實驗四 線性電路疊加性和齊次性驗證表4實驗數(shù)據(jù)一(開關(guān)S3 投向R3側(cè)) 測量項目實驗內(nèi)容US1(V)US2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD (V)UAD (V)UDE (V)UFA (V)US1單獨(dú)作用1208.65-2.396.252.390.7893.184.394.41US2單獨(dú)作用0-61.19-3.59-2.393.591.186-1.2210.0680.611US1, US2共同作用12-69.85-5.993.855.981.9761.9655.005.022US2單獨(dú)作用0-122.39-7.18-4.797.182.36-2.441.2171.222表4 實驗數(shù)據(jù)二(S3投向二極管VD側(cè)) 測量項目實驗內(nèi)容US1(V)US2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD (V)UAD (V)UDE (V)UFA (V)US1單獨(dú)作用1208.68-2.506.182.500.6393.144.414.43US2單獨(dú)作用0-61.313-3.90-2.653.980.662-1.3540.6750.677US1, US2共同作用12-610.17-6.953.216.950.6881.6405.165.182US2單獨(dú)作用0-122.81-8.43-5.628.430.697-2.871.4291.4351疊加原理中US1, US2分別單獨(dú)作用，在實驗中應(yīng)如何操作？可否將要去掉的電源（US1或US2）直接短接？答: US1電源單獨(dú)作用時，將開關(guān)S1投向US1側(cè)，開關(guān)S2投向短路側(cè)； US2電源單獨(dú)作用時，將開關(guān)S1投向短路側(cè)，開關(guān)S2投向US2側(cè)。 不可以直接短接，會燒壞電壓源。2實驗電路中，若有一個電阻元件改為二極管，試問疊加性還成立嗎？為什么？答：不成立。二極管是非線性元件，疊加性不適用于非線性電路（由實驗數(shù)據(jù)二可知）。實驗五 電壓源、電流源及其電源等效變換表51 電壓源（恒壓源）外特性數(shù)據(jù)R2() 470400 300 200 100 0 I (mA)8.729.7411.6814.5819.4130.0 U (V)6.006.006.006.006.006.00表52 實際電壓源外特性數(shù)據(jù)R2() 470400 300 200 100 0 I (mA)8.128.9910.6212.9716.6624.1 U (V)5.605.505.405.305.104.80表53 理想電流源與實際電流源外特性數(shù)據(jù)R2()470 400 300 200 100 0RS=5.025.025.025.025.025.01 U (V)2.422.061.581.0530.5260RS=1K I (mA)3.413.583.864.184.565.01 U (V)1.6841.5041.2150.8770.47803研究電源等效變換的條件U(V)I (mA)圖5-4（a）4.8224.1圖5-4（b）4.8324.1圖（a）計算圖（b）測得Is=123Ma1 電壓源的輸出端為什么不允許短路？電流源的輸出端為什么不允許開路？答：電壓源內(nèi)阻很小，若輸出端短路會使電路中的電流無窮大；電流源內(nèi)阻很大，若輸出端開路會使加在電源兩端的電壓無窮大，兩種情況都會使電源燒毀。2 說明電壓源和電流源的特性，其輸出是否在任何負(fù)載下能保持恒值？答：電壓源具有端電壓保持恒定不變，而輸出電流的大小由負(fù)載決定的特性；電流源具有輸出電流保持恒定不變，而端電壓的大小由負(fù)載決定的特性；其輸出在任何負(fù)載下能保持恒值。3 實際電壓源與實際電流源的外特性為什么呈下降變化趨勢，下降的快慢受哪個參數(shù)影響？答：實際電壓源與實際電流源都是存在內(nèi)阻的，實際電壓源其端電壓U隨輸出電流I增大而降低，實際電流源其輸出電流I隨端電壓U增大而減小，因此都是呈下降變化趨勢。下降快慢受內(nèi)阻RS影響。4實際電壓源與實際電流源等效變換的條件是什么？所謂等效是對誰而言？電壓源與電流源能否等效變換？答：實際電壓源與實際電流源等效變換的條件為：（1）實際電壓源與實際電流源的內(nèi)阻均為RS；（2）滿足。