1、 2.1基本电工仪表的使用及测量误差的计算基本电工仪表的使用及测量误差的计算 一、实验目的一、实验目的 1.熟悉实验台上各类电源及各类测量仪表的布局和使用方法。熟悉实验台上各类电源及各类测量仪表的布局和使用方法。2.掌握指针式电压表、电流表内阻的测量方法。掌握指针式电压表、电流表内阻的测量方法。3.熟悉电工仪表测量误差的计算方法。熟悉电工仪表测量误差的计算方法。二、原理说明二、原理说明1.为了准确地测量电路中实际的电压和电流，必须保证仪表接入为了准确地测量电路中实际的电压和电流，必须保证仪表接入电路后不会改变被测电路的工作状态。这就要求电压表的内阻为无电路后不会改变被测电路的工作状态。这就要求
2、电压表的内阻为无穷大；电流表的内阻为零。而实际使用的指针式电工仪表都不能满穷大；电流表的内阻为零。而实际使用的指针式电工仪表都不能满足上述要求。因此，当测量仪表一旦接入电路，就会改变电路原有足上述要求。因此，当测量仪表一旦接入电路，就会改变电路原有的工作状态，这就导致仪表的读数值与电路原有的实际值之间出现的工作状态，这就导致仪表的读数值与电路原有的实际值之间出现误差。误差的大小与仪表本身内阻的大小密切相关。只要测出仪表误差。误差的大小与仪表本身内阻的大小密切相关。只要测出仪表的内阻，即可计算出由其产生的测量误差。以下介绍几种测量指针的内阻，即可计算出由其产生的测量误差。以下介绍几种测量指针式仪
3、表内阻的方法。式仪表内阻的方法。可调电流源可调电流源R R1 1I IS SI IA AS SA AR RA AR RB B2.2.用用“分流法分流法”测量电流表的内阻测量电流表的内阻 如图如图1-11-1所示。所示。A A为被测内阻为被测内阻(R(RA A)的直流电流表。测的直流电流表。测量时先断开开关量时先断开开关S S，调节电流源的输出电流，调节电流源的输出电流I I使使A A表指针满偏表指针满偏转。然后合上开关转。然后合上开关S S，并保持，并保持 I I 值不变，调节电阻箱值不变，调节电阻箱R RB B 的的阻值，使电流表的指针指在阻值，使电流表的指针指在1/21/2满偏转位置，此时
4、有满偏转位置，此时有 I IA AI IS SI/2 RI/2 RA AR RB BRR1 1 R R1 1为固定电阻器之值，为固定电阻器之值，R RB B可由电阻箱的刻度盘上读得。可由电阻箱的刻度盘上读得。3.3.用分压法测量电压表的内阻。用分压法测量电压表的内阻。VRRVBSR1可调稳压源可调稳压源 图图 1-2U U2 24.仪表内阻引起的测量误差的计算仪表内阻引起的测量误差的计算通常称之为方法误差，通常称之为方法误差，而仪表本身结构引起的误差称为而仪表本身结构引起的误差称为仪表的基本误差。仪表的基本误差。RRAVBR RU21 图 1-3（1）以图）以图1-3所示电路为例，所示电路为例
5、，R1上的电压为上的电压为 UR1 V，若若R1R2，则则 UR1 V。R1 1 R1R2 2现用一内阻为现用一内阻为RV的电压表来测量的电压表来测量UR1值，当值，当RV与与R1并联后，并联后，RAB，以此来替代，以此来替代RV R1RVR1上式中的上式中的R1，则得，则得UR1 V RVR1RV R1RV R1 R2RVR1 2121222121V21221121V1V1V1V1R1RRRRRRRR2RRURRU:RRRRRRRRRRRRUUUU 化化简简后后得得：绝绝对对误误差差 若若 R1R2RV，则得，则得U U6 相对误差相对误差:U100 10033.3%-U/6UR1UR1UR
6、1U/2由此可见，当电压表的内阻与被测电路的电阻相近时，测量由此可见，当电压表的内阻与被测电路的电阻相近时，测量的误差是非常大的。的误差是非常大的。（2）伏安法测量电阻的原理为：测出流过被测电阻）伏安法测量电阻的原理为：测出流过被测电阻RX的电的电流流IR及其两端的电压降及其两端的电压降UR，则其阻值，则其阻值RX=UR/IR。实际测量。实际测量时，有两种测量线路，即：相对于电源而言，时，有两种测量线路，即：相对于电源而言，电流表电流表A（内阻为（内阻为RA）接在电压表）接在电压表V（内阻为（内阻为RV）的内侧；）的内侧；A接在接在V的外测。两种线路见图的外测。两种线路见图1-4（a）、（）、
7、（b）。）。+-U UR RR RR RA A-+V VA AV VX X （a）+-U UR RR RR RA A-+V VA AV VX X (b)图图1-4由线路由线路(b)可知，只有当可知，只有当RXRA时，时，RA的分压作用才的分压作用才可忽略不计，可忽略不计，V的读数接近于的读数接近于RX两端的电压值。图（两端的电压值。图（b）的接法称为电流表的外接法。的接法称为电流表的外接法。+-U UR RR RR RA A-+V VA AV VX X （a）+-U UR RR RR RA A-+V VA AV VX X (b)举一实例。举一实例。设：设：U=20V，RA=100，RV=20K
