电工电路实验电气测量的基本方法：电流的测量

一、测量误差及测量数据的处理1、测量误差是指测量的结果与被测量的真值之间存在的差异。

2、绝对误差:若被测量的真值为，仪表所指示的测量值为，则绝对误差为：。

3、相对误差：绝对误差与被测量的真值之比，称为相对误差：由于真值是无法得到的，但它又和十分接近，因此，相对误差的表达式可记作：4、引用误差：所谓引用误差，是测量仪表的绝对误差与测量仪表的满量程的百分比，用来表示：5、误差可分为绝对误差、相对误差、引用误差。

6、能反测量结果准确程度的是相对误差。

7、最大引用误差（准确度等级的百分数）越小，测量仪表的准确度就越高。

8、测量误差一般分为三大类：1）系统误差：在规定测量条件下，对同一个量进行多次测量，如果误差保持恒定或按某种确定的规律变化，则称这种误差为系统误差。

（1）工具（基本）误差：由于测量工具本身误差所致，是造成系统误差的主要原因。

（2）外界因素影响误差：由于没有按照技术要求使用测量工具，或由于周围环境不符合要求而引起的误差。

（3）方法误差：由于测量方法不完善或测量所用理论根据不充分引起的误差，例如没有考虑测量仪表内阻对测量结果的影响等。

（4）人为误差：由于测试人员的感官、技术水平、习惯等个人因素不同而引起的误差。

2）偶然误差：由于某些偶然因素造成的如电磁场的微变、热起伏、空气扰动、大地微震、测试人员心理或生理的某些变化等。

3）过失误差：主要由于测量者的疏忽造成的，例如读数错误、记录错误、测量时未察觉的异常情况等。

9、系统误差不能消除可以减小，过失误差是可以避免的。

10、有效数字：是指从左边第一个非零的数字开始，到右边最后一个数字为止所包含的数字。

11、有效数字的处理：“四舍六入，五看左右”保留n位有效数字看n+1位12、有效数字运算1）加减法（处理一次）：将各项数据小数点后保留的位数处理成准确度最差的数据（小数点后有效数字最少）尾数相同，进行加减。

各项必须单位相同。

2）乘除法（处理两次）：运算前以有效数字位数最少的项为准，与小数点无关，所得积或商仍与有效数字位数最少项相同。

物教101实验一电路基本测量一、实验目的1.学习并掌握常用直流仪表的使用方法。

2. 掌握测量直流元件参数的基本方法。

3.掌握实验仪器的原理及使用方法。

二、实验原理和内容1.如图所示，设定三条支路电流i1,i2,i3的参考方向。

2.分别将两个直流电压源接入电路中us1和us2的位置。

3.按表格中的参数调节电压源的输出电压，用数字万用表测量表格中的各个电压，然后与计算值作比较。

4.对所得结果做小结。

三、实验电路图四、实验结果计算参数表格与实验测出的数据us1=12v us2=10v实验二基尔霍夫定律的验证一、实验目的1．验证基尔霍夫定律，加深对基尔霍夫定律的理解； 2．掌握直流电流表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法；3．学习检查、分析电路简单故障的能力。

二、原理说明基尔霍夫电流定律和电压定律是电路的基本定律，它们分别用来描述结点电流和回路电压，即对电路中的任一结点而言，在设定电流的参考方向下，应有∑i ＝0，一般流出结点的电流取正号，流入结点的电流取负号；对任何一个闭合回路而言，在设定电压的参考方向下，绕行一周，应有∑u ＝0，一般电压方向与绕行方向一致的电压取正号，电压方向与绕行方向相反的电压取负号。

在实验前，必须设定电路中所有电流、电压的参考方向，其中电阻上的电压方向应与电流方向一致。

三、实验设备1．直流数字电压表、直流数字毫安表。

2．可调压源（ⅰ、ⅱ均含在主控制屏上，根据用户的要求，可能有两个配置0～30v可调。

） 3．实验组件（含实验电路）。

四、实验内容实验电路如图所示，图中的电源us1用可调电压源中的＋12v输出端，us2用0～＋30v 可调电压+10v输出端，并将输出电压调到＋12v（以直流数字电压表读数为准）。

