【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(shuō)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(wàn)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?jī)陕冯娫醇半娮柙系碾妷褐?，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(lái)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(wàn)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(shuō)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(lái)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(lái)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(lái)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(shuō)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(shuō)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(lái)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(lái)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