电路与模拟电子技术实验指导书.docx
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实验一 直流网络定理
一、 实验目的
1、 加深对叠加原理的内容和适用范围的理解；
2、 用实验方法验证戴维宁定理的止确性；
3、 学习线性有源二端网络等效电路参数的测量方法。
二、 实验属性：验证性实验。
三、 实验仪器设备及器材
电工实验装置：DG012T、DY031T、DG05IT
四、 实验要求
实验前些预习报告，凭预习报告参加实验。预习聲加原理和戴维宁定理。实验中听从 安排，正确使用仪表，记录测量数据，实验后根据要求认真书写实验报告。
五、 实验原理
1、 叠加原理
线性电路中，任一电压或电流都是电路中各个独立电源单独作用时，在该处产牛的电 压或电流的叠加。
2、 戴维宁定理
-个含独立电源、线性电阻和受控源的二端网络，对外电路来说，可以用一个电压源 和电阻的串联组合等效置换，如图1-1所示。此电压源的电压等于二端网络的开路电压％， 电阻等于二端网络的金部独立电源置零后的等效电阻R0o
图1-1
对于已知的线性有源二端网络，其等效电阻R。可以从原网络计算得出，也可以通过实
验手段测出。下面介绍几种测量方法。
方法一：又戴维宁定理和诺顿定理可知:
凶此，只要测出线性有源二端网络的开路电压U°c和短路电流Isc，R。就可得出，这种
方法故简单。但是，对于不允许将外部电路直接短路的网络，不能釆用此法。
方法二：测出线性有源二端网络的开路电压U°c以后，在端口处接一负载电阻RL，然« I I I I I I I - ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■
任意负载 「■ ■ ■ • • ■ ■
■ • • b )
后在测出负载电阻的端电压uRL,因为:
则等效电阻为： R, = （-^ - i）RL
U RL
方法三：令线性有源二端网络中的所有独立电源置零，然后在断口处加一给定电压U, 测得流入短的电流I （如图l・2a所示）,则:
图 l-2a 图 l-2b
也可以在端口处接入电流源I',测得端口电压U‘（如图l・2b所示）,则:
六、实验步骤
1、叠加原理
实验电路如图l-3o
（1）把K2掷向短路线一边,K】掷向电源一边,使Us】单独作用,测量各电流、电压, 并记录在表1-1中;
（2）把Ki掷向短路线一边，也掷向电源一边，使Us2单独作用，测量各电流、电压，并 URL R° + 心 Rl
无源网络 U 无源网络 I u 0 +
R 0
图1-3 rO
-O 记录在表1-1中；
两电源共同作用时，测量各电流、电压，并记录在表1-1 H'o
表1-1
Il (mA) l2(mA) k(mA) Uab(V) Ubc(V) Ubd（v） Usi单独作用
Us2单独作用
Usi、Us2共同作用
验证叠加原理
2、戴维宁定理
（1）、线性有源二端网络的外部特性
按图1-4接线，改变电阻RL值，测量对应的电流和电压值，数据填在表1-2内。根据 测量结果，求出对应于戴维宁等效参数Uoc, Isco
图1-4
表1-2
RL(Q) 0 100 200 300 500 700 800 00
I(mA)
U(V)
（2）求等效电阻&
利用原理及说明介绍的3种方法求Ro,并将结果填入表1・3中，方法（1）、方法（2） 数据在表1-2中取，方法（3）实验线路如图1-5所示。 线性含源一端口网络 负载
............................................ :b
图1-5
表1-3
力法 方法(1) 方法(2) 方法(3)
公式
K)=Uoc/Isc 公式
Ro=(U0c/UrL-l)RL
(RL=5(X)Q) 公式Ro=U/I
U(V)=
I(mA)=
Ro(KQ)
&的平均值
(3)戴维宁等效电路
根据测童结果，利川图1-6构成戴维宁等效电路。测得其外特性U =f (I)o将数据 填在表1-4中。
表1-4
RL(Q) 0 100 200 300 500 700 800 00
I(mA)
U(V)
七、报告要求
1、用表1-1的数据验证叠加原理。
2、按图1-3给定参数，计算表1-1 ip所列各项并与实验结果进行比较。
3、完成实验内容2的要求，根据实验内容（1）和（3）的测暈结果，祚同一座标纸
们的外特性曲线，并作分析比较上作他 实验二日光灯交流电路的研究
一、 实验目的
1、 学习功率表的使用；
2、 学习通过U、I、P的测量计算交流电路的参数；
3、 学会如何提高功率因数。
二、 实验属性：验证性实验。
三、 实验仪器设备及器材
电工实验装置：DG032T、DY02T、DG051T
四、 实验要求
1、 实验前要认真预习关丁交流电路的连接方法；
2、 实验前要熟悉实验仪器的工作原理；
3、 测电压、电流时，-•定要注意表的档位选择，测量类型、量程都要对应；
