0210电工学实验内容.doc

实验一 基尔霍夫定律的验证 一．实验目的 1．验证基尔霍夫定律，加深对基尔霍夫定律的理解； 2．掌握直流电流表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法； 3．学习检查、分析电路简单故障的能力。 二．原理说明 1．基尔霍夫定律 基尔霍夫电流定律和电压定律是电路的基本定律，它们分别用来描述结点电流和回路电压，即对电路中的任一结点而言，在设定电流的参考方向下，应有ΣI ＝0，一般流出结点的电流取正号，流入结点的电流取负号；对任何一个闭合回路而言，在设定电压的参考方向下，绕行一周，应有ΣU ＝0，一般电压方向与绕行方向一致的电压取正号，电压方向与绕行方向相反的电压取负号。 在实验前，必须设定电路中所有电流、电压的参考方向，其中电阻上的电压方向应与电流方向一致，见图2－1所示。 2．检查、分析电路的简单故障 电路常见的简单故障一般出现在连线或元件部分。连线部分的故障通常有连线接错，接触不良而造成的断路等；元件部分的故障通常有接错元件、元件值错，电源输出数值（电压或电流）错等。 故障检查的方法是用用万用表（电压档或电阻档）或电压表在通电或断电状态下检查电路故障。 （1）通电检查法：在接通电源的情况下，用万用表的电压档或电压表，根据电路工作原理，如果电路某两点应该有电压，电压表测不出电压，或某两点不应该有电压，而电压表测出了电压，或所测电压值与电路原理不符，则故障必然出现在此两点间。 （2）断电检查法：在断开电源的情况下，用万用表的电阻档，根据电路工作原理，如果电路某两点应该导通而无电阻（或电阻极小），万用表测出开路（或电阻极大），或某两点应该开路（或电阻很大），而测得的结果为短路（或电阻极小），则故障必然出现在此两点间。 本实验用电压表按通电检查法检查、分析电路的简单故障。 三．实验内容 实验电路如图1－1所示，图中的电源US1用恒压源中的＋12V输出端，US2用0～＋10V可调电压输出端，并将输出电压调到＋5V，插孔4、5用导线短接。实验前先设定三条支路的电流参考方向，如图中的I1、I2、I3所示，并熟悉线路结构，掌握各开关的操作使用方法。 1．熟悉电流插头的结构，将电流插头的红接线端插入数字毫安表的红（正）接线端，电流插头的黑接线端插入数字毫安表的黑（负）接线端。 2．测量支路电流 图1-1 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出各个电流值。按规定：在结点C，电流表读数为‘＋’，表示电流流出结点，读数为‘－’，表示电流流入结点，然后根据图1－1中的电流参考方向，确定各支路电流的正、负号，并记入表2－1中。 表1－1 支路电流数据 支路电流(mA) I1 I2 I3 计算值 测量值 相对误差 3．测量元件电压 用直流数字电压表分别测量两个电源及电阻元件上的电压值，将数据记入表1－2中。测量时电压表的红（正）接线端应插入被测电压参考方向的高电位（正）端，黑（负）接线端插入被测电压参考方向的低电位（负）端。 表1－2 各元件电压数据 各元件电压（V） US1 US2 UR1 UR2 UR3 UR4 UR5 计算值（V） 测量值（V） 相对误差 4．检查、分析电路的简单故障（EEL—Ⅴ型无此实验） 在图1－1实验电路中，用选择开关已设置了开路、短路、元件值、电源值错误等故障，用电压表按通电检查法检查、分析电路的简单故障：首先用选择开关选择‘正常’，在单电源作用下，测量各段电压，记入自拟的表格中，然后分别选择‘故障1～5’，测量对应各段电压，与‘正常’时的电压比较，并将分析结果记入表1－3中。 故障分析 Us1 UR1 UR2 UR3 UR4 UR5 I1 I2 I3 故障 正常 故障a 故障b 故障c 故障d 故障e 表1－3 故障原因 故障1 故障2 故障3 故障4 故障5 四．实验注意事项 1．所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘指示值为准。 2．防止电源两端碰线短路。 五．预习与思考题 1．根据图1－1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表2－2中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程； 2．在图1－1的电路中，C、D两结点的电流方程是否相同？为什么？ 3．在图1－1的电路中可以列几个电压方程？它们与绕行方向有无关系？ 六．实验报告要求 1．回答思考题； 2．根据实验数据，选定实验电路中的任一个结点，验证基尔霍夫电流定律（KCL）的正确性； 3．根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证基尔霍夫电压定律（KV