2010-2011-1-48课时6实验教案.doc

《电工电子学及实验》 实验讲义 盐城师范学院物理科学与电子技术学院 实验一 戴维宁定理的验证 一．实验目的 1．用实验方法验证戴维宁定理，加深对戴维宁定理的理解。 2．学习常用直流仪器仪表的使用方法。 二．实验原理 任何一个线性网络，如果只研究其中的一个支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作一个含源一端口网络。 而任何一个线性含源一端口网络对外部电路的作用，可用一个等效电压源来代替，该电压源的电动势等于这个含源一端口网络的开路电压，其等效内阻等于这个含源一端口网络中各电源均为零时（电压源短接，电流源断开）无源一端口网络入端电阻。这个结论是戴维宁定理。 如果用等效电流源来替代上述线性含源一端口网络，其等效电流Is等于这个含源一端口网络的短路电流Isc，其等效内阻电导等于这个含源一端口网络各电源均为零（电压源短接，电流源断开）时所对应的无源一端口网络的入端电导，这个结论是诺顿定理。 三．仪器设备和选用组件箱 名称 设备名称 可调直流电流电压源 GDS-03 数字式直流电流电压表 GDS-10 常规负载箱 GDS-06 可变电阻箱 GDS-07 四．实验任务及过程 1．测出含源一端口网络的端电压UAB和端电流IR，并绘出它的外特性曲线。 a．按图1-1接好实验线路，负载电阻R用单元板的电阻箱。其中，，，。 b．调节单元板上的直流电流源，使其输出电流为20mA。再调直流电压源，使其输出电压为3V，调节前直流电压源应先置零。 c．改变负载电阻R，对每个R值，测出对应的UAB和IR值，记入表1-1，特别要注意要测出R=∞(此时测出的UAB即为A、B端开路的开路电压Uoc)和R=0（此时测出的电流即为A、B端短路时的短路电流Isc）时的开路电压和短路电流。作出曲线。 表1-1 有源一端口网络的外特性 R(Ω) 0 100 200 300 400 500 600 700 ∞ UAB(V) 0 0.922 1.152 1.256 1.320 1.358 1.380 1.406 1.520 IR(mA) 22.50 9.06 5.70 4.19 3.55 2.68 2.31 2.02 0 2．计算无源一端口网络的入端电阻。 根据表1-1中，R=∞时测出的开路电压，R=0时测出的短路电流，由计算所得。 =22.50/1.520=67.6Ω 3．验证戴维宁定理 按图1-2接好实验电路，开路电压等于在步骤1中所测得的当电阻无穷大时的电压，输入电阻为步骤2所计算的电阻阻值。改变负载电阻R，对每个R值，测出对应的UAB和IR值，计入表1-2。 表1-2 等效电压源的外特性 R(Ω) 0 100 200 300 400 500 600 700 ∞ UAB（V） 0 1.011 1.278 1.301 1.350 1.372 1.493 1.501 1.564 IR(mA) 22.49 6.99 4.58 3.32 2.61 2.16 1.84 1.65 0 五．实验报告 1．根据实验测得的及数据，分别绘出曲线，验证它们的等效性，并分析误差产生的原因。 2．根据戴维宁定理，确定含源一端口网络中各电源均为零时（电压源短接，电流源断开）无源一端口网络入端电阻就是输入电阻，与步骤二中计算所得输入电阻进行比较。 3．试说明几种一端口网络等效电阻的测量方法，并定性分析它们的优缺点。 实验二 三相交流电路电压、电流的测量 一．实验目的 1．学会三相负载星形和三角形的连接方法，掌握这两种连接法的线电压和相电压，线电流和相电流的测量方法。 2．观察分析三相四线制中，当负载不对称时中线的作用 二．实验原理 三相电源分别是U、V、W相，三相负载如图2-1所示，每相最多可连三个灯泡。将三相灯负载的一端U2，V2，W2连接在一起，形成中点。各相的另一端U1，V1，W1则分别接至三相电源即为负载星形连接，如图2-2所示。这时相电流等于线电流，线电压是对应的相电压的矢量差，在负载对称时，即当Z1=Z2=Z3时，它们的有效值相差倍，即。 此时各相电流也对称，电源中点N与负载中点N′之间的电压为零，如用中线将两中点之间连接起来，中线电流也等于零。如果负载不对称，则中线就有电流流过，这时如将中线断开，三相负载的各相电压不在对称，各相电灯出现亮、暗不同的现象，这就是中点位移引起各相电压不等的结果。 如果将实验图2-1的三相负载的U2与V1，V2与W1，W2与U1分别相连，在这些连接点上引出三根导线至三相电源，即为三角形连接法，如图2-3所示。这时线电压等于相电压，但线电流为对应的两相电流的矢量差，负载对称时，它们也有倍的关系，即。 若负载不对称，虽然不在有倍的关系，但线电流仍为相应的相电流矢量差。这时只有通过矢量图方能计算它们的大小和相位。 三．仪器设备和选用