【導讀】電路的工作狀態(tài)。針式電工儀表都不能滿足上述要求。因此，當測量儀表一旦接入電路，就會改變電路原有。的工作狀態(tài)，這就導致儀表的讀數(shù)值與電路原有的實際值之間出現(xiàn)誤差。的大小與儀表本身內(nèi)阻值的大小密切相關。只要測出儀表的內(nèi)阻，即可計算出由其產(chǎn)生的。A為被測內(nèi)阻的直流電流表。然后合上開關S，并保持I值不變，調(diào)節(jié)電阻箱RB. 時先將開關S閉合，調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓，RB使電壓表V的指示值減半。此時有：RV＝RB＋R1. 電壓表的靈敏度為：S＝RV/U(Ω/V)。為電壓表滿偏時的電壓值。差，而儀表本身結構引起的誤差稱為儀表基本誤差）的計算?，F(xiàn)用一內(nèi)阻為RV的電壓表來測量UR1值，當RV與R1并聯(lián)后，

　　

【正文】 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。 表 123 項目 正常 B 點開路 b、 c 短路 EFR /Ω 5. 將 D和的 D’用導線連接好， 利用所學知識， 判斷 DDZ11 掛箱中“基爾霍夫定律 /疊加原 理”線路 中的三個故障 （按鍵按下時設置故障成功） 。 故障 1： 故障 2： 故障 3： 五、注意事項 1. 根據(jù)實訓 結果 ，說明當某段串聯(lián)電路發(fā)生故障（開路或短路）時，該段電路中各段電壓或各點的電位有何變化？ 2. 根據(jù)實訓 結果 ，說明當某無源二端網(wǎng)絡中有開路或短路處時，該網(wǎng)絡的等效電阻有何變化？ 六、預習與思考題 實際應用中， 應如何檢查電路故障 ？ 七、實訓報告 1. 根據(jù)實訓結果， 總結檢查電路故障的一般方法有那些？ 2. 心得體會及其它。 24 實訓 十 三 互易定理 一、 實訓 目的 驗證互易定理的正確性 ，加深對互易定理的理解。 二、原理說明 1. 在線性電路中，激勵與響應互易位置，則激勵與響應的關系仍保持不變。正是由于線性系統(tǒng)具有互易特性，因此，從甲方向乙方傳輸信號的效果與從乙方向甲方傳輸信號的效果是相同的，亦即在線性電路中，信號的傳輸具有雙向性。 2. 互易定理是指：如圖131 所示，在無源線性電路中，當在某支路 A中接入激勵源電壓值 U1（或電流值 I1），在另一支路 B 中產(chǎn)生的電流值 I2（或電壓值 U2）應等于將該電壓 (或電流 )接入 B 支路時在支路 A中所產(chǎn)生的電流 （或電壓） , 且 I I U U2 之間 有以下關系： U1I1=U2I2。如果 U1=U2（或 I2=I1），則 I2=I1（或 U2=U1）。互易定理只適用于線性無源電路，對非線性或有源電路不適用。 三、 實訓 設備 序號 名稱 型號與規(guī)格 數(shù)量 備注 1 直流穩(wěn)壓電源 0~30V 1 2 直流恒流源 0~200mA 1 3 直流數(shù)字電壓表 0~200V 1 4 直流數(shù)字 毫安 表 0~2020mA 1 5 函數(shù)信號發(fā)生器 1 6 交流 電壓 表 0~500V 1 7 交流電流表 0~5A 1 8 實訓 元件 1 DDZ11 四 、 實訓 內(nèi)容 實訓 線路見圖 132，按圖連接實訓線路。 1. 在 A支路施加 U1=8V的直流電壓 , 測量 B 支路的短路電流 I2。 2. 在 B 支路施加 U2=8V的直流電壓 , 測量 A支路的短路電流 I1。 圖 131 圖 132 25 3. 在 A支路施加 I? 1=15mA的直流電流，測量 B 支路的開路電壓 U? 2。 4．在 B 支路施加 I? 2=15mA的直流電流，測量 A支路的開路電壓 U? 1。 5．在 A支路施加 U1~=5V的 1kHz 正弦波信號，測量 B 支路的短路電流 I2~。 6．在 B 支路施加 U2~=5V的 1kHz 正弦波信號，測量 A支路的短路電流 I1~。 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。 2. 