【正文】 1．所有需要測量的電壓值，均以電壓表測量的讀數(shù)為準，不以電源表盤指示值為 準。 3．若用指針式電流表進行測量時，要識別電流插頭所接電流表的“＋、－”極性。 六、 .實驗報告 1．如何確定電流、電壓的正負值？ 2．誤差原因分析。 4． 加深對線性電路疊加性的認識和理解。 三、實驗儀器設備 500 型萬用表 1 臺 數(shù)字萬用表 1 臺 電工、模擬、數(shù)字三合一實驗臺及組件 四、實驗內(nèi)容 1．實驗前先任意設定三條支路的電流參考方向，如圖 31 中的 I I I3 所示，并熟悉線路結(jié)構(gòu)，掌握各開關的操作使用方法。 3． Us1單獨作用時，測量各支路的電流及各電阻元件兩端的電壓。 將以上結(jié)果記入表 31。 圖 31 15 表 31 電源 I1(mA) I2(mA) I3(mA) U1(v) U3(v) U4(v) Us1 Us2共同作用 Us1單獨作用 Us2單獨作用 五、注意事項 1． 注意儀表的極性。 六、實驗報告 1．利用表 31 的數(shù)據(jù)進行分析、比較、歸納總結(jié)出實驗的結(jié)論驗證疊加定理 2．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)驗證電阻 R3上的功率是否符合疊加定理？為什么？ 16 實驗五 戴維南定理的驗證 一、實驗目的 1． 驗證戴維南定理的正確性，加深對該定理的理解。 二、原理說明 1． 戴維南定理指出，任何一個線性含源一端口電阻網(wǎng)絡，對外電路來說，可以用一條含源支路等效替代。 2． 有源二端網(wǎng)絡等效參數(shù)的測量方法 (1) 開路電壓、短路電流法 在有源二端網(wǎng)絡輸出端開路時，用電壓表直接測其輸出端的開路電壓 ocU ，然后再將其輸出端短路，用電流表測其短路電流 scI ，則 電阻為 scocIUR ?0 這種方法簡便，但對于不允許直接短路的二端網(wǎng)絡是不能使用的。根據(jù)特性曲線求出斜率?tg ，則內(nèi)阻 ?0R ?tgscocIUIU ???? 用伏安法，主要是測量開路電壓及電流為額定值 NI 時的輸出端電壓值 NU ，則內(nèi)阻為 ?0RNNocI UU ? 若二端網(wǎng)絡的內(nèi)阻值很低時，則不宜測其短路電流。 (4) 測定有源二端網(wǎng)絡等效電阻的其他方法：將被測有源網(wǎng)絡中內(nèi)部的獨立電壓源 SU 處短接，獨立電流 SI 處開路，被測網(wǎng)絡成為無獨立源的二端網(wǎng)絡，然后用外加電源法或直接用萬用表的歐姆檔去測定負載 LR 開路后 A、 B 兩點間的電阻，此即為被測網(wǎng)絡的等效內(nèi)阻oR 。 圖 43 中虛線框內(nèi)為補償電路， 39。當需要測量網(wǎng)絡 A、 B 兩端的開路電壓時，將補償電路的 A、 B 端分別與39。B 兩端相接，調(diào)節(jié)分壓器的輸出電壓，使檢流計的指示為零，被測網(wǎng)絡即相當于開路，此時電壓表所測得的電壓就是該網(wǎng)絡的開路電壓 ocU 。 18 圖 43 補償法測量開路電壓 三、實驗儀器設備 500 型萬用表 1 臺 數(shù)字萬用表 1 臺 電工、模擬、數(shù)字三合一實驗臺及組件 四、實驗內(nèi)容 被測有源二端網(wǎng)絡如圖 44（ a）所示 1．用開路電壓、短路電流法測定戴維南等效電路 ocU 和 oR 。 表 41 ocU （ v） scI （ mA） oR = ocU / scI （Ω） (a) 有源二端網(wǎng)絡實驗線路 （ b）戴維南等效電源電路 圖 44 2．負載實驗 按圖 44（ a）改變 LR 阻值，測量有源二 端網(wǎng)絡的外特性，結(jié)果記入表 42 中。在 A、 B 端鈕接上另一電阻箱作為負載電阻 LR 。 表 43 LR （Ω） 0 50 100 150 200 250 300 PR ∞ U（ v） I（ mA） 五、注意事項 1．