实验前先设定三条支路的电流参考方向，如图中的i1、i2、i3所示，并熟悉线路结构。

1．熟悉电流插头的结构，将电流插头的红接线端插入数字毫安表的红（正）接线端，电流插头的黑接线端插入数字毫安表的黑（负）接线端。

前言 (4)实验1 电阻、电容、电压和电流的测量 (5)一、实验目的 (5)二、原理说明 (5)三、实验任务 (5)四、实验仪器设备 (7)五、预习思考及注意事项 (7)六、实验报告要求 (7)实验2 电压源、电流源及其等效转换 (8)一、实验目的 (8)二、原理说明 (8)三、实验任务 (8)四、实验仪器设备 (9)五、预习思考及注意事项 (10)六、实验报告要求 (10)实验3 仪表内阻对测量的影响 (10)一、实验目的 (10)二、原理说明 (10)三、实验任务 (11)四、实验仪器设备 (11)五、预习思考及注意事项 (12)六、实验报告要求 (12)实验4 受控源的特性测试 (12)一、实验目的 (12)二、原理说明 (12)三、实验任务 (13)四、实验仪器设备 (14)五、预习思考及注意事项 (14)六、实验报告要求 (14)实验5 叠加定理、替代定理的验证 (14)一、实验目的 (14)二、原理说明 (14)三、实验任务 (15)四、实验仪器设备 (15)五、预习思考及注意事项 (15)六、实验报告要求 (16)实验6 直流电路的戴维南等效和诺顿等效 (16)一、实验目的 (16)二、原理说明 (16)三、实验任务 (16)四、实验仪器设备 (17)五、预习思考及注意事项 (17)六、实验报告要求 (17)实验7 交流电路中基本参数电阻、电感和电容的测量 (17)二、原理说明 (18)三、实验任务 (18)四、实验仪器设备 (19)五、预习思考及注意事项 (19)六、实验报告要求 (19)实验9 交流无源一端口网络等效参数的测定 (20)一、实验目的 (20)二、原理说明 (20)三、实验任务 (21)四、实验仪器设备 (22)五、预习思考及注意事项 (22)六、实验报告要求 (22)实验8 非线性元件特性曲线的测定及曲线绘制 (22)一、实验目的 (22)二、原理说明 (22)三、实验任务 (23)四、实验仪器设备 (24)五、预习思考及注意事项 (24)六、实验报告要求 (24)实验10 功率测量及功率因数的提高 (25)一、实验目的 (25)二、原理说明 (25)三、实验任务 (25)四、实验仪器设备 (26)五、预习思考及注意事项 (26)六、实验报告要求 (26)实验11 单相变压器的特性测试 (26)一、实验目的 (26)二、原理说明 (27)三、实验任务 (27)四、实验仪器设备 (28)五、预习思考及注意事项 (28)六、实验报告要求 (28)实验12 互感的测量 (28)一、实验目的 (28)二、原理说明 (28)三、实验任务 (31)四、实验仪器设备 (31)五、预习思考及注意事项 (31)六、实验报告要求 (31)实验13 三相电路的相序、电压、电流及功率测量 (32)一、实验目的 (32)二、原理说明 (32)四、实验仪器设备 (34)五、预习思考及注意事项 (34)六、实验报告要求 (35)综合实验1 一阶RC电路的暂态响应 (35)一、实验目的 (35)二、实验原理 (35)三、实验内容 (38)四、实验设备 (40)五、预习思考及实验注意事项 (40)六、实验报告 (41)综合实验3 二阶RLC串联电路的暂态响应 (41)一、实验目的 (41)二、原理说明 (41)三、实验任务 (45)四、预习思考及注意事项 (46)五、报告要求 (47)综合实验专题2 供电电路及最大功率传输 (48)一、工程应用示例 (48)二、相关电路原理 (48)三、研究内容或设计目标 (48)四、研究方案和计划 (49)五、研究报告 (50)提示1：阻抗匹配与最大功率传输的软件仿真以及阻抗变换电路的设计方法 (50)提示2：三相电路的软件仿真研究中构造三相电源的方法 (51)提示3：参考变压器特性、日光灯功率测量以及三相电路测量等操作实验 (52)综合实验专题5 裂相电路 由单相电压转变为三相电压的电路设计 (52)一、研究目的 (52)二、相关原理 (52)三、研究内容或设计目标 (53)四、预习思考及注意事项 (53)五、报告要求 (53)附录B MS8200G数字多用表 (54)一、概述 (54)二、主要技术指标 (54)三、面板结构 (56)四、使用说明 (56)前言《电路实验教程》是针对电类专业本科生电路实验课程编写的教学用书。