8、。假定。假定RX的实际值为的实际值为10K。如果采用线路如果采用线路(a)测量，经计算，测量，经计算，A、V 的读数分别为的读数分别为:2.96mA和和19.73V，故故:RX=19.732.96=6.667(K)相对误差为：相对误差为：（6.66710）10100=33.3%由线路由线路(b)可知，只有当可知，只有当RXRA时，时，RA的分压作用才可的分压作用才可忽略不计，忽略不计，V的读数接近于的读数接近于RX两端的电压值。图（两端的电压值。图（b）的接）的接法称为电流表的外接法。法称为电流表的外接法。+-U UR RR RR RA A-+V VA AV VX X(b)如果采用线路如果采用
9、线路(b)测量，经计算，测量，经计算，A、V的读数分别的读数分别为为1.98mA和和20V，故，故 RX=201.98=10.1K相对误差为：（相对误差为：（10.110）10100=1%三、三、实验设备实验设备序号序号名称名称型号与规格型号与规格数量数量备注备注1可调直流稳压电源可调直流稳压电源030V二路二路2可调恒流源可调恒流源0200mA13指针式万用表指针式万用表MF-500或其或其他他1 自自 备备4可调电阻箱可调电阻箱09999.91DGJ-055电阻器电阻器按需选择按需选择DGJ-05四、实验内容四、实验内容1.根据根据“分流法分流法”原理测定指针式万用表（原理测定指针式万用表
10、（MF-500型或其他型号）直型或其他型号）直流电流电10mA和和100mA档量限的内阻。线路如图档量限的内阻。线路如图1-1所示。所示。RB可选用可选用DGJ-05中的电阻箱（下同）。中的电阻箱（下同）。被测电流表被测电流表量限量限S断开时的表断开时的表读数（读数（mA）S闭合时的表闭合时的表读数（读数（mA）RB(470)R1(510)计算内阻计算内阻RA（）10 mA100mA2.根据根据“分压法分压法”原理按图原理按图1-2接线，测定指针式万用表直流电接线，测定指针式万用表直流电2.5和和 10V档量限的内阻。档量限的内阻。被测电压被测电压表表量量 限限S S闭合时闭合时表读数表读数（
11、V V）S S断开时断开时表读数表读数（V V）RBRB(100(100K)K)R R1 1(510(510)计算内计算内阻阻R RV V（KK）2.5V2.5V被测电压被测电压表表量量 限限S S闭合时闭合时表读数表读数（V V）S S断开时断开时表读数表读数（V V）RBRB(1.5(1.5M)M)R R1 1(6.2K(6.2K)计算内计算内阻阻R RV V（KK）10V10V3.用指针式万用表直流电压用指针式万用表直流电压10V档量程测量图档量程测量图1-3电路中电路中R1上的电压上的电压UR1之值，并计算测量的绝对误差与相对误差。之值，并计算测量的绝对误差与相对误差。U UR R2
12、2R R1 1用量限用量限为为10V10V的电压的电压表表计算值计算值U UR1R1（V V）实测值实测值U UR1R1(V)(V)绝对误绝对误差差UU相对误差相对误差(U/U)(U/U)100100%12V12V10K10K50K50K五、实验注意事项五、实验注意事项1.在开启在开启DG04挂箱的电源开关前，应将两路电压源的输出调节旋钮挂箱的电源开关前，应将两路电压源的输出调节旋钮调至最小（逆时针旋到厎），并将恒流源的输出粗调旋钮拨到调至最小（逆时针旋到厎），并将恒流源的输出粗调旋钮拨到10mA档，档，输出细调旋钮应调至最小。接通电源后，再根据需要缓慢调节。输出细调旋钮应调至最小。接通电源后
13、，再根据需要缓慢调节。2.当恒流源输出端接有负载时，如果需要将其粗调旋钮由低档位向当恒流源输出端接有负载时，如果需要将其粗调旋钮由低档位向高档位切换时，必须先将其细调旋钮调至最小。否则输出电流会突增，高档位切换时，必须先将其细调旋钮调至最小。否则输出电流会突增，可能会损坏外接器件。可能会损坏外接器件。3.电压表应与被测电路并接，电流表应与被测电路串接，电压表应与被测电路并接，电流表应与被测电路串接，并且都并且都要注意正、负极性与量程的合理选择。要注意正、负极性与量程的合理选择。4.实验内容实验内容1、2中，中，R1的取值应与的取值应与RB相近。相近。5.本实验仅测试指针式仪表的内阻。由于所选指