所謂等效是對同樣大小的負(fù)載而言。電壓源與電流源不能等效變換。實驗六 戴維南定理和諾頓定理的驗證四實驗內(nèi)容1、表6-1Uoc(V)Isc(mA)Rs=Uoc/Isc1.7243.29524.02、表6-2RL(W)990900800700600500400300200100U(V)1.1321.0891.0420.9870.9220.8440.6360.4840.4840.282I(mA)1.1371.2091.3021.4081.5351.6851.8672.132.432.823、表6-3有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電流源的外特性數(shù)據(jù)RL(W)990900800700600500400300200100U(V)1.1161.0781.030.9740.9080.830.7350.6230.4720.274I(mA)1.1261.1961.2861.3891.5121.6571.8342.082.372.74表64有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電流源的外特性數(shù)據(jù)RL(W)990900800700600500400300200100U(V)1.141.1011.0510.9930.9250.8440.7460.6320.4770.276I(mA)1.1581.2221.3121.4171.5391.6861.8632.112.392.774、Req= 516 (W)6、UOC= 1.724伏 RS=522歐姆7、UOC=1.731伏六預(yù)習(xí)與思考題1如何測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓和短路電流，在什么情況下不能直接測量開路電壓和短路電流？ 答：當(dāng)被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻RS數(shù)值很大與選用的電壓表內(nèi)阻相近，或數(shù)值很小與電流表的內(nèi)阻相近時，存在較大的測量誤差時，不適用開路電壓和短路電流法測量；此外存在某些輸出不能短路的電路也不適合采用短路電流法測量。2說明測量有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法，并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。答：有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC測量方法有：直接測量法（開路電壓法）、伏安法和零示法。等效內(nèi)阻的測量方法有：伏安法、直接測量法、半電壓法、零示法。實驗十二 RC一階電路的響應(yīng)測試1、 只有方波信號，在滿足其周期T/2>=5時，才可在示波器的熒光屏上形成穩(wěn)定的響應(yīng)波形。2、 =RC=0.1ms，表征了電路響應(yīng)時間的長短，采用圖12-2或圖12-3的圖形測量法來測量的大小。3、 R、C越大，越大，電路的響應(yīng)時間越長。4、 積分電路和微分電路的定義及具備條件見44頁二-4，變化規(guī)律即波形見圖12-6。積分電路可以使輸入方波轉(zhuǎn)換成三角波或者斜波， 微分電路可以使輸入方波轉(zhuǎn)換成尖脈沖波，具體來說積分電路：1.延遲、定時、時鐘 2.低通濾波 3.改變相角（減）；微分電路： 1.提取脈沖前沿 2.高通濾波 3.改變相角（加）。實驗十九 交流電路等效參數(shù)的測量四實驗內(nèi)容1測量白熾燈的電阻UIP220V0.11124.21110V0.0858.672測量電容器的容抗CUI計算值Xc計算值C4.3220.30.297741.754.29350.47219.90.0385786.80.55白熾燈與電容器串聯(lián)電路CUUrUcIP計算4.3220.1203.877.740.10821.960.9240.47220171135.40.09917.010.7813測量鎮(zhèn)流器的參數(shù)UIP計算值R計算值XL計算值L180V0.11124.2189.16636.62.027H90V0.0858.6789.24681.592.171H4測量日光燈電路UUrLUrIP計算正常工作220174.2104.80.26830.230.51啟輝188.5129.4110.40.18920.90.59六預(yù)習(xí)與思考題2在50Hz的交流電路中，測得一只鐵心線圈的、和，如何計算得它的電阻值及電感量？