电流检测方法电流检测是电气工程中非常重要的一项工作，它可以帮助我们了解电路中的电流情况，确保电路运行的安全和稳定。

在电力系统、工业自动化控制、电子设备等领域都有着广泛的应用。

本文将介绍几种常见的电流检测方法，希望能够对大家有所帮助。

1. 电流互感器检测方法。

电流互感器是一种常见的电流检测设备，它通过感应电流产生的磁场来检测电路中的电流大小。

电流互感器广泛应用于电力系统中，可以实现对高压电流的准确检测。

在使用电流互感器进行检测时，需要注意选择合适的互感器型号和额定电流范围，以确保检测的准确性和可靠性。

2. 电流测量表检测方法。

电流测量表是一种直接测量电路中电流大小的仪器，它通常通过安装在电路中的电流互感器或者电流传感器来实现电流的检测和测量。

电流测量表具有测量范围广、精度高、操作简便等特点，适用于各种电路中的电流检测工作。

在使用电流测量表进行检测时，需要注意选择合适的测量范围和测量精度，以确保测量结果的准确性。

3. 电流传感器检测方法。

电流传感器是一种将电路中的电流转化为电压或电流信号输出的传感器，它通常通过感应电流产生的磁场来实现电流的检测和测量。

电流传感器具有结构简单、响应速度快、抗干扰能力强等特点，适用于各种电路中的电流检测工作。

在使用电流传感器进行检测时，需要注意选择合适的传感器型号和安装位置，以确保检测的准确性和稳定性。

4. 电流开关检测方法。

电流开关是一种能够在电路中实现电流开关控制和检测的设备，它通常通过感应电路中的电流大小来实现电流的检测和控制。

电流开关具有响应速度快、动作可靠、结构简单等特点，适用于各种电路中的电流检测和控制工作。

在使用电流开关进行检测时，需要注意选择合适的开关类型和动作特性，以确保检测和控制的准确性和可靠性。

总结。

电流检测是电气工程中非常重要的一项工作，它可以帮助我们了解电路中的电流情况，确保电路运行的安全和稳定。

本文介绍了几种常见的电流检测方法，包括电流互感器检测方法、电流测量表检测方法、电流传感器检测方法和电流开关检测方法，希望能够对大家有所帮助。

电工测量实验报告电工测量实验报告引言：电工测量是电气工程领域中非常重要的一项实践技术。

通过测量电压、电流、电阻等电学参数，可以对电路进行分析和评估，从而确保电路的正常运行和安全性。

本实验旨在通过实际操作和测量，掌握电工测量的基本原理和方法，提高实际操作的能力。

实验一：电压测量在电路中，电压是一个重要的物理量，用于描述电流的推动力和电路中的能量转换。

电压测量是电工测量中最常见和基础的实验之一。

在本次实验中，我们使用万用表来测量电路中的电压。

实验步骤：1. 将电路连接好，确保电源已关闭。

2. 将万用表的电压档位调至适当的量程。

3. 将万用表的两个测量引线分别连接到待测电压的两个端点。

4. 打开电源，记录万用表的示数。

5. 关闭电源，断开电路。

实验结果与分析：通过以上实验步骤，我们得到了电路中的电压测量结果。

根据测量数据，我们可以分析电路中的电压分布情况，判断电源是否正常工作，以及电路中是否存在电压异常等问题。

同时，我们还可以通过比较不同电压测量结果，评估电路中的电压稳定性和波动情况。

实验二：电流测量电流是电工测量中另一个重要的物理量，用于描述电荷的流动情况和电路中的能量传递。

电流测量是电工实验中常见的操作之一。

在本次实验中，我们将使用电流表来测量电路中的电流。

实验步骤：1. 将电路连接好，确保电源已关闭。

2. 将电流表的量程调至适当的档位。

3. 将电流表的两个测量引线分别与电路中的测量点相连接。

4. 打开电源，记录电流表的示数。

5. 关闭电源，断开电路。

实验结果与分析：通过以上实验步骤，我们得到了电路中的电流测量结果。

根据测量数据，我们可以分析电路中的电流大小和方向，判断电路中的电流是否符合设计要求，以及电路中是否存在电流过大或过小的问题。

同时，我们还可以通过比较不同电流测量结果，评估电路中的电流稳定性和波动情况。

实验三：电阻测量电阻是电工测量中另一个重要的物理量，用于描述电路中对电流的阻碍程度。

电阻测量是电工实验中常见的操作之一。

电气测量的特点和方法测量的方法测量的过程实际上是一个比较的过程。

(就是以同性质的的标准量与被测量比较，并确定被测量对标准量的倍数)标准量也称单位量.标准单位量的实体称为度量器度量器就是测量单位或测量单位分数、整数倍的复制体。

电气测量是泛指以电磁技术为手段的电工测量和电子技术为手段的电子测量的电工电子系统的综合测量。

一、测量方式的分类1、 直接测量——指被测量与度量器直接在比较仪器中进行比较。

从而求得被测量的数值。

特点:测量出数值就是被测量本身的值.例如用电流表测电流。

2、 间接测量——利用被测量与某种中间量之间的函数关系,先测出中间量，然后通过计算公式，算出被测量的值.例如用伏安法测量电阻，先测出被测电阻两端的电压和通过该电阻的电流,再用欧姆定律，间接计算出电阻的数值。

特点：手续繁多,花费时间长在下列情况下才进行间接测量。

A 、 直接测量不方便。

（例如直接测量晶体管集电极电流c I 很不方便，可直接测量集电极电阻（c R ）上的电压Rc U 再用cRC c R U I =算出） B 、 直接测量误差大.C 、 缺乏直接测量仪器3、 组合测量—-使各个被测量的未知量以不同的组合形式出现，通过直接测量和间接测量所获得的数据,再求解一组联合方程组而求得被测量数值。

例如：测量标准电阻的电阻温度系数βα和标准电阻的电阻值与温度t 之间的数值关系为：()[]220)20(201-+-+=t t R R t βα因此：可在20度、21t t 和三个温度下分别测量三个电阻值，再求解方程组。

特点手续繁多,较花费时间但容易达到较高的精度，通常在实验室中使用。

二、测量方法分类1、 直读法——用电测量仪器仪表直接读取被测量数值的方法.例如：利用万能表测量电流电压都属于这种方法。

特点：测量过程简单、迅速。

但准确度受仪表误差的限制。

2、 比较法——将被测量与标准量具置于比较仪器上进行比较特点：量具直接参与测量过程。

比较法又分为三种A 、 零值法——被测量与已知量进行比较时两种量对仪器的作用相消为零的方法 例如用电桥测电阻，具体电路当调节电阻0R 使电桥公式021R R R R x =保持恒等时，指令仪表P 的读数为零. 零值法的测量精确度决定于标准量的精确度和指零仪的灵敏度。

