电位值电压值的测定.docx
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电位值电压值的测定.docx
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电位值电压值的测定
实验一电位、电压的测定、基尔霍夫定律的验证
一、实验目的
加深电路中电位的相对性、电压的绝对性的理解。
牢记基尔霍夫定律是电路的基本定律,应能分别满足基尔霍夫电流定律(KCL)和电压定律(KVL)。
即对电路中的任一个节点而言,应有ΣI=0;对任何一个闭合回路而言,应有ΣU=0。
二、预习要点
1.实验需用仪器仪表;
2.电位、电压的测定方法,基尔霍夫定律的验证方法。
三、实验所用仪表和仪器
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
直流可调稳压电源
0~30V
二路
2
万用表
1
自备
3
直流数字电压表
0~200V
1
4
直流数字毫安表
0~200mA
1
4
电位、电压测定实验电路板
1
DGJ-03
四、实验内容
1.测定电位、电压的值;
利用DGJ-03实验挂箱上的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路,按图1-1接线。
图1-1
(1)分别将两路直流稳压电源接入电路,令U1=6V,U2=12V。
(先调准输出电压值,再接入实验线路中。
)
(2)以图1-1中的A点作为电位的参考点,分别测量B、C、D、E、F各点的电位值φ及相邻两点之间的电压值UAB、UBC、UCD、UDE、UEF及UFA,数据列于表中。
(3)以D点作为参考点,重复实验内容2的测量,测得数据列于表中。
电位
参考点
φ与U
φA
φB
φC
φD
φE
φF
UAB
UBC
UCD
UDE
UEF
UFA
A
计算值
测量值
相对误差
D
计算值
测量值
相对误差
2.验证基尔霍夫定律;
(1)实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。
图1-1中的I1、I2、I3的方向已设定。
三个闭合回路的电流正方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。
(2)分别将两路直流稳压源接入电路,令U1=6V,U2=12V。
(3)熟悉电流插头的结构,将电流插头的两端接至数字毫安表的“+、-”两端。
(4)将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中,读出并记录电流值。
(5)用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值,记录之。
被测量
I1(mA)
I2(mA)
I3(mA)
U1(V)
U2(V)
UFA(V)
UAB(V)
UAD(V)
UCD(V)
UDE(V)
计算值
测量值
相对误差
五、实验报告
1.根据实验数据,选定节点A,验证KCL的正确性。
2.根据实验数据,选定实验电路中的任一个闭合回路,验证KVL的正确性。
3.误差原因分析。
4.回答以下问题:
若以F点为参考电位点,实验测得各点的电位值;现令E点作为参考电位点,试问此时各点的电位值应有何变化?
总结电位相对性和电压绝对性的结论。
5.心得体会及其他。
实验二 叠加原理、戴维南定理和诺顿定理
一、实验目的
1.验证线性电路叠加原理的正确性,加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解;
2.验证戴维南定理和诺顿定理的正确性,加深对该定理的理解;
3.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
二、预习要点
1.什么情况下可用叠加原理,如何应用;
2.有源二端网络等效参数如何测量,并作相关的计算。
三、实验所用仪表和仪器
1.叠加原理实验
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
直流稳压电源
0~30V可调
二路
2
万用表
1
自备
3
直流数字电压表
0~200V
1
4
直流数字毫安表
0~200mV
1
5
迭加原理实验电路板
1
DGJ-03
2.戴维南定理和诺顿定理实验
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
可调直流稳压电源
0~30V
1
2
可调直流恒流源
0~500mA
1
3
直流数字电压表
0~200V
1
4
直流数字毫安表
0~200mA
1
5
万用表
1
自备
6
可调电阻箱
0~99999.9Ω
1
DGJ-05
7
电位器
1K/2W
1
DGJ-05
8
戴维南定理实验电路板
1
DGJ-05
四、实验内容
1.叠加原理
利用实验线路图2-1验证叠加原理的正确性。
图2-1
(1)将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V,接入U1和U2处。
(2)令U1电源单独作用(将开关K1投向U1侧,开关K2投向短路侧)。
用直流数字电压表和毫安表(接电流插头)测量各支路电流及各电阻元件两端的电压,数据记入表2-1。
表2-1
测量项目
实验内容
U1
(V)
U2
(V)
I1
(mA)
I2
(mA)
I3
(mA)
UAB
(V)
UCD
(V)
UAD
(V)
UDE
(V)
UFA
(V)
