湖北理工学院

发布时间：2021-03-28


~


湖北理工学院


电气与电子信息工程学院
实验报告


课程名称： 《 电工学》 电 工 技 术 课程教师 黄红霞 专业名称： 班 级： 学 号：


~ 姓 名：





实验一 基尔霍夫定律的验证
实验名称：__________________________ 同组人：________________ 实验时间:________________ 实验地点:__________________指导老师：_________________ 一、实验目的
1. 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。 2. 学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。
二、实验主要仪器与设备
GDDS实验装置
序名称 号
格
量
型号与规数备注
号
序名称
格
量
DGJ实验装置
型号与规数备注


~ +6V、直流稳
1 压电源

2
1 压电源
切换
直流可调2 直流电压表
JDV-21 1
2 稳压电源
直流数字3 直流毫安表
JDA-21 1
3 电压表
变阻箱
4 或固定电阻 直流电路实5 验单元
D02 1
5 验线路板 DGJ-05电




6 阻箱

1 DGJ-05 D01 1KΩ或
1
4 毫安表 DGJ-03实
1 DGJ-03 直流数字
1

1
0~30V 1
直流稳
+12V 2 2
三、实验原理
基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫定律和电压定律。即对电路中的任一个节点而言，应有
∑I=0;对任何一个闭合回路而言，应有∑U=0。
运用上述定律必须注意电流的正方向，此方向可预先任意设定。


四、实验内容


~
F + I1300Ω 测电流插孔 A 测电流插孔
1KΩ
B
I3 I2
测电流插孔
E1=10
E + 100Ω
E2=5C

200Ω
D 300Ω
图2-1 GDDS实验台实验线路图


图2-2 DGJ实验台实验线路图
1. 实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如上图中的I1、I2、I3所示。 2. 分别将两路直流稳压电源接入电路(DGJ实验台，一路如E1为+6V，+12V切换电源，另一路如E2为0~30V可调直流稳压源，令E1=10V，E2=5V。
3. 熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至直流毫安表的“+”、“—”两端。
4. 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，记录电流值。
E 510Ω
F + I1 510Ω 测电流插座 A 测电流插座
I3 I2 测电流插座
1KΩ
B + E1=10510Ω
C E2=5D 330Ω


~ 5. 用直流电压表分别测量电源及电阻元件上的电压值，记录电压值。并完成下表。


I1I3 I3 E1 E2 (V

UFA (V

UAB (V

UAD (V

UCD (V

UDE (V

被测量
（mA） （mA） （mA）
(V 计算值 测量值 相对误差








七、实验小结




~



实验二 电源的等效变换
实验名称：__________________________ 同组人：________________ 实验时间:________________ 实验地点:__________________指导老师：_________________
成 绩：


教师签名：

年 月 日
一、实验目的
1、验证电压源与电流源等效变换的条件。 2、掌握电源外特性的测试方法。
二、实验主要仪器与设备
GDDS实验装置 序号 1 2 3 直流稳 压电源 直流电压表
直流毫安JDA-21 JDV-21
名称
型号与规格
数 2 1



DGJ实验装置 备序名称

1 直流稳
压电源 2 直流可调恒流源 3 直流数字


型号与规格 +6V、+12V 切换
0~200mA 1 数备注 量 1
量 注 号


~ 表 4 5 6 变阻箱 直流电路实验单元 电阻器
100Ω、 1KΩ、200Ω D02 D01 1 1



电压表 4 直流数字毫安表 5 可调电阻箱 6 电阻器
100Ω、1KΩ、200Ω 0~99999.9
1
1 DGJ-05 1
DGJ-05 三、实验原理
一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，又可看成是一个电流源。若视为电压源，则可用一个理想的电压源ES与一个电阻R0相串联的组合来表示；若视为电流源，则可用一个理想电流源IS与一电导G0相并联来表示。若它们向同样大小的负载供出同样大小的电流和端电压，则称这两个电源是等效的，即具有同样的外特性。


四、实验内容
测电流插座
R0

+ +

- ES右铭
6V -
测电流插座
IS + I R0
RL -



~

（A） （B）
图3-1 实验线路图

1、按图3-1 接线，首先让R0=1KΩ，读取A图两表的读数，记录数据。然后调节B图中的恒流源IS（取R’0=R0），令两表的读数与A图的数值相等，记录IS之值。再改变RL的值，重复前面操作，完成下表。
图A测试数据如下： RL(Ω
0 200 400 600 800 1000 I(mA U(V R0=1KΩ
Is















2000 ∞
2、图B测试数据如下： RL(Ω
0 200 400 600 800 1000 I(mA U(V















2000 ∞
R0=1kΩ



~ Is
六、实验小结




成 绩：


教师签名：

年 月 日
实验三 叠加原理的验证
实验名称：__________________________ 同组人：________________ 实验时间:________________ 实验地点:__________________指导老师：_________________ 一、实验目的
验证线性电路叠加原理的正确性，从而加深对线性电路的叠加性的认识和理解。
二、实验主要仪器与设备
GDDS实验装置 序名称 号
1 直流稳 压电源 2 3 4 型号与数规格


2 备
DGJ实验装置 序名称 1 直流稳 压电源
型号与数备注 规格 +6V、+12V 切换
直流电JDV-21 压表 安表 变阻箱 电阻
1KΩ
或固定或D01 1 1
1 直流毫JDA-21

2 直流可调0~30V 稳压电源 3 直流数字 电压表 4 直流数字 毫安表
1 1 1 量 1
量 注 号


~ 5 直流电 D02 路实验单元
DGJ-03实 验线路板
DGJ-01 3 DGJ-01 5 DGJ-05电 阻箱
三、实验原理
在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每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。
四、实验内容



图4-2 DGJ实验台实验线路图
1. 实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，如上图中的I1、I2、I3所示。 2. 分别将两路直流稳压电源接入电路，令E1=10V，E2=5V。
3. 令E1电源单独作用时（将开关S1投向E1侧，开关S2投向短路侧）用直流电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端电压，数据记入表格中。
4. 令E2电源单独作用时（将开关S1投向短路侧，开关S2投向E2侧）重复实验步骤3的测量和记录。
E 510Ω
F +
S1 I1 510Ω 测电流插座 A 测电流插座
I3 I2 测电流插座
1KΩ
B S2 + E1=10510Ω
E2=5D 330Ω
C

~ 5. 令E1和E2共同作用时