14、针表的型号不同，本实验仅测试指针式仪表的内阻。由于所选指针表的型号不同，本实验中所列的电流、电压量程及选用的本实验中所列的电流、电压量程及选用的RB、R1等均会不同。实验时等均会不同。实验时应按选定的表型自行确定。应按选定的表型自行确定。六、思考题六、思考题 1.根据实验内容根据实验内容1和和2，若已求出，若已求出10mA档和档和2.5V档的内阻，档的内阻，是否可以直接计算出是否可以直接计算出100mA档和档和10V档的内阻档的内阻?2.用量程为用量程为10A的电流表测实际值为的电流表测实际值为8A的电流时，实际读数的电流时，实际读数 为为8.1A，求测量的绝对误差和相对差。，求测量的绝对误差
15、和相对差。七、实验报告七、实验报告 1.列表记录实验数据，并计算各被测仪表的内阻值。列表记录实验数据，并计算各被测仪表的内阻值。2.分析实验结果，总结应用场合。分析实验结果，总结应用场合。3.对思考题的计算。对思考题的计算。4.其他（包括实验的心得、体会及意见等）。其他（包括实验的心得、体会及意见等）。在集总电路中，任何时刻，流入任一节点的支路电流在集总电路中，任何时刻，流入任一节点的支路电流必等于流出该节点的支路电流。必等于流出该节点的支路电流。一、实验目的一、实验目的 1 1验证基尔霍夫定律；验证基尔霍夫定律；2 2加深对参考方向的理解加深对参考方向的理解；2.2 2.2 基尔霍夫定律基尔
16、霍夫定律二、实验原理与说明二、实验原理与说明即即 ii0 0 在集总电路中，任何时刻，沿任一回路所有支路在集总电路中，任何时刻，沿任一回路所有支路电压的代数和恒等于零。电压的代数和恒等于零。即：即：UU0 0 上式表明任一闭合回路中各支路电压降所必遵守的规律上式表明任一闭合回路中各支路电压降所必遵守的规律 它是电压与路径无关性质的反映同样，这一结论只它是电压与路径无关性质的反映同样，这一结论只与电路的结构有关，而与支路元件中元件的性质无关，与电路的结构有关，而与支路元件中元件的性质无关，不论这些元件是线性的或非线性的含源的或无源的，时不论这些元件是线性的或非线性的含源的或无源的，时变的或时不变
17、的等等都是适用的。变的或时不变的等等都是适用的。参考方向：参考方向：参考方向并不是一个抽象的概念，它有具体的意义。参考方向并不是一个抽象的概念，它有具体的意义。例如，图例如，图1-11-1为某网络中的一条支路为某网络中的一条支路ABAB。+_ _A AB Bv三、实验设备三、实验设备序 号名 称型号与规格数 量备注1可调直流稳压电源030V12可调直流稳压电源6V、12V13万用表14直流数字电压表15直流数字毫安表16电位、电压测定实验线路版1DGJ-03四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤6V6VU U1 1R3R3R23 35105105105103303301K1KB BC CD DE
18、 EF FU U2 212v12vI I1 1I I2 2I I510510A AR1图图 1 12 2 1 1基尔霍夫电流定律实验基尔霍夫电流定律实验AAAR4R5 按图按图1-21-2接好电路，从直流稳压电源用导线引入接好电路，从直流稳压电源用导线引入 6V6V和和12V12V电压分别电压分别连接到电路的连接到电路的F.EF.E与与B.CB.C中。中。（1 1）将电流表指示数值）将电流表指示数值I1I1、I2I2、I3I3、，填入表、，填入表1111中。中。（2 2）计算理论值与实验测量之间的误差）计算理论值与实验测量之间的误差,填入表填入表1111中。中。表表1 11 1电流电流计算值计
19、算值测量值测量值误差误差%I I1 1（mAmA）I I2 2（mAmA）I I3 3（mAmA）2 基尔霍夫电压定律实验基尔霍夫电压定律实验实验电路如图实验电路如图1 12 2所示所示（1 1）按图）按图1-21-2接好线路，接入接好线路，接入U1=6V U2=12VU1=6V U2=12V的直流电源，的直流电源，（2 2）用直流电压表（）用直流电压表（20V20V），依次测量回路），依次测量回路ABCDAABCDA的支路电压的支路电压 UABUAB、UBCUBC、UCDUCD、UDAUDA）以及）以及BCDBBCDB回路的支路电压回路的支路电压（UBCUBC、UCDUCD、UDBUDB），
20、将测量结果记入表），将测量结果记入表1 12 2中。中。若电压表指示为负时，电压为负值，记录数据。若电压表指示为负时，电压为负值，记录数据。表表1 12 2电压UAB UAB(V)(V)UBC UBC(V)(V)UCD UCD(V)(V)UDA UDA(V)(V)UDB UDB(V)(V)U U1 1U U2 2U=0U=0U=0U=0测量值ABCDAABCDABCDBBCDB计算值误差五、实验报告五、实验报告 1 1、利用测量结果验证基尔霍夫定律。、利用测量结果验证基尔霍夫定律。2 2、计算各支路的电压及电流，并计算各值的相对计算各支路的电压及电流，并计算各值的相对 误差，分析产生误差的原因