答：三表法，是用來測量Hz交流電路參數(shù)的基本方法。計算的基本公式為：電阻元件的電阻：或電感元件的感抗，電感電容元件的容抗，電容串聯(lián)電路復(fù)阻抗的模，阻抗角 其中：等效電阻，等效電抗4 當(dāng)日光燈上缺少啟輝器時，人們常用一根導(dǎo)線將啟輝器插座的兩端短接一下，然后迅速斷開，使日光燈點(diǎn)亮；或用一只啟輝器去點(diǎn)亮多只同類型的日光燈，這是為什么？答：啟輝器里的主要是一個雙金屬片，就是起到短接兩端，然后溫度高了自動斷開，人工進(jìn)行這樣的操作是一樣的效果。也是用短接后斷開產(chǎn)生比較高的電壓讓日光燈發(fā)亮實驗二十 正弦穩(wěn)態(tài)交流電路相量的研究一、 實驗內(nèi)容1、 白熾燈與電容串聯(lián)測 量 值計 算 值U(V)UR(V)UC(V)U(UR, UC 組成RtD)DUDU/U109.695.4953.24109.30.30.27注：U=UR2+UC2 2、 日光燈線路測量測 量 數(shù) 值計 算 值測量值(選做）P(W)I(A)U(V)UL(V)UA(V)cosjR(W)cosj啟 輝 值23.940.215200.8144.3108.80.55518L0.56正常工作值29.820.267220174.3105.40.51418L0.513、 功率因數(shù)提高電容值測 量 數(shù) 值計 算 值(mF)P(W)U(V)Uc(V)UL(V)UA(V)I(A)IC(A)IL(A)I(A)cosf0.4729.86219.8219.8173.4105.50.2370.0390.2690.57130.2220220174.1104.60.2110.0780.2680.661.4730.31220219.8173.9104.90.1880.1130.2690.742.230.42220220.2174.3104.20.1610.1650.2690.883.230.51219.8220.0174.2104.10.1490.2390.2690.954.330.80220220.1174.3104.10.1770.3190.2680.86.531.22220.4220.3174.6103.80.2960.4800.2680.47二、 回答問題2、啟輝器的作用是在日光燈預(yù)熱結(jié)束后，產(chǎn)生瞬間的自感高電壓，擊穿燈管內(nèi)部的氣體（含有汞蒸氣的低壓惰性氣體），從而使燈管啟動。燈管正常發(fā)光后，啟輝器就不起作用了。用一根導(dǎo)線將啟輝器兩端短接一下，迅速斷開，也是為了產(chǎn)生瞬間的自感高電壓，從而使燈管啟動。燈管正常發(fā)光后，拆下啟輝器對燈管沒有影響，所以可以再用此啟輝器去點(diǎn)亮其他同類型的燈管。3、電路的總電流是減小的，感性元件上的電流和功率基本沒變化。4、提高功率因數(shù)就是要使負(fù)載的總無功功率減小，也就是要使容性的無功功率增大，要增大電容。電容并聯(lián)才可以增加電容量，所以要并聯(lián)電容。所并的電容也不是越大越好，超過一定值后，將導(dǎo)致功率因數(shù)下降，也稱為過補(bǔ)償?；ジ芯€圈-單相變壓器實驗參考答案互感線圈電路的研究表1 同名端測量數(shù)據(jù) (此實驗可暫不做)U12（V）U12（V）實測值U34（V）U13（V）10 10.048.075.9320 20.0816.3011.631515.0112.168.62U1（V）U1（V）實測值I1（A）U2（V）M（計算值）1515.090.29412.610.13720 20.100.39116.690.136表2 互感系數(shù)M 測量數(shù)據(jù)U1（V）實測值I1（A）L1（計算值）U2（V）實測值I2（A）L2（計算值）M（計算值）K（計算值）U1=20 V20.100.3910.16416.690.1360.834U2=20 V20.090.3900.163表 3 耦合系數(shù)的測量數(shù)據(jù)【預(yù)習(xí)與思考題】1 什么是自感？什么是互感？在實驗室中如何測定？“自感”簡單地說，由于線圈（導(dǎo)體）本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。線圈的自感系數(shù)L,叫做自感。 