用交流信號做實訓時 , 信號源的電壓幅值應以接入支路后的值為準。 六、預習思考題 互易定理適用的條件是什么？為什么？ 實訓十四 已知和未知電路元件伏安特性的測繪 一、實訓目的 1. 學會識別常用電路元件的方法。 2. 掌握線性電阻、非線性電阻元件伏安特性的 測試技能 。 3. 掌握實訓臺上直流電工儀表和設備的使用方法。 4. 加深對線性電阻元件，非線性電阻元件伏安特性的理解 。 二 、原理說明 任何一個電器二端元件的特性可用該元件上的 端電壓 U 與通過該元 件的電流 I 之間的函數(shù)關系 I＝ f(U)來表示，即用 IU 平面上的一條曲線來表征， 這條曲線稱為該元件的伏安特性曲線。 1．線性電阻器的伏安特性曲線是一條通過 坐標原點的直線，如圖 141 中 a 所示，該直線的斜 率等于該電阻器的電阻值。 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。通過白熾燈的電流越大，其溫度越高，阻值也越大。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。 3．一般的半導體二極管是 一個非線性電阻元件，其伏安特性如圖 141 中 c 所示。 A支路激勵 B 支路響應 B 支路激勵 A支路響應 U1=8V I2= U2=8V I1= I? 1=15mA U? 2= I? 2=15mA U? 1= 0 1 0 2 0 3 00. 5 1ICD bd dD bCU ( V )( ) 26 其正向壓降很?。ㄒ话愕逆N管約為 ～ ，硅管約為 ～ ），正向電流隨正向壓降的升高而急驟上升。而反向電壓從零一直增加到十多至幾十伏時，其反向電流增加很小，粗略地可視為零?？梢?，二極管具有單向導電性，但反向電壓加得過高，超過管子的極限值，則會導致管子擊穿損壞。 4. 穩(wěn)壓二極管是一種特殊的半導體二極管，其正向特性與普通二極管類似，但其反向特性較特別，如圖 141 中 d所示。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。 注意：流過二極管或穩(wěn)壓二極管的電流不能超過管子的極限值，否則管子就會燒壞。 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。 三、實訓設備 序號 名 稱 型號與規(guī)格 數(shù)量 備注 1 可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 0~30V 1 屏上 2 萬用表 1 自備 3 直流電流表表 0~2020mA 1 屏上 4 直流數(shù)字電壓表 0~200V 1 5 二極管 1N4007, 2AP9 1 DDZ12 6 穩(wěn)壓管 2CW51 1 DDZ12 7 白熾燈 12V/ 1 DDZ12 8 線性電阻器 200Ω、 510Ω、 1kΩ /2W 各 1 DDZ11 9 未知電阻 若干 DDZ12 四、實訓內(nèi)容 1. 測定線性電阻器的伏安特性 按圖 142 接線，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出 電壓 U，使 R 兩 端的電壓依次為下表 UR 所列值，記下相應的電流表讀數(shù) I。 2. 測定非線性白熾燈泡的伏安特性 將圖 142 中的 R 換成一只 12V， ，重復 1 的測量。 UL為燈泡的端電壓。 UL（ V） 1 2 3 5 8 10 UR（ V） 0 2 4 6 8 10 I（ mA） ＋－UmA＋ －R1K V＋－＋－UmA＋ －R2 00 ΩV＋－DI N4 00 7圖 142 圖 143 27 I（ mA） 3. 測定半導體二極管的伏安特性 按圖 143接線， R 為限流電阻器。測二極管的正 向特性時，其正向電流不得超過 36mA，二極管 D 的正向壓降 UD+按下表所列取值。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。 正向特性實訓數(shù)據(jù) UD+ (V) I（ mA） 反向特性實訓數(shù)據(jù) UD－ (V) 0 5 10 15 20 25 30 I（ mA） 4. 