21、。电位和电压区别误差，分析产生误差的原因。电位和电压区别一、实验目的 1验证线性电路叠加原理的正确性验证线性电路叠加原理的正确性 2 2从而加深对线性电路的叠加性和从而加深对线性电路的叠加性和 齐次齐次性的认识和理解。性的认识和理解。2.32.3、叠叠 加加 原原 理理 的的 验验 证证 一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。电压的代数和。线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小值）增加或减小K K倍时的响应（即在电路其他各电阻倍时的响应（即在电路其他各电阻元件上所建立的电
22、流和电压值）也将增加或减小元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K K倍。倍。在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过二、实验原理与说明元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每三、实验设备序号名 称型号与规格数量备 注1可调直流稳压电源 030V12可调直流稳压电源 6V、12V13万用表14直流数字电压表15直流数字毫安表16叠加原理实验线路版1DGJ-03四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤U U2 2实验电路如图实验电路如图2-12-1所示所示 U U1 1R R3 3R11K1KC CF FI I1
23、 1I I2 2510510A A6V6VR R4 4R23 3510510330330B BC CD DE E12v12vI I510510AAAR51 1、按图、按图2-12-1电路接线，电路接线，E1E1、E2E2为可调电源，为可调电源，取取E1=+12V,E2=+6VE1=+12V,E2=+6V.2 2、令令E1E1电源单独作用时电源单独作用时 （将开关（将开关S1S1投向投向E1E1侧，开关侧，开关S2S2投向短路侧），投向短路侧），用直流数字电压表和毫安表（接电流表插头）用直流数字电压表和毫安表（接电流表插头）测量各支路电流及各电阻元件两端电压，测量各支路电流及各电阻元件两端电压，
24、数据记入表数据记入表2-1 2-1 3 3、令令E2E2电源单独作用时电源单独作用时 （将开关（将开关S1S1投向短路側，开关投向短路側，开关S2S2投向投向E2E2側），側），重复实验步骤重复实验步骤2 2的测量和记录的测量和记录 4 4、令、令E1E1和和E2E2共同作用时（开关共同作用时（开关S1S1和和S2S2分别投向分别投向 E1E1和和E2E2側），重复实验步骤側），重复实验步骤2 2的测量和记录。的测量和记录。5 5、将将E2E2的数值调至的数值调至+12V+12V，重复上述第，重复上述第3 3项项 的测量并记录。的测量并记录。6 6、将将R5R5换成一只二级管换成一只二级管IN
25、4007IN4007（即将开关（即将开关S3S3投投 向二极管向二极管D D側）重复側）重复1515的测量过程的测量过程表表2-12-1 测量项目测量项目实验内容实验内容 E E1 1(V)(V)E E2 2(V)(V)I I1 1(mA)(mA)I I2 2(mA)(mA)I I3 3(mA)(mA)U UABAB(V)(V)U UCDCD(V)(V)U UADAD(V)(V)U UDEDE(V)(V)U UFAFA(V)(V)E E1 1单独作用单独作用E E2 2单独作用单独作用 E E1 1、E E2 2共同共同作用作用 2E 2E2 2单独单独 作用作用表表2-22-2 测量项目实验
26、内容 E1(V)E2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)E1单独作用E2单独作用 E1、E2共同作用2 E2单独作用五、实验注意事项五、实验注意事项 六、实验报告六、实验报告 1.1.根据实验数据验证线性电路的叠加性与齐次性。根据实验数据验证线性电路的叠加性与齐次性。2.2.各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算出？各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算出？试用上述实验数据，进行计算并作结论。试用上述实验数据，进行计算并作结论。1.1.电流插头测量各用支路电流时，应注意仪表电流插头测量各用支路电流时，应注意仪表 的极性及数据表格