一 .电工基础知识1. 直流电路电路电路的定义: 就是电流通过的途径电路的组成: 电路由电源、负载、导线、开关组成 内电路: 负载、导线、开关 外电路: 电源内部的一段电路 负载: 所有电器电源: 能将其它形式的能量转换成电能的设备基本物理量1.2.1 电流1.2.1.1 电流的形成: 导体中的自由电子在电场力的作用下作有规则的定向运动就形成电流.1.2.1.2 电流具备的条件: 一是有电位差,二是电路一定要闭合.1.2.1.3 电流强度: 电流的大小用电流强度来表示,基数值等于单位时间内通过导体截面的电荷量,计算公式为tQ I =其中Q 为电荷量(库仑); t 为时间(秒/s); I 为电流强度1.2.1.4 电流强度的单位是 “安”,用字母 “A”表示.常用单位有: 千安(KA)、安(A)、毫安(mA) 、微安(uA)1KA = 103A 1A = 103mA 1mA = 103uA1.2.1.5 直流电流(恒定电流)的大小和方向不随时间的变化而变化,用大写字母 “I”表示,简称直流电.1.2.2 电压1.2.2.1 电压的形成: 物体带电后具有一定的电位,在电路中任意两点之间的电位差,称为该两点的电压.1.2.2.2 电压的方向: 一是高电位指向低电位; 二是电位随参考点不同而改变.1.2.2.3 电压的单位是 “伏特”,用字母 “U ”表示.常用单位有: 千伏(KV) 、伏(V)、毫伏(mV) 、微伏(uV)1KV = 103V 1V = 103 mV 1mV = 103 uV1.2.3 电动势1.2.3.1 电动势的定义: 一个电源能够使电流持续不断沿电路流动,就是因为它能使电路两端维持一定的电位差.这种电路两端产生和维持电位差的能力就叫电源电动势. 1.2.3.2 电动势的单位是 “伏”,用字母 “E”表示.计算公式为 QA E =(该公式表明电源将其它形式的能转化成电能的能力)其中A 为外力所作的功,Q 为电荷量,E 为电动势.1.2.3.3 电源内电动势的方向: 由低电位移向高电位1.2.4 电阻1.2.4.1 电阻的定义: 自由电子在物体中移动受到其它电子的阻碍,对于这种导电所表现的能力就叫电阻.1.2.4.2 电阻的单位是 “欧姆”,用字母 “R”表示. 1.2.4.3 电阻的计算方式为: sl R ρ= 其中l 为导体长度,s 为截面积,ρ为材料电阻率 铜ρ=0.017铝ρ=0.028欧姆定律1.3.1 欧姆定律是表示电压、电流、电阻三者关系的基本定律.1.3.2 部分电路欧姆定律: 电路中通过电阻的电流，与电阻两端所加的电压成正比,与电阻成反比,称为部分欧姆定律.计算公式为 RU I =IUR =U = IR 1.3.3 全电路欧姆定律: 在闭合电路中(包括电源),电路中的电流与电源的电动势成正比,与电路中负载电阻及电源内阻之和成反比,称全电路欧姆定律.计算公式为 0r R EI +=其中R 为外电阻,r 0为内电阻,E 为电动势电路的连接(串连、并连、混连) 1.4.1 串联电路 1.4.1.1 电阻串联将电阻首尾依次相连,但电流只有一条通路的连接方法. 1.4.1.2 电路串联的特点为电流与总电流相等,即I = I 1 = I 2 = I 3…总电压等于各电阻上电压之和,即 U = U 1 + U 2 + U 3… 总电阻等于负载电阻之和,即 R = R 1 + R 2 + R 3…各电阻上电压降之比等于其电阻比,即 2121R RU U =,3131R R U U =, … 1.4.1.3电源串联: 将前一个电源的负极和后一个电源的正极依次连接起来.