电工技术实验指导书.doc

电 工 技 术 实验指导书 李锶 编著 机械设计制造及控制中心教材 目 录 一 基本定理实验（一） 3 （一）基尔霍夫定律 4 （二）叠加原理 4 二 基本定理实验（二） 8 三 RLC串联电路的幅频特性与谐振现象 12 四 三相电路实验 18 五 电机控制实验 24 实验一 基本定理实验（一） 实验目的 验证基尔霍夫电流、电压定律，加深对基尔霍夫定律的理解。 验证叠加定理 加深对电流、电压参考方向的理解。 正确使用直流稳压电源和万用电表。 实验原理 1、基尔霍夫定律 基尔霍夫定律是集总电路的基本定律。它包括电 流定律和电压定律。 基尔霍夫电流定律（KCL）：在集总电路中，任 何时刻，对任一节点，有支路电流的代数和恒等于零。 图1-1 节点A ∑I=0 I1+I2-I3=0（设I流入节点A取正 ） 基尔霍夫电压定律（KVL）：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。 图1-1 回路A，R3，B，E1，C，R1 ∑U=0 UR1+UR3-UE1=0（取顺时针为电压参考方向） 2、叠加原理 叠加原理不仅是适用于线性直流电路，也适用于线性交流电路，为了测量方便，我们用直流电流电路来验证它。叠加原理可简述如下： 在线性电路中，任一支路中的电流（或电压）等于电路中各个独立源分别单独作用时在该支电路中产生的电流（或电压）的代数和，所谓一个电源单独作用是指除了该电源外其他所有电源的作用都去掉，即理想电压源所在处用短路代替，理想电流源所在处用开路代替，但保留它们的内阻，电路结构也不作改变。 由于功率是电压或电流的二次函数，因此叠加定理不能用来直接计算功率。例如在图1-2中 显然 仪器设备 1．电路分析实验箱 一台 2．直流毫安表 二只 3．数字万用表 一台 实验内容与步骤 （一）基尔霍夫定律 实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，可采用如图示1-1中的I1、I2、I3所示。 按图1-1所示接线。 按图1-1分别将E1、E2两路直流稳压电源接入电路，令E1=3V，E2=6V，R1=1KΩ、R2= 1KΩ、R3=1KΩ。 将直流毫安表串联在I1、I2、I3支路中（注意：直流毫安表的“+、—”极与电流参考方向） 确认连线正确后，再通电，将直流毫安表的值记录在表1-1内。 用数字万用表别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录在表1-1内。 （二）叠加原理 将实验箱电源接通220V电源，调节输出电压，使第一路输出端电压E1=10V；第二路输出端电压E2=6V，(须用万用表重新测定)，断开电源开关待用。按图1-2接线，R4+R3调到1K，经教师检查线路后，再接通电源开关。 测量E1、E2同时作用和分别单独作用时的支路电流I3，并将数据记入表格1-2中出注意：一个电源单独作用时，另一个电源需电路中取出，并将空出的两点用导线连起来。还要注意电流（或电压）的正、负性。（注意：用指针表时，凡指针反偏的表示此量的实际上方向与参考方向相反，应将表针反过来测量，数值取为负值！） 3.任选一个回路，测定各元件上的电压，将数据记入表格1-2中。 五、预习思考题 1、根据图1-1的电路及实验内容中的参数，计算表1-1，1-2中的计算值，以便实验测量时，正确地选定毫安表及电压表的量程。 2、实验中，用指针式直流毫安表（电压表）测各支路电流（电压），在什么情况下可能出现反偏，应如何处理？在记录数据时应注意什么？用数字式直流毫安表（电压表）测各支路电流（电压），则会有什么样的显示。 3、在叠加原理实验中，要令E1、E2单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（E1或E2）短接置零？ 实验报告要求 1．选定实验电路中的任一个节点，将测量数据代入基尔霍夫电流定律加以验证。 2．选定实验电路中的任一闭合电路，将测量数据代入基尔霍夫电压定律，加以验证 。 3．将计算值与测量值比较，分析误差原因。 4．用实验数据验数据验证支路的电流是否符合叠加原理，并对实验误差进行适当分析。 5．用实测电流值、电阻值计算电阻R3所消耗的功率为多少？能否直接用叠加原理计算？试用具体数值说明之 附：实验面板布置图： 注：1、实线为实验箱内部接通，不用再连线。 2、虚线表示要从外部引入器件。 3、断点用于连接电路或用于串、并入测量仪表 附： 原始数据记录表 表1-1 E1= V E2= V R1= Ω R2= Ω R3= Ω 被测量 I1（mA） I2（mA） I3（mA） VR1 (v) VE1(v) VR3 (