27、中的极性及数据表格中“+、-”-”号的记录。号的记录。2.2.注意仪表量程的及时更换注意仪表量程的及时更换。3.3.通过实验步骤通过实验步骤6 6及分析表格中数据你能得出什及分析表格中数据你能得出什 么样的结论？么样的结论？1.1.验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。2.2.掌握有源掌握有源一端口一端口网络等效参数的测量方法网络等效参数的测量方法。2.42.4 戴维南定理的验证戴维南定理的验证RL1KvmAAB+-US33010510510R1R4R2R3+-12V1 0 mA图图 1UOC+-R0图图 2 1.1.根据戴维南定理，根据戴维南
28、定理，任任何何线性含源一端口网络线性含源一端口网络对于外部电路来说，都对于外部电路来说，都可以用可以用一个电压源来一个电压源来替代替代。等效条件为其。等效条件为其电压源的电压等于原一端口网络的开路电压，其内阻等于原一端口网络变为无源一端口网络后的入端电阻。电压源的电压等于原一端口网络的开路电压，其内阻等于原一端口网络变为无源一端口网络后的入端电阻。这里所谓的等效，是指含源一端口网络被等效电路替代后，对端口的外电路这里所谓的等效，是指含源一端口网络被等效电路替代后，对端口的外电路没有影响，即外电路中的电流和电压仍保持替代前的数值不变。没有影响，即外电路中的电流和电压仍保持替代前的数值不变。Uoc
29、 Uoc和和R R0 0称为有源二端网络的等效参数。称为有源二端网络的等效参数。vmARL(1)(1)开路电压开路电压Uoc Uoc A A、直接测量、直接测量 B B、零示法：、零示法：零示法测量原理是用一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较零示法测量原理是用一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较（如图如图3 3所示）所示），当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读，当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为数将为“0 0”。然后将电路断开，测量此时稳压电源的输出电压，即为被测有源二端网。然后将电路断开，测量此时稳压电源的输出电压，
30、即为被测有源二端网络的开路电压。络的开路电压。被测有源网络R稳压电源VU0USUIABI IU UOUIs sc co oc c图图 3 3图图 4 4（2 2）等效内阻等效内阻R R0 0 A A、开路电压、短路电流法开路电压、短路电流法：在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压的开路电压UocUoc，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流IscIsc，则等效内阻为，则等效内阻为 B B、伏安法伏安法：用电压表、电流表测出有源二端网用电压表、电流表测出有源二端网络络特性曲线特
31、性曲线（如图如图4 4所示所示），根据外特性，根据外特性曲线求出斜率，则内阻曲线求出斜率，则内阻为为序号序号名名 称称型号与规格型号与规格数量数量备注备注1可调直流稳压电源030V12可调直流恒流源0500mA13直流数字电压表0200V14直流数字毫安表0200mA15万用表1自备6可调电阻箱099999.91DGJ-057电位器1K/2W1DGJ-058戴维南定理实验电路板1DGJ-051.测量测量开路电压开路电压UocUoc、等效内阻等效内阻R R0 02.2.测量有源网络的外特性测量有源网络的外特性3.3.等效电路的外特性等效电路的外特性Uoc(v)Isc(mA)R0=Uoc/Isc(
32、)U（v）I（mA）1015202530U（v）I（mA）10152025301.测量时应注意电流表量程的更换。测量时应注意电流表量程的更换。2.电压源置零时不可将稳压源短接。电压源置零时不可将稳压源短接。3.改接线路时，要关掉电源。改接线路时，要关掉电源。一、实验目的一、实验目的1.掌握日光灯线路的接线。2.理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。二、原理说明二、原理说明 日光灯线路如图2-1所示，图中A是日光灯管，L是镇流器，S是启辉器，C是补偿电容器，用以改善电路的功率因数（cos值）。有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。序号序号名称名称型号与规格型号与规格数量数量备注备注1交流电压