特点: 可以获得较大的电压与电源.计算公式为 E = E 1 + E 2 + E 3 +…+ E n r 0 = r 01 + r 02 + r 03 +…+ r 0nnnr r r r E E E E I 0030201321......++++++++=1.4.2 并联电路1.4.2.1 电阻的并联: 将电路中若干个电阻并列连接起来的接法,称为电阻并联.1.4.2.2并联电路的特点: 各电阻两端的电压均相等,即U 1 = U 2 = U 3 = … = U n ; 电路的总电流等于电路中各支路电流之总和,即I = I 1 + I 2 + I 3 + … + I n ; 电路总电阻R 的倒数等于各支路电阻倒数之和,即nR R R R R 1...1111321++++=.并联负载愈多,总电阻愈小,供应电流愈大,负荷愈重.1.4.2.3 通过各支路的电流与各自电阻成反比,即2121R R I I = 1.4.2.4电源的并联：把所有电源的正极连接起来作为电源的正极，把所有电源的负极连接起来作为电源的负极，然后接到电路中，称为电源并联．1.4.2.5 并联电源的条件：一是电源的电势相等；二是每个电源的内电阻相同．1.4.2.6并联电源的特点：能获得较大的电流，即外电路的电流等于流过各电源的电流之和．1.4.3 混联电路 1.4.3.1 定义: 电路中即有元件的串联又有元件的并联称为混联电路 1.4.3.2 混联电路的计算: 先求出各元件串联和并联的电阻值,再计算电路的点电阻值;由电路总电阻值和电路的端电压,根据欧姆定律计算出电路的总电流;根据元件串联的分压关系和元件并联的分流关系,逐步推算出各部分的电流和电压.电功和电功率 电功电流所作的功叫做电功,用符号 “Ａ”表示.电功的大小与电路中的电流、电压及通电时间成正比,计算公式为 Ａ = U ＩT =Ｉ2RT电功及电能量的单位名称是焦耳,用符号 “Ｊ”表示;也称千瓦/时,用符号 “KWH”表示. 1KWH=3.6M Ｊ电功率电流在单位时间内所作的功叫电功率,用符号 “P”表示.计算公式为RU R I UI t A P 22====电功率单位名称为 “瓦”或 “千瓦”,用符号 “W”或 “KW”表示;也可称 “马力.1马力=736W 1KW = 1.36马力电流的热效应、短路 电流的热效应定义: 电流通过导体时,由于自由电子的碰撞,电能不断的转变为热能.这种电流通过导体时会发生热的现象,称为电流的热效应.电与热的转化关系其计算公式为 t RU W RT I Q 22=== 其中Q 为导体产生的热量,W 为消耗的电能.短路定义: 电源通向负载的两根导线,不以过负载而相互直接接通.该现象称之为短路.短路分析: 电阻(R) 变小,电流(I)加大,用公式表示为 0r R EI +=短路的危害: 温度升高,烧毁设备,发生火灾;产生很大的动力,烧毁电源,电网破裂.保护措施: 安装自动开关;安装熔断器.2. 交流电路;单相交流电路定义: 所谓交流电即指其电动势、电压及电流的大小和方向都随时间按一定规律作周期性的变化,又叫正磁交流电.单相交流电的产生: 线圈在磁场中运动旋转,旋转方向切割磁力线,产生感应电动势.单相交流发电机: 只有一个线圈在磁场中运动旋转,电路里只能产生一个交变电动势,叫单相交流发电机.由单相交流发电机发出的电简称为单相交流电.交流电与直流电的比较: 输送方便、使用安全，价格便宜。