4、 功率表电流线圈的电流、电压线圈的电压都不可超过所选的额定值；
5、 自耦调压器输入输出端不可接反；
6、 注意安全，线路接好后，须经指导老师检查无误后，再接通电源。
7、 实验报告要对功率表的接线情况用图形说明，说明功率因数提高的原因和意义，说 明电容是否能提高功率因数。
五、 实验原理
口光灯结构图如图2・1所示，K闭合时，口光灯管不导电，全部电压加在启辉器两触 片之间，使启辉器屮氛气击穿，产生气体放电，此放电产生的一定热量使双金属片受热膨 胀与固定片接通，于是有电流通过口光灯管两端的灯丝和镇流器。短时间后双金属片冷却 收缩与固定片断开，电路中电流突然减小；根据电磁感应定律，这时镇流器两端产生一定 的感应电动势，使日光灯管两端电压产生400至500V高压，灯管气体电离，产生放电， 口光灯点燃发亮。口光灯点燃后，灯管两端电压降为100V左右，这时由于镇流器的限流 作用，灯管中的电流不会过大。同时并联在灯管两端的启辉器，也因电压降低而不能放电, 其触片保持断开状态。
H光灯工作后，灯管相当于一电阻R,镇流器可等效为电阻RL和电感L的串联，启辉 器断开，所以整个电流等效为一•个R、L串联电路，其电路模型如图2・2所示。
火O-
-220V
地O-
图2-1 图2-2 六、实验步骤
1、测量交流参数
调节自耦调压器输出,使U=220V,进行测试,填表2・1。 表2-1
U (V) 测量值
P(W) I] (mA) Ui (V) U2 (V)
220
2、提高功率因数
按照表2-2的电容值并联电容C,令U=220V不变，将测试结果填入表2-2中。
表2-2
c 测量值 计算值
P(W) Ii(mA) l2(mA) Ic(mA) cos e
luf
2.88 U f
4.7 uf
七、报告要求
1、 若直接测量镇流器功率，功率表如何接线，作图说明。
2、 说明功率因数提高的原因和意义。
3、 串联电容能否提高功率因数。启辉器 实验三三相负载的星形联接
一、 实验目的
1、 研究三相负载作星形联接时（或作三角形联接时），在对称和不对称情况下线电压与相电
压（或线电流和相电流）的关系。
2、 比较三相供电方式屮三线制和四线制的特点。
3、 掌握三相交流电路功率的测量方法
二、 实验属性：验证性实验
三、 实验仪器设备及器材
电工实验装置： DG04T、DY012T、DG051T
四、 实验要求
实验前些预习报告，凭预习报告参加实验。熟悉三相负载星形联接方法。实验中听从女排, 正确使用仪表，记录测量数据，实验后根据要求认真书写实验报告。
五、 实验原理
1、图3・1是星形联接三线制供电图。当线路阻抗不计时，负载的线电压等于电源的线
电压，若负载对称，则负载中性O'和电源中性点0之间的电压为零。
其电压相量图如图3・2所示，此时负载的相电压对称，线电压U钱利相电压U相满足 U线二巧U郴的关系。若负载不对称，负载中性点O,和电源中性点0之间的电压不再为零, 负载端的各项电压也就不再对称，其数值可由计算得出，或者通过实验测出。
2、位形图是电压相量图的一种特姝形式，其特点是图形上的点与电路图上的点一一对 应。图3-2是对应于图3-1星形联接三相电路的位形图。图中，UAB代表电路中从A点到B 点的电压相量,UAB代表电路中从N点到0’点之间的电压相量。在三相负载对称时, 位形图中负载中性点O'与电源中性点O重合，负载不对称时，虽然线电压仍对称，但负 载的相电床不再对称，负载中性点0'发生位移，如图3・3所示。
图3-2 图3-3
3、在图3-1中，若把电源中性点和负载中性点间用中线联接起来，就成为三相四线制。 在负载对称时，中线电流等于零，其工作情况与三线制相同；负载不对称时，忽略线路阻 抗，则负载端相电压仍然相对称，但这时中线电流不再为零，它可rh计算方法或实验方法 确定。
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图3-4
4、在三相四线制供电的星形联接负载，可以用一只表测量各项的有功功率，PA、PB、 Pc・三相负载的总功率P二PA+PB+PC，既为三相功率之和，。若三相负载为对称负载，那么 只须测量其中一相的功率，总有功功率乘3即可。线路如图3・5所示。
在三相四线制供电系统中，不论负载是否对称，也不论负载是星形接法还是三角形接 法，均可用二表法测三相负载的总功率线路如图3-6所示。
二表法测量三相负载的总功率，不同性质的负载（电阻、电感、电容）对两功率表的 读数有影响，例如当电压表与电流表的相位差角大于60°时，一只表为止，一只表为负，（若 指针表反偏，须调整表的极性开关），读数计为负值，应按P=Pi- P2计算三相功率。
六、实验内容
1、按图3-4接线。三相电源接线电压380V,通过改变电灯数目来调负载，按表3・1 的要求测量出各电压和电流值。 A Af A A1
or
B1 B
B‘ O O'
B UAO
O
A Y
Z