33、表交流电压表0500V12交流电流表交流电流表5A13功率表功率表1（DGJ-07）4自耦调压器自耦调压器15镇流器、启辉器镇流器、启辉器与与40W灯管配用灯管配用各各1DGJ-046日光灯灯管日光灯灯管40W1屏内屏内7电容器电容器1F,2.2F,4.7F/500V各各1DGJ-058白炽灯及灯座白炽灯及灯座220V，15W13DGJ-049电流插座电流插座3DGJ-04 并联电路电路功率因数的改善。按图2-1组成实验线路。经指导老师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器的输出调至220V，记录功率表、电压表读数。通过一只电流表和三个电流插座分别测得三条支路的电流，改变电容值，进行三次重复测量
34、。数据记入表2-1中。U U2 2电容值电容值 测测 量量 数数 值值计计 算算 值值(F)P(W)COSU(V)I(A)IL(A)IC(A)I(A)Cos 012.24.7VwAAASLC1C2C3A*iiCiL1.1.本实验用交流市电本实验用交流市电220V220V，务必注意用电和人身安全。，务必注意用电和人身安全。五、实验注意事项五、实验注意事项2.2.功率表要正确接入电路。功率表要正确接入电路。3.3.线路接线正确，日光灯不能启辉时，线路接线正确，日光灯不能启辉时，应检查启辉器应检查启辉器 及其接触是否良好。及其接触是否良好。六、预习思考题六、预习思考题 1.1.参阅课外资料，了解日光
35、灯的启辉原理。参阅课外资料，了解日光灯的启辉原理。2.2.在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮（然后迅速断开，使日光灯点亮（DGJ-04DGJ-04实验实验 挂箱上有短接按钮，可用它代替启辉器做试验。挂箱上有短接按钮，可用它代替启辉器做试验。或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？这是为什么？3.3.为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器，为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容
36、器，此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还此时增加了一条电流支路，试问电路的总电流是增大还 是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？4.4.提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用而不用 串联法？所并的电容器是否越大越好？串联法？所并的电容器是否越大越好？七、实验报告七、实验报告1.完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。2.根据实验数据，分别绘出电压、电流相量图，验证相量形式的基尔霍夫定律。3.讨论改善电路功率因数的意义和方法。4.装接日光灯线路的心得体会及其他。一、实验目的一、实验
37、目的 1学习用实验方法绘制R、L、C串联电路的幅频特性曲线。2加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因数（电路Q值）的物理意义及其测定方法。2.6、R L C 串联谐振电路串联谐振电路当正当正弦弦交流信号源的频率交流信号源的频率 f f 改变时改变时电电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的感抗、容抗随之而变，电路中的电流也随路中的电流也随f f而变。而变。取电阻取电阻R R上的电压上的电压uouo作为响应，当输入电压作为响应，当输入电压uiui的幅值维持不变时，的幅值维持不变时，在不同频率的信号激励下，测出在不同频率的信号激励下，测出UOUO之值，然后以之值，然后以f f为横坐标，以为横
38、坐标，以UO/UO/UiUi为纵坐标（因为纵坐标（因UiUi不变，故也可直接以不变，故也可直接以UOUO为纵坐标），为纵坐标），绘出光滑的曲线，此即为幅频特性曲线，亦称谐振曲线，绘出光滑的曲线，此即为幅频特性曲线，亦称谐振曲线，RCoLiuu二、实验原理与说明二、实验原理与说明Uomax2UomaxU0f1Ff0f2f幅频特性曲线幅频特性曲线2.在在ff0LC21处，即幅频特性曲线尖峰处，即幅频特性曲线尖峰所在的频率点称为谐振频率。此时所在的频率点称为谐振频率。此时XLXc，电路呈纯阻性，电路，电路呈纯阻性，电路阻抗的模为最小。在输入电压阻抗的模为最小。在输入电压Ui为定值时，电路中的电流达到