注意用萬用表直接測 oR 時，網(wǎng)絡內(nèi)的獨立源必須先置零，以免損壞萬用表。 六、實驗報告 根據(jù)實訓數(shù)據(jù)，繪出有源二端網(wǎng)絡及其戴維南等效電源的外特性 U= ?（ I）。 20 實驗六 受控源研究 一．實驗目的 1．加深對受控源的理解； 2．熟悉由運算放大器組成受控源電路的分析方法，了解運算 放大器的應用； 3．掌握受控源特性的測量方法。受控端口的電壓或電流，受控制端口的電壓或電流的控制。 （ 2）電壓控制電流源（ VCCS），如圖 2－ 1（ b）所示，其特性為： 12 ugi ? 其中：12m uig ? 稱為轉(zhuǎn)移電導。 （ 4）電流控制電流源（ CCCS），如圖 2－ 1（ d）所示，其特性為： 12 ii ?? 其中： 12ii??稱為轉(zhuǎn)移電流比（即電流放大倍數(shù)）。 對于理想運算放大器，放大倍數(shù) A為∞，輸入電阻為∞，輸出電阻為 0，由此可得出兩個特性：特性 1：ｕ＋＝ｕ－；特性 2：ｉ＋＝ｉ－＝０。 由運算放大器的特性 1 可知： 1uuu ?? ?? 則 11R1 Rui ? 212R2 R uui ?? 由運算放大器的特性 2可知： R2R1 ii ? 代入 R1i 、 R2i 得： 1122 )1( uRRu ??可見，運算放大器的輸出電壓 u2受輸入電壓 u1 控制，其電路模型如 圖 2－ 2（ a）所示，轉(zhuǎn)移電壓比：)1( 12RR??? 。 由運算放大器的特性 1 可知： 1uuu ?? ?? 則 11R Rui ? 由運算放大器的特性 2可知： R2 ii ? 11Ru? 即 i2 只受輸入電壓 u1 控制，與負載 RL無關（實際上要求 RL為有限值）。轉(zhuǎn)移電導為：1121Ruig ?? （ 3）電流控制電壓源（ CCVS） 電流控制電壓源電路如圖 2－ 5 所示。其電路模型如圖 2－ 1（ c）所示。 由運算放大器的特性 1 可知： 0?? ?? uu 2212R1 iRR Ri ?? 由運算放大器的特性 2可知： 1R1 ii ?? 代入上式， 1212 )1( iRRi ??? 即輸出電流 i2 只受輸入電流 i1 的控制。它的電路模型如圖 2－ 1（ d）所示。 （ 1）測試 VCVS 的轉(zhuǎn)移特性 U2 =f（ U1） 調(diào)節(jié)恒壓源輸出電壓 U1（以電壓表讀數(shù)為準），用電壓表測量對應的輸出電壓 U2，將數(shù)據(jù)記入表 2－ 1 中。 23 表 2－ 2 VCVS的負載特性數(shù)據(jù) RL/Ω 1K 2K 3K 4K 5K 6K 7K 8K 9K U2/V 2．測試電壓控制電流源（ VCCS）特性 實驗電路如圖 2－ 8所示，圖中， U1 用恒壓源的可調(diào)電壓輸出端， R1＝ 10ｋΩ， RL＝ 2ｋΩ（用電阻箱）。 表 2－ 3 VCCS的轉(zhuǎn)移特性數(shù)據(jù) U1/V 0 １ １ .５ ２ ２ .５ ３ ３ .５ ４ I2/mA （２）測試 VCCS 的負載特性 I2=f（ RL） 保持 U1＝ 2V，負載電阻 RL 用電阻箱，并調(diào)節(jié)其大 小，用電流表測量對應的輸出電流I2，將數(shù)據(jù)記入表 2－ 4 中。 （ 1）測試 CCVS 的轉(zhuǎn)移特性 U2=f（ U1） 調(diào)節(jié)恒流源輸出電流 I1（以電流表讀數(shù)為準），用電壓表測量對應的輸出電壓 U2，將數(shù)據(jù)記入表 2－ 5 中 表 2－ 5 CCVS 的轉(zhuǎn)移特性數(shù)據(jù) I1/ mA 0 ０ .０５ ０ .１ ０ .１５ ０ .２ ０ .２５ ０ .３ ０ .４ U2/V （２）測試ＣＣＶＳ 的負載特性Ｕ２ =f（ RL） 保持Ｉ 1＝０． 