測定穩(wěn)壓二極管的伏安特性 （ 1）正向特性實訓：將圖 143 中的二極管換成穩(wěn)壓二極管 2CW51，重復實訓內(nèi)容 3中的正向測量。 UZ+為 2CW51 的正向壓降。 UZ+（ V） I（ mA） （ 2）反向特性實訓：將圖 143 中的 R 換成 510Ω ， 2CW51 反接，測量 2CW51 的反向 特性。穩(wěn)壓電源的輸出電壓 UO從 0～ 20V，測量 2CW51 二端的電壓 UZ－ 及電流 I，由 UZ－ 的變化情況可看出其穩(wěn)壓特性。 UO(V) UZ（ V） I（ mA） 未知電阻元件伏安特性的測試 測試未知電阻元件的伏安特性時，操作應特別細心，否則就可能會損壞被測器件。 （ 1）按圖 143 接線，但 R 用 510Ω， 二極管 D不接入，先將穩(wěn)壓電源的輸出電壓 U調(diào)至最低（ 0或 ），再任選一種未知元件接入線路。 （ 2）緩慢調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出電壓 U，以毫安表每次增加 3mA為測試點，依次記錄每個電流測試點下元件兩端的電壓值 UX。如果電流達到 36mA或者 UX達到 30V，則停止測試，并將 U調(diào)至最低。 （ 3）將穩(wěn)壓電源正、負輸出端的連接線互換位置，重復（ 2）。 （ 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。 注意：各 DDZ12實訓箱中未知元件的排列順序和元件方向是隨機的，各不相同。 IX（ mA） 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 UX（ V） IX（ mA） 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 28 UX（ V） 五、實訓注意事項 1. 測二極管正向特性時，穩(wěn)壓電源輸出應由小至大逐漸增加， 應時刻注意電流表讀數(shù)不得超過 36mA。穩(wěn)壓源輸出端切勿碰線短路。 2. 如果要測定 2AP9的伏安特性，則正向特性的電壓值應取 0， ， ， ， ， ， ， （ V），反向特性的電壓值取 0， 2， 4，??， 10(V)。 3. 進行不同實訓時，應先估算電壓和電流值，合理選擇儀表的量程，勿使儀表超量程。儀表的極性亦不可接錯。 六、思考題 1. 線性電阻與非線性電阻的概念是什么？ 電阻器與二極管的伏安特性有何區(qū)別？ 2. 設某器件伏安特性曲線的函數(shù)式為 I＝ f(U)，試問在逐點繪制曲線時，其坐標變量應如何放置？ 3. 穩(wěn)壓二極管與普通二極管有何區(qū)別，其用途如何？ 4. 在圖 143 中，設 U=2V， UD+=，則 mA表讀數(shù)為多少？ 實 訓 十 五 儀表量程擴展 一、 實訓 目的 1. 了解指針式毫安表的量程和內(nèi)阻在測量中的作用。 2. 掌握毫安表改裝成電流表和電壓表的方法。 二、原理說明 1. 一只毫安表允許通過的最大電流稱為該表的量程，用 Ig表示，該表有一定的內(nèi)阻， 用 Rg表示。這就是一個“基本表”，其等效電路如圖 151 所示。 Ig和 Rg是毫安表的兩個重要參數(shù)。 2. 滿量程為 1mA的毫安表，最大只允許通 過 1mA的電流，過大的電流會造成“打針 ”，甚 至燒斷電流線圈而損壞。要用它測量超過 1mA 的電流，亦即要擴大毫安表的測量范圍，可選擇一個合適的分流電阻 RA 與基本表并聯(lián)，如圖 152 所示。 RA 的大小可以精確算出。 設：基本表滿量程為 Ig=1mA， 基本表內(nèi)阻 Rg=100Ω 。 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。 當用改裝后的電流表來測量 10（或 100） mA 以下的電流時，只要將基本表的讀數(shù)乘以 10（或 100）或者直接將電表面板的滿刻度刻成（ 10 或 100） mA 即可。 3. 毫安表改裝為電壓表。 一只毫安表也可以改裝為一只電壓表