【正文】 引 入相應(yīng)的校正值，以免由于儀表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 Req 的測(cè)量方法 1） 線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路 Uoc及短路電流 Isc，則等效電阻為 R Uoc Isc 這種方法比較簡(jiǎn)便。 但是，對(duì)于不允許將外部電路直接短路或開(kāi)路的網(wǎng)絡(luò)（例如有可能因短路電流過(guò)大而損壞部的器件），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 Uoc， Req 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 RL，測(cè)得RL 兩端的電壓 U1和 RL 的 電流 I1 后，改變電阻 RL 值，測(cè)得相應(yīng)的 U I2，則可列出方程組 UocReqI1U1 UocReqI2U2 解得： UocU1I2 I2 U2I1 I1 U1U2 Req 圖 11I2I1 根據(jù)測(cè)量時(shí)電壓表、電流表的接法可知，電壓表阻對(duì)解得的 Uoc沒(méi)有影響，但解得的 Req 中包含了電流表的阻，所以實(shí)際的等效電阻值 Req1只要從解得的 Req中減去 RA即可。 由上可知，此法比起其它方法有消除電壓表阻影響及很容易對(duì)電流表阻影響迚行修正的特點(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(kāi)路的網(wǎng)絡(luò)。 (4).參考方向 無(wú)論是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)定理分析電路還是迚行實(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?A 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(shuō)明參考方向 IIII+I2+I1II2 和真實(shí)方向一致；反乊電壓表讀數(shù)為負(fù)，說(shuō)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 Us1 單獨(dú)作用 Us2 單 獨(dú)作用表 11 疊加 后 電流、電壓 Us Us2共同作用單位 （ mA） 2312311+II33I1I2I3 單 位（ V） UUU UU U U +U U+U U+U U1U2U3 123123112233 3333 四、思考題 U3 +U3 = 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)檗壭欣碚撚?jì)算的第一步就是確定每條支路的參考方向，這是迚行理論 II 理論 計(jì)算 30 0 3 測(cè)量 結(jié)果08 8 0 理論 計(jì)算00 0 0 測(cè)量 結(jié)果03 5 6 *小燈泡測(cè)量結(jié)果 I = = = = +I =I3== 計(jì)算的基礎(chǔ)，不確定參考方向理論計(jì)算就無(wú)法迚行；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(wú)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(wàn)用表電壓檔測(cè)開(kāi)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 的阻大于 C31V的阻，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? 加深理解正弦交流電路中電壓和電流的相量概念。 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(wú)誤后通電，先接通 SW4，調(diào)電壓慢慢上升使電源表讀數(shù)為 ，注意讀電流時(shí)，電壓表，功率表開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)，（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 ，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)測(cè)得值計(jì)算值被測(cè)元件 U（ V） I（ A） P（ W） cos|Z|（Ω） R（Ω） X（Ω） L（ H） C（ F） 電容電 感 R R||L（ R串 L） R||C（ R串 C） R||L||C 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?yè)?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 cos。 （ 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 cos。 （ 3） 測(cè)出 cos=1時(shí)的電容值。 記錄表栺功率表 Um=300VIm==（ w/栺） r= U=218（ V） U 鎮(zhèn) =198（ V） U 燈 =61（ V） 結(jié)論： UU 鎮(zhèn) U 燈 C(μ F) I（ A） IL（ A） IC（ A） U（ V） P（ W） P 表?yè)p（ W） P 實(shí)際（ W） .( 諧振 ) 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)収生了什么情況，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(shuō)明。 ..99 .. 97 100..52 92..52 F 97 151..56 150． 5 (a)(b) (c)（ d） 圖 35答： (a)圖反偏， (b)圖正偏， (c)圖正偏， (d)圖正偏。 (a)(b)圖正確， (c)(d圖 )不正確。 感性負(fù)載的功率因數(shù)用并聯(lián)電容的辦法而不用串聯(lián)的辦法？ 答：電路并聯(lián)電容后，可以使總支路上的電流減小，從而減小視在功率，而不影響感性負(fù)載的正常工作即感性負(fù)載所消耗的有功功率不變。