39、最为定值时，电路中的电流达到最大值，且与输入电压大值，且与输入电压ui同相位。从理论上讲，此时同相位。从理论上讲，此时 UiURUO，ULUcQUi，式中的，式中的Q 称为电路的品质因数。称为电路的品质因数。3.电路品质因数电路品质因数Q值的两种测量方法值的两种测量方法一是根据公式一是根据公式Q oCoLUUUU测定，测定，12fffO2/1U UC C与与U UL L分别为谐振时电容器分别为谐振时电容器C C和电感线圈和电感线圈L L上上的电的电压；另一方压；另一方法是法是通通过测量谐振曲线的通频过测量谐振曲线的通频带宽带宽度度f ff f2 2f f1 1，再根据，再根据Q Q求出求出Q
40、Q值。值。式式中中f0f0为谐振频率，为谐振频率，f2f2和和f1f1是失谐时，是失谐时，亦亦即输出电压的幅度下降即输出电压的幅度下降到最大值到最大值的的 (0.707)0.707)倍时的上、下频率点。倍时的上、下频率点。Q Q值越大值越大，曲，曲线线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好。越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好。在在恒压源供电时，电恒压源供电时，电路的品质因数、选择性路的品质因数、选择性与通与通频带只决定于电路本身的参数，而与信频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无关。号源无关。三、实验设备三、实验设备序号序号名名 称称型号与规格型号与规格数数量量备注备注1 1函数信号发生器函
41、数信号发生器1 12 2交流毫伏表交流毫伏表0 0600V600V1 13 3双踪示波器双踪示波器1 1自备自备4 4频率计频率计1 15 5谐振电路实验电谐振电路实验电路板路板R=200R=200，1K1KC=0.01FC=0.01F，0.1F0.1F，L=L=约约30mH30mHDGJ-03DGJ-03四、实验内容四、实验内容1、按图组成监视、测量电路。先选用C1、R1。用交流毫伏表测电压，用示波器监视信号源输出。令信号源输出电压Ui=4VP-P，并保持不变。iN1CLRON2uuNN+2.找出电路的谐振频率f0，其方法是，将毫伏表接在R(200)两端，令信号源的频率由小逐渐变大（注意要维
42、持信号源的输出幅度不变），当Uo的读数为最大时，读得频率计上的频率值即为电路的谐振频率f0，并测量UC与UL之值（注意及时更换毫伏表的量限）。3.在谐振点两侧，按频率递增或递减500Hz或1KHz，依次各取7 个测量点逐点测出UO，逐点测出UO，UL，UC之值,记入数据表格。f(KHz)f(KHz)U UO O(V)(V)U UL L(V)(V)U UC C(V)(V)U Ui i=4V=4VP-PP-P,C=2400PF,R=330,f,C=2400PF,R=330,fo o=,f=,f2 2-f f1 1=,Q=,Q=4.将电阻改为R2，重复步骤2，3的测量过程f(KHz)f(KHz)U
43、UO O(V)(V)U UL L(V)(V)U UC C(V)(V)U Ui i=4VPP,C=2400PF,R=1K,f=4VPP,C=2400PF,R=1K,fo o=,f=,f2 2-f f1 1=,Q=,Q=五、实验注意事项五、实验注意事项1.测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点。在变换频率测试前，应调整信号输出幅度（用示波器监视输出幅度），使其维持在3V。2.测量Uc和UL数值前，应将毫伏表的量限改大，而且在测量UL与UC时 毫伏表的“”端应接C与L的公共点，其接地端应分别触及L和C的近地端N2和N1。3.实验中，信号源的外壳应与毫伏表的外壳绝缘（不共地）。如能用浮地式交流毫
44、伏表测量，则 效果更佳。1.掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接法下线、相电压及线、相电流之间的关系。法下线、相电压及线、相电流之间的关系。2.充分理解三相四线供电系统中中线的作用。充分理解三相四线供电系统中中线的作用。2.7、三相交流电路电压三相交流电路电压及及电流的测量电流的测量AXBYCZmAmAmAmAUVWN 二、二、原理说明原理说明接法：尾端短接接电源的中性点，首端分别接三相电源接法：尾端短接接电源的中性点，首端分别接三相电源三相负载星型连接三相负载星型连接线 电 压线 电 压：相 电 压相 电 压：1、当三相