2ｍＡ，負載電阻 RL 用電阻箱，并調(diào)節(jié)其大小，用電壓表測量對應的輸出電壓 U2，將數(shù)據(jù)記入表 2－ 6 中。圖中，Ｉ 1 用恒流源， R1＝ R2＝ 10ｋ Ω， RL＝ 2ｋΩ（用電阻箱）。 表 2－ 7 CCCS的轉(zhuǎn)移特性數(shù)據(jù) I1/mA 0 ０ .０５ ０ .１ ０ .１５ ０ .２ ０ .２５ ０ .３ ０ .４ I2/mA （２）測試 CCCS 的 負載特性 I２ =f（ RL） 保持Ｉ 1＝０ .2ｍＡ，負載電阻 RL用電阻箱，并調(diào)節(jié)其大小，用電流表測量對應的輸出電流 I2，將數(shù)據(jù)記入表 2－ 8 中。 六．預習與思考題 1．什么是受控源？了解四種受控源的縮寫、電路模型、控制量與被控量的關系； 2． 四種受控源中的轉(zhuǎn)移參量μ、 g、 r 和 β 3 4．如何由兩個基本的 CCVC 和 VCCS 獲得其它兩個 CCCS 和 VCVS，它們的輸入輸出 5．了解運算放大器的特性，分析四種受控源實驗電路的輸入、輸出關系。 2． 掌握對感性負載提高功率因數(shù)的方法。 二、原理說明 1．日光燈電路主要由日光燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器等元件組成，如圖 51 所示。要日光燈管產(chǎn)生弧光放電必須具備兩個條件：一個是將燈管預熱使其發(fā)射電子；另一個是需要有一個較高的電壓使管內(nèi)氣體擊穿放電。 接通電源時，電源電壓同時加到燈管和啟輝器的兩個電極上，對燈管來說，此電壓太低，不足以使它放電；但對啟輝器來說，此電壓可以使它產(chǎn)生輝光放電。經(jīng) 1~3 秒后，啟輝器兩觸片分開（因啟輝器內(nèi)輝光放電停止，雙金屬片冷卻），使電路中電流突然中斷，于是鎮(zhèn)流器（一個帶鐵芯的電感線圈）中產(chǎn)生一個瞬間的高電壓，此電壓與電源電壓疊加后加在燈管兩端，將管內(nèi)氣體擊穿而產(chǎn)生弧光放電。由此可見，啟輝器相當于一個自動開關的作用，而鎮(zhèn)流器在啟動時起產(chǎn)生高電壓的作用 ，在啟動前燈絲預熱瞬間及啟動后燈管工作時則起限流作用。過低的功率因數(shù)對供電和用戶來說都是不利的，一般可以并聯(lián)合適的電容器來提高電路的功率因數(shù)。本次實驗中，由于電路功率因數(shù)較低，宜選用低功率因數(shù)功率表來測量功率。 2．接入電容，按表 51 中所給數(shù)值，將電容從小到大逐漸增加，并測量相應的電壓、電流、功率，記入表 51 中 五、注意事項 1．實驗中認真檢查實驗電路，鎮(zhèn)流器規(guī)格應與日光燈管規(guī)格相符。功率表的電壓、電流線圈接線應符合要求，量限選擇應正確。 六、實驗報告 1．日光燈電路并聯(lián)電容器的電容值大小，對電路的功率因數(shù)有何影響？ 2． 提高電感性電路的功率因數(shù)有何意義。 2． 加深對阻抗、阻抗角等概念的理解。 二、原理說明 1．交流電路元件的等值參數(shù) R、 L、 C 可以用交流電橋直接測量，也可以用交流電流表、交流電壓表及功率表所測得的 U、 I、 P 的數(shù)值來計算，這種測定方法叫“三表法”。 三、實驗儀器設備 500 型萬用表 1 臺 數(shù)字萬用表 1 臺 電工、模擬、數(shù)字三合一實驗臺及 組件 功率因數(shù)表 1 塊 四、實驗內(nèi)容 30 圖 61 三表法測參數(shù)電路圖 1． 選鎮(zhèn)流器作為待測電感元件，選電容箱中的 4μ F 電容為待測電容元件。 表 61 數(shù)據(jù) 被測元件 測量值 計算值 U（ v） I（ a） P（ w） R X L C 電感線圈 電 容 器 2．把電感線圈、電容器和一個電阻（滑線變阻器）串聯(lián)按圖 61 接好線路，測量 U、 RU 、LU 、 CU 、 I、 P 將結(jié)果記入表 62 中。接通電源后再從零位開始逐漸升壓，實驗結(jié)束