電壓表的量程。 2. 實(shí)訓(xùn) 中，若用指針式萬用表直流毫安檔測(cè)各支路電流，在什么情況下可能出現(xiàn)指針反偏，應(yīng)如何處理？在記錄數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)注意什么？若用直流數(shù)字毫安表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，則會(huì)有什么顯示呢？ 八、 實(shí)訓(xùn) 報(bào)告 1. 根據(jù) 實(shí)訓(xùn) 數(shù)據(jù)，選定節(jié)點(diǎn) A，驗(yàn)證 KCL 的正確性。 2. 根據(jù) 實(shí)訓(xùn) 數(shù)據(jù)，選定 實(shí)訓(xùn) 電路中的任一個(gè)閉合回路，驗(yàn)證 KVL 的正確性。 3. 將支路和閉合回路的電流方向重新設(shè)定，重復(fù) 兩項(xiàng)驗(yàn)證。 4. 誤差原因分析。 5. 心得體會(huì)及其他。 實(shí)訓(xùn) 五 電壓源與電流源的等效變換 一、 實(shí)訓(xùn) 目的 1. 掌握電源外特性的測(cè)試方法。 2. 驗(yàn)證電壓源與電流源等效變換的條件。 二、原理說明 1. 一個(gè)直流穩(wěn)壓電源在一定的電流范圍內(nèi)，具有很小的內(nèi)阻。故在實(shí)用中，常將它視為一個(gè)理想的電壓源。其外特性曲線 U＝ f(I)是一條平行于 I 軸的直線。一個(gè)恒流源在一定的電壓范圍內(nèi)，可視為一個(gè)理想的電流源。 2. 一個(gè)實(shí)際的電壓源（或電流源），具有一定的內(nèi)阻值。在 實(shí)訓(xùn) 中，用一個(gè)小阻值的電阻（或大電阻）與穩(wěn)壓源（或恒流源）相串聯(lián)（或并聯(lián)）來摸擬一個(gè)實(shí)際的電壓源（或電流源）。 3. 一個(gè)實(shí)際的電源，就其外部特性而言，既可以看成是一個(gè)電壓源，又可以看成是一個(gè)電流源。若視為電壓源，則可用一個(gè)理想的電壓源Us 與一個(gè)電阻 Ro 相串聯(lián)的組合來表示；若視為電流源，則可用一個(gè)理想電流源 Is 與一電阻 Ro 相并聯(lián)的組合來表示。如果這兩種電源能向同樣大小的負(fù)載供出同樣大小的電流和端電壓，則稱這兩個(gè)電源是等效的，即具有相同的外特性。電壓源與電流源等效變換的條件為：Is＝ Us／ Ro， Ro＝ Ro。如圖所示。 圖 1 三、 實(shí)訓(xùn) 設(shè)備 序號(hào) 名 稱 型號(hào)與規(guī)格 數(shù)量 備 注 1 可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 0~30V 1 DG04 2 可調(diào)直流恒流源 0~500mA 1 DG04 3 直流數(shù)字電壓表 0~200V 1 D31 4 直流數(shù)字毫安表 0~200mA 1 D31 5 電阻器 120Ω， 200Ω 300 Ω， 1KΩ DG09 6 可調(diào)電阻箱 0~ 1 DG09 ＋－ U sR 0U R LIs = U S / R 0 g 0 = 1 / R 0g 0= 1/R 0IsU S R 0.=＋－g 0IR LU＋ ＋－I I S＋－ U sR 0U R LIs = U S / R 0 g 0 = 1 / R 0g 0= 1/R 0IsU S R 0.=＋－g 0IR LU＋ ＋－I I S0R Ω 7 實(shí)訓(xùn) 線路 DG05 四、 實(shí)訓(xùn) 內(nèi)容 (1)按圖 2 接線。 Us 為＋ 12V 直流穩(wěn)壓電源（將 R0 短接）。調(diào)節(jié) R2，令其阻值由大至小變化，記錄兩表的讀數(shù)。 ＋－ 12VU smA＋ －V＋－R 1R 2200 Ω1K120 ΩR 0 ＋－ 12VU smA＋ －V＋－R 1R 2200 Ω1K 圖 2 圖 3 U（ V） I（ mA） (2) 按圖 3 接線，虛線框可模擬為一個(gè)實(shí)際的電壓源。調(diào)節(jié) R2，令其阻值由大至小變化，記錄兩表的讀數(shù)。 U（ V） I（ mA） 按圖 4 接線， Is 為直流恒流源，調(diào)節(jié)其輸出為 10mA，令 Ro 分別為 1KΩ 和∞（即接入和斷開），調(diào)節(jié)電位器 RL（從 0 至 1KΩ），測(cè)出這兩種情況下的電壓表和電流表的讀數(shù)。自擬數(shù)據(jù)表格，記錄 實(shí)訓(xùn) 數(shù)據(jù)。＋－ 10mAI SmA＋ －R 0R L1KV＋－1K 圖 4 先按圖 5（ a）線路接線，記錄線路中兩表的讀數(shù)。然后利用圖5(a)中右側(cè)的元件和儀表，按圖 5(b)接線。調(diào)節(jié)恒流源的輸出電流 IS，使兩表的讀數(shù)與（ a）時(shí)的數(shù)值相等，記錄 Is 之值，驗(yàn)證等效變換條件的正確性。 ＋－I SmA＋ －510 Ω V＋－R S120 Ω ＋－12VU SmA＋ －510 ΩV＋－R S 120 Ω （ a） (b) 或 ∞ 圖 5 五、 實(shí)訓(xùn) 注意事項(xiàng) 1. 在測(cè)電壓源外特性時(shí)，不要忘記測(cè)空載時(shí)的電壓值， 測(cè)電流源外特性時(shí)，不要忘記測(cè)短路時(shí)的電流值，注意恒流源負(fù)載電壓不要超過20 伏，負(fù)載不要開路。 2. 換接線路時(shí)，必須關(guān)閉電源開關(guān)。 3. 直流儀表的接入應(yīng)注意極性與量程。 六、 實(shí)訓(xùn) 報(bào)告 1. 根據(jù) 實(shí)訓(xùn) 數(shù)據(jù)繪出電源的四條外特性曲線，并總結(jié)、 歸納各類電源的特性。 2. 從 實(shí)訓(xùn) 結(jié)果，驗(yàn)證電源等效變換的條件。 3. 心得體會(huì)及其他。 實(shí)訓(xùn) 六 疊加定理的驗(yàn)證 一、 實(shí)訓(xùn) 目的 驗(yàn)證線性電路疊加 原理的正確性，加深對(duì)線性電路疊 加性的認(rèn)識(shí)和理解。 