45、负载对称对称时，此时，此时，2、当三相负载不对称时：当三相负载不对称时：（1）若有中线，则）若有中线，则 （2）若无中线，则）若无中线，则 中线的作用：平衡相电压中线的作用：平衡相电压mAAXmAZCmABYmAmAmAWVU 1、三相负载对称、三相负载对称：2、三相负载不对称：三相负载不对称：接法：首尾相接并接三相电源接法：首尾相接并接三相电源线电流：线电流：相电流相电流：结论：不对称负载在作三角形连接时结论：不对称负载在作三角形连接时，只要电源电压对称，仍能正常工作，只要电源电压对称，仍能正常工作。序号序号名名 称称型号与规格型号与规格数量数量备注备注1交流电压表0500V12交流电流表0
46、5A13万用表1自备4三相自耦调压器15三相灯组负载220V，25W白炽灯9DGJ-04测量数据测量数据实验内容实验内容（负载情况）（负载情况）开开 灯盏灯盏 数数线线 电电 流（流（A）线线 电电 压（压（V）相相 电电 压（压（V）中线电流中线电流I0(A)A相B相C相IAIBICUA BUB CUC AUA0UB0UC0三相平衡负载有中线333三相平衡负载无中线333三相不平衡负载有中线123三相不平衡负载无中线123B线断开有中线13B线断开无中线13调节调压器的输出，使输出的三相线电压为380V，并按下述内容完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、电
47、源与负载中点间的电压。将所测得的数据记入表3-1中，并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。按图2改接线路，并调节调压器，使其输出线电压为220V，并按下表的内容进行测试。负载情况负载情况 开开 灯灯 盏盏 数数线电压线电压=相电压（相电压（V）线电流（线电流（A）相电流（相电流（A）A-B相B-C相C-A相UABUBCUCAIAIBICIABIBCICA三相平衡333三相不平衡1231.实验时要注意人身安全，不可触及导电部件，防止意外事故发生。2.每次接线完毕，同组同学应自查一遍，然后由指导教师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先断电、再接线、后通电；先断电、后拆线的实验操作
48、原则。3.注意电源电压的要求，星形连接是电源的线电压是380V，三角形连接电源线电压为220V。一、实验目的一、实验目的1.通过对三相鼠笼式异步电动机正反转控制线路 的安装接线，掌握由电气原理图接成实际操作 电路的方法。2.加深对电气控制系统各种保护、自锁、互锁 等环节的理解。3.学会分析、排除继电-接触控制线路故障的方法。2.8、异步电动机正反转控制、异步电动机正反转控制2.电气和机械双重互锁除电气互锁外，可再采用复合按钮SB1与SB2组成的机械互锁环节（如图4-2），以求线路工作更加可靠。3.线路具有短路、过载、失、欠压保护等功能。三、实验设备序号名 称型号与规格 数量 备注1三相交流电源
49、220V2三相鼠笼式异步电动机DJ2413交流接触器 JZC4-402D61-24按 钮 3D61-25热继电器D9305d1D61-26交流电压表0500V17万用电表1自备四、实验内容认识各电器的结构、图形符号、接线方法；抄录电动机及各电器铭牌数据；并用万用电表档检查各电器线圈、触头是否完好。鼠笼机接成接法；实验线路电源端接三相自耦调压器输出端U、V、W，供电线电压为220V。1.接触器联锁的正反转控制线路按图4-1接线，经指导教师检查后，方可进行通电操作 图图 4-14-1380VM3KM1KM2KM2KM1KM1KM2KM2KM1KM2KM1KM1SB1SB1SBSB2 2SBSB3
50、3Q1Q1FUFU220V220VN NFRFR(5)(5)再按再按SB2SB2，观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。，观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。(1)(1)开启控制屏电源总开关，按启动按钮，调节调压器输出，开启控制屏电源总开关，按启动按钮，调节调压器输出，使输出线电压为使输出线电压为220V220V。(2)(2)按正向起动按钮按正向起动按钮SB1SB1，观察并记录电动机的转向和接触，观察并记录电动机的转向和接触 器的运行情况。器的运行情况。(3)(3)按反向起动按钮按反向起动按钮SB2SB2，观察并记录电动机和接触器的运，观察并记录电动机和接触器的运 行情况。行情况。(