一個線圈因另一個線圈中的電流變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象稱為互感現(xiàn)象。兩個回路之間相互作用的系數(shù)M稱為它們的互感，單位是亨利（H）。在實驗室中，根據(jù)自感電勢，測出加在線圈上的電壓和流過線圈的電流，可求出自感。根據(jù)互感電勢2M201， 將互感線圈的2開路，1側(cè)施加電壓1，測出、 ，可求出M。 2 如何判斷兩個互感線圈的同名端？若已知線圈的自感和互感，兩個互感線圈相串聯(lián)的總電感與同名端有何關(guān)系？判斷兩個互感線圈的同名端：若已知線圈的繞法，可用右手螺旋定則判斷；還可用楞次定律直接判定。若不知道線圈的具體繞法，可用實驗法來判定。 若已知線圈的自感和互感，兩個互感線圈相串聯(lián)，如果它們產(chǎn)生的磁場的方向是一致的，即第一個的非同名端與第二個的同名端相連接，則總電感L=L1+L2+2M，其中的值為各自的電感和互感。如果是同名端相連接，或非同名端相連接，則它們產(chǎn)生的磁場的方向是相反的，L=L1+L2-2M。3 互感的大小與哪些因素有關(guān)？各個因素如何影響互感的大?。?兩線圈的幾何尺寸、形狀、匝數(shù)、導(dǎo)磁材料的導(dǎo)磁性能及兩線圈的相對位置等會影響互感的大小。這幾個因素會影響磁通量的變化，進(jìn)而流過線圈的電流大小會發(fā)生改變，由此影響互感的大小。單相變壓器特性的測試表1 空載實驗序號實 驗 數(shù) 據(jù)U0（V）U0（V）實測值I0（A）PO（W）U2（V）14343.130.1782.63235.80.3523838.170.1382.41209.60.4633636.050.1212.18197.80.5143434.120.1081.99187.30.5552525.160.0751.17138.40.64表2 短路實驗序號實 驗 數(shù) 據(jù)UK（V）IK（A）IK（A）實測值PK（W）114.950.1400.1411.640.79217.300.1700.1722.320.79320.410.2000.2023.220.79423.270.2270.2294.180.79525.100.2450.2464.860.79表3 負(fù)載實驗 (此實驗可暫不做)I2（A）00.1900.2000.2100.2200.2300.235I2（A）實測值00.1900.2020.2100.2200.2300.235U2（V）72.2855.1453.0951.9150.2748.5947.81實驗二十三 三相電路電壓、電流的測量一、實驗內(nèi)容 1、負(fù)載星形聯(lián)接中線連接每相燈數(shù) 負(fù)載相電壓（）電流（A）UNN（V）亮度比較A、B、CA B C UAUBUCIAIBICIN有11162.4364.1363.170.0680.0680.0690.0一樣亮12163.0564.2863.700.0680.1320.0690.068一樣亮1斷開163.8263.4363.200.0670.00.0650.066AC一樣B不亮無1斷開152.8094.7557.040.0630.00.06331.96AC一樣B不亮12181.1436.9381.310.0750.1090.07527.58B暗A(chǔ)C一樣11163.1364.8063.380.0680.0680.0680.0一樣亮1短路1109.00.0108.70.0630.1390.06362.70AC最亮B不亮 2、負(fù)載三角形聯(lián)接每相燈數(shù)相電壓（）線電流()相電流()亮度比較A-BB-CC-AUABUBCUCAIAIBICIABIBCICA111110.0110.0109.30.1450.1460.1450.0860.0860.086一樣亮123109.4110.0108.00.2970.2190.3560.0860.1650.249一樣亮二、回答問題1、當(dāng)負(fù)載的額定電壓等于電源的線電壓，負(fù)載作三角形連接； 當(dāng)負(fù)載的額定電壓等于電源的線電壓1/ ，負(fù)載作星形連接。2、三相對稱負(fù)載接成星形時， ，三相對稱負(fù)載接成三角形時，。當(dāng)三相負(fù)載不對稱時，接成星形（有中線），ILIP接成三角形UL=UP，IL3IP。3、中線的作用是保證三相不對稱負(fù)載的每相電壓等于電源的相電壓（起均壓作用）。中線不能安裝保險絲，如果保險絲熔斷中線就斷路，就不能平衡各相負(fù)載起到中線的均壓作用了。