U1单独作用
U2单独作用
U1、U2共同作用
2U2单独作用
(3)令U2电源单独作用(将开关K1投向短路侧,开关K2投向U2侧),重复实验步骤2的测量和记录,数据记入表2-1。
(4)令U1和U2共同作用(开关K1和K2分别投向U1和U2侧),重复上述的测量和记录,数据记入表2-1。
(5)将U2的数值调至+12V,重复上述第3项的测量并记录,数据记入表2-1。
*(6)将R5(330Ω)换成二极管1N4007(即将开关K3投向二极管IN4007侧),重复1~5的测量过程,数据记入表2-2。
(7)任意按下某个故障设置按键,重复实验内容4的测量和记录,再根据测量结果判断出故障的性质。
表2-2
测量项目
实验内容
U1
(V)
U2
(V)
I1
(mA)
I2
(mA)
I3
(mA)
UAB
(V)
UCD
(V)
UAD
(V)
UDE
(V)
UFA
(V)
U1单独作用
U2单独作用
U1、U2共同作用
2U2单独作用
2.戴维南定理和诺顿定理验证
实验线路如图2-2所示,被测有源二端网络如图2-2(a)。
(a)图2-2(b)
用DGJ-03挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。
Uoc
(v)
Isc
(mA)
R0=Uoc/Isc
(Ω)
(1)用开路电压、短路电流法测定戴维南等效
电路的Uoc、R0和诺顿等效电路的ISC、R0。
按
图2-2(a)接入稳压电源Us=12V和恒流源Is=10mA,
不接入RL。
测出UOc和Isc,并计算出R0。
(测UOC
时,不接入mA表。
)
(2)负载实验
按图2-2(a)接入RL。
改变RL阻值,测量有源二端网络的外特性曲线。
U(v)
I(mA)
(3)验证戴维南定理:
从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R0之值,然后令其与直流稳压电源(调到步骤“1”时所测得的开路电压Uoc之值)相串联,如图2-2(b)所示,仿照步骤“2”测其外特性,对戴氏定理进行验证。
U(v)
I(mA)
(4)验证诺顿定理:
从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R0之值,然后令其与直流恒流源(调到步骤“1”时所测得的短路电流ISC之值)相并联,如图2-3所示,仿照步骤“2”测其外特性,对诺顿定理进行验证。
U(v)
I(mA)
(5)有源二端网络等效电阻(又称入端电阻)的直接测量法。
见图2-2(a)。
将被测有源网络内的所有独立源置零(去掉电流源IS和电压源US,并在原电压源所接的两点用一根短路导线相连),然后用伏安法或者直接用万用表的欧姆档去测定负载RL开路时A、B两点间的电阻,此即为被测网络的等效内阻R0,或称网络的入端电阻Ri。
(6)用半电压法和零示法测量被测网络的等效内阻R0及其开路电压Uoc。
线路及数据表格自拟。
图2-3
五、实验注意事项
1.测量时应注意电流表量程的更换。
2.步骤“5)”中,电压源置零时不可将稳压源短接。
3.用万表直接测R0时,网络内的独立源必须先置零,以免损坏万用表。
其次,欧
姆档必须经调零后再进行测量。
4.用零示法测量UOC时,应先将稳压电源的输出调至接近于UOC,再按图2-2测量。
5.改接线路时,要关掉电源。
六、实验报告
1.根据实验数据表格,进行分析、比较,归纳、总结实验结论,即验证线性电路的叠加性与齐次性。
2.各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出?
试用上述实验数据,进行计算并作结论。
3.通过戴维南定理和诺顿定理实验步骤6及分析表格6-2的数据,你能得出什么样的结论?
4.根据步骤2、3、4,分别绘出曲线,验证戴维南定理和诺顿定理的正确性,并分析产生误差的原因。
5.根据步骤1、5、6的几种方法测得的Uoc与R0与预习时电路计算的结果作比较,你能得出什么结论。
6.回答以下问题:
(1)在叠加原理实验中,要令U1、U2分别单独作用,应如何操作?
可否直接将不作用的电源(U1或U2)短接置零?
*
(2)实验电路中,若有一个电阻器改为二极管,试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗?
为什么?
(3)在求戴维南或诺顿等效电路时,作短路试验,测ISC的条件是什么?
在本实验中可否直接作负载短路实验?
请实验前对线路2-2(a)预先作好计算,以便调整实验线路及测量时可准确地选取电表的量程。
(4)说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法,并比较其优缺点。
实验三R、L、C元件阻抗特性的测定
一、实验目的
1.验证电阻、感抗、容抗与频率的关系,测定R~f、XL~f及Xc~f特性曲线。
2.加深理解R、L、C元件端电压与电流间的相位关系。
二、预习要点
1.如何判断一个负载阻抗是感性还是容性;
2.双踪示波器如何使用。
三、实验所用仪表和仪器
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
函数信号发生器
1
2
交流毫伏表
0~600V
1
3
双踪示波器
1
自备
4
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- 电位 电压 测定
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