二、原理說明 疊加原理指出：在有幾個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中，通過每一個(gè)元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。 三、 實(shí)訓(xùn) 設(shè)備及器件 序號(hào) 名 稱 型號(hào)與規(guī)格 數(shù)量 備注 1 可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 0～ 30V 2 3 直流數(shù)字電壓表 1 4 直流數(shù)字毫安表 1 5 迭加原理 實(shí)訓(xùn) 線路板 1 DGJ— 03 四、 實(shí)訓(xùn) 原理圖 五、 實(shí)訓(xùn) 內(nèi)容與步驟 1．按上圖電路接線， U1＝＋ 12V， U2＝＋ 6V。 2．令 U1 電源單獨(dú)作用時(shí)（將開關(guān) S1 投向 U1 側(cè)，開關(guān) S2 投向短路側(cè)），用直流數(shù)字電壓表和毫安表（接電流插頭）測(cè)量各支路電流及各電阻元件兩端電壓，數(shù)據(jù)記入表格中。 測(cè)量項(xiàng)目 U1 /v U2 /v I1 /mA I2 /mA I3 /mA UAB /v UCD /v UAD /v UDE /v UFA /v U1 U2 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容 U1 單獨(dú)作用 U2 單獨(dú)作用 共同作用 3．令 U2 電源單獨(dú)作用時(shí)（將開關(guān) S1投向短路側(cè)，開關(guān) S2 投向 U2側(cè)），重復(fù) 實(shí)訓(xùn) 步驟 2 的測(cè)量和記錄。 4．令 U1 和 U2 共同作用時(shí)（開關(guān) S1 和 S2 分別投向 U1 和 U2 側(cè)），重復(fù)上述的測(cè)量和記錄。 ，重復(fù)以上 實(shí)訓(xùn) 內(nèi)容的測(cè)量和記錄，再根據(jù)測(cè)量結(jié)果判斷出故障的性質(zhì)。 測(cè)量項(xiàng)目 實(shí)訓(xùn) 內(nèi)容 U1 /v U2 /v I1 /mA I2 /mA I3 /mA UAB /v UCD /v UAD /v UCE /v UFA /v U1 單獨(dú)作用 U2 單獨(dú)作用 共同作用 五、 實(shí)訓(xùn) 報(bào)告 1．疊加原理中 分別單獨(dú)作用，在 實(shí)訓(xùn) 中應(yīng)如何操作？可否直接將不作用的電源（ U1 或 U2）短接？ 2． 實(shí)訓(xùn) 電路中，若有一個(gè)電阻器改為二極管，試問疊加原理的疊加性還成立嗎？為什么？ 3．根據(jù) 實(shí)訓(xùn) 數(shù)據(jù)驗(yàn)證線性電路的疊加性。 4．各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出？試用上述 實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算并作結(jié)論。 。 六、注意： 1．用電流插頭測(cè)量各支路電流時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性，及數(shù)據(jù)表格中“＋、 — ”號(hào)的記錄。 2．注意儀表量程的及時(shí)更換。 實(shí)訓(xùn) 七 戴維寧定理的驗(yàn)證 一、 實(shí)訓(xùn) 目的 1. 驗(yàn)證戴維南定理和諾頓定理的正確性，加深對(duì)該定理的理解。 2. 掌握測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。 二、原理說明 1. 任何一個(gè)線性含源網(wǎng)絡(luò)，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看作是一個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)（或稱為含源一端口網(wǎng)絡(luò)）。 戴維南定理指出：任何一個(gè)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個(gè)電壓源與一個(gè)電阻的串聯(lián)來等效代替，此電壓源的電動(dòng)勢(shì) Us 等于這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓 Uoc， 其等效內(nèi)阻 R0 等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源均置零（理想電壓源視為短接，理想電流源視為開路）時(shí)的等效電阻。 諾頓定理 指出：任何一個(gè)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個(gè)電流源與一個(gè)電阻的并聯(lián)組合來等效代替，此電流源的電流 Is 等于這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流 ISC，其等效內(nèi)阻 R0 定義同戴維南定理。 Uoc（ Us）和 R0 或者 ISC（ IS）和 R0 稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。 2. 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測(cè)量方法 (1) 開路電壓、短路電流法測(cè) R0 在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時(shí)，用電壓表直接測(cè)其輸出端的開路電壓Uoc，然后再將其輸出端短路，用電流表測(cè)其短路電流 Isc，則等效內(nèi)阻為 SCOCIUR ?0 。 如 果二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很小，若將其輸出端口短路 ,則易損壞其內(nèi)部元件，因此不宜用此法。 (2) 伏安法測(cè) R0 用電壓表、電流表測(cè)出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線，如圖 1 所示。 UIABIUOΔ