如果采用串聯(lián)電容，當(dāng)兩端電壓不變的情況下，感性負(fù)載兩端電壓會(huì)収生變化，而回路中的電流隨著電容的增大而增大，當(dāng)容抗和感抗相抵消時(shí)，回路中的電流最大，這樣，視在功率是增大的，負(fù)載消耗的有功功率也增大，所以串聯(lián)電容不能有效地提高功率因數(shù)。 0 答：用電容實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)的提高是利用了在交流電路中電容兩端電流相位超前電壓 90 的特性，在 0 感性電路中串聯(lián)電容，電流受到電感的影響不 能超前電壓 90。 答：并接電容后，總電流會(huì)収生變化，如果電流變大則說(shuō)明是感性，電流變小則說(shuō)明是容性。 測(cè)元件 Z 所消耗的有功功率，試判別下圖中功率表的指針是正偏還是反偏，接確嗎？ 實(shí)驗(yàn)四一階電路的響應(yīng) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)習(xí)用示波器觀察和分析動(dòng)態(tài)電路的過(guò)渡過(guò)程。 學(xué)習(xí)用示波器測(cè)量一階電路的時(shí)間常數(shù)。 研究一階電路階躍響應(yīng)和方波響應(yīng)的基本規(guī)律和特點(diǎn)。 研究 RC 微分電路和積分電路二、實(shí)驗(yàn)任務(wù) 研究 RC 電路的零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)和全 響應(yīng) 實(shí)驗(yàn)電路如圖 68所示。 Us 為直流電壓源， r 為初始值的充電電阻。開(kāi)關(guān)首先置于位置 2，當(dāng) 電容器電壓為零以后，開(kāi)關(guān)由位置 2 轉(zhuǎn)到位置 1，即可用示波器觀察到零狀態(tài)響應(yīng)波形；電路達(dá)到穩(wěn)態(tài)以后，記錄下電路到達(dá)穩(wěn)態(tài)的時(shí)間。開(kāi)關(guān)再由位置 1 轉(zhuǎn)到位置 2，即可觀察到零輸入響應(yīng)的波形。在R、 C 兩端分別觀察零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)時(shí) uct 和 ict 的波形。分別改變 R、 C 的數(shù) 值觀察零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)時(shí)， uct 和 ict 的波形的變化情況。觀測(cè)全響應(yīng)時(shí)，取 Us1分別 為 2V,10V,12V 接 .線時(shí)注意電源極性 ,在 Us 分別大于、小于、等于 Us1 三種情況下，觀察 uc(t)的波形， 注意不能同時(shí)將 K和 K1 投向電源。 圖 68觀察 RC電路響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路 按要求設(shè)計(jì)一個(gè)微積分分器電路。 （電容值選在 ~1F乊間） 三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 1．電容器充放電實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄 2．描錄 RC 微分電路和 RC 積分電路的輸入，輸出波形，并計(jì)論構(gòu)成上述兩種電路的條件。 時(shí)間 01020304050607080100200(秒 )充電電壓 0 (V) 放電電壓 10(V) 圖 99RC微分電路的輸入輸出波形 圖 910RC積分電路的輸入輸出波形 實(shí)驗(yàn)五二階電路的響應(yīng) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 研究 RLC 串聯(lián)電路響應(yīng)的模式及其元件參數(shù)的關(guān)系 學(xué)習(xí)用示波器測(cè)量衰減振蕩角頻率和衰減系數(shù) 觀察分析各種響應(yīng)模 式的狀態(tài)軌跡 初步了解二階電路的設(shè)計(jì)方法二、實(shí)驗(yàn)任務(wù) 研究 RLC 串聯(lián)電路的零輸入零狀態(tài)響應(yīng)，電路如圖 74 改變 R的阻值，觀察過(guò)阻尼、欠阻尼情 況下的零輸入，零狀態(tài)響應(yīng)，畫(huà)出波形。 按預(yù)習(xí)要求設(shè)計(jì)的電路連接線路，觀察并描繪經(jīng)過(guò)阻尼欠阻尼情況下的方波響應(yīng)及相應(yīng)的狀態(tài)軌跡。并測(cè)量欠阻尼情況下的振蕩角頻率和衰減系數(shù)。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)欠阻尼 RLC 電路的電流經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間衰減為零，可近似測(cè)定阻尼因子。電流衰減為零的時(shí)間大約等于 5倍的時(shí)間常數(shù)。一倍的時(shí)間ω o 常數(shù)可由下式求出：τ =1/α欠阻 尼 RLC 電路的阻尼因子趨近于零時(shí)的振蕩頻率等于諧振頻率ω o，欠阻尼 RLC 電路的振蕩頻率ω用下式計(jì)算 22o 在電子工作平臺(tái)上建立如圖 74的實(shí)驗(yàn)電路，用信號(hào)収生器和示波器對(duì)該電路迚行動(dòng)態(tài)分析。 A、根據(jù)元件參數(shù)計(jì)算出相應(yīng)的衰減因子α和諧振頻率 ω o，改變電阻值計(jì)算出新的衰減因子α，觀 測(cè)并畫(huà)出電阻電壓隨時(shí)間變化的曲線，標(biāo)明電流衰減到零的時(shí)間，并近似計(jì)算出電流衰減到零的時(shí) 間。根據(jù)新的衰減因子α和諧振頻率ω o 計(jì)算欠阻尼 RLC 電路的電流曲線圖的振蕩頻率ω。 B、改變電容值，根據(jù)新的元件值計(jì)算出新的諧振頻率ω o，觀測(cè)并畫(huà)出電阻電壓隨時(shí)間變化的曲線 o 并根據(jù)新的衰減因子α和新的諧振頻率ω o，計(jì)算欠阻尼 RLC電路的電流曲線圖的新的振蕩頻率ω。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 在坐標(biāo)紙上畫(huà)出的過(guò)阻尼欠阻尼情況下的波形 描繪兩種阻尼情況下的狀態(tài)軌跡，并用箭頭表明軌跡運(yùn)動(dòng)方向。 列出設(shè)計(jì)的參數(shù)設(shè)計(jì)值的實(shí)驗(yàn)值。 整