电气测量的基本方法：电阻的测量电阻是电路的基本参数之一，常在直流条件下测量。

一般测量可用指示仪表，精确测量多用电桥或电位差计。

1.用直读仪表直接测量万用表、欧姆表和数字欧姆表都可用来直接测量电阻。

（1）万用表测量。

由于万用表欧姆表的误差是以全标尺长度的百分数计，所以选择合适的量限十分重要。

测量时应选中电阻值最接近被测电阻阻值的欧姆挡，也即使仪表指针尽可能指在标尺的中间。

（2）欧姆表测量。

欧姆表是一种磁电式流比计。

这种仪表的测量原理是：测量机构中永久磁铁和其间的柱形铁芯的配置，在气隙中产生一不均匀的辐射形磁场，气隙上放置着两个固定在同一转轴上的活动线圈，这两个线圈都可在气隙磁场中转动，但它们相对位置却是固定不变的。

每个活动线圈通过电流产生力矩使转轴转动，并由连在转轴上的指针指出偏转。

决定仪表活动部分偏转的两线圈电流之比与仪表供电电源的电压无关，这也是它比万用表的欧姆挡准确度高的主要原因。

（3）数字欧姆表的测量。

数字欧姆表是精度高、测量速度快的直接测量电阻的仪表，适用于在自动控制中快速多点测量。

2.用间接测量法测量电阻（1）用电压表、电流表测量。

先测出被测元件两端的电压和通过的电流，然后根据欧姆定律求出被测元件的电阻值。

测量电路如图1-3-1所示。

图1-3-1 用电压表、电流表测量电阻对图1-3-1（a）所示的电路有式中，I和U分别为电流表和电压表的读数，是电压表的内阻。

对于图1-3-1（b）所示的电路有式中，RA是电流表的内阻，当RA≪RX，或RA/（U/I）小于测量要求的相对误差的1/20时，可认为RX≈U/I。

这种测量的误差主要取决于电压表和电流表的误差，由于测量误差包括了电压和电流的测量误差。

所以一般其准确度不高，仅作为一般测量。

（2）用比较法测量。

测量电路如图1-3-2（a）所示，图中RX 为被测电阻，RS是标准电阻，R是用以调节工作电流的可调电阻。

当用R调节好电流后，将双刀双投开关K投向11＇；读出指示仪表的偏转αs，它即代表RS两端的电压；再将S投向22＇，读取指示仪表的偏转αX，则被测电阻，读取αs和αX的指示仪表可以是检流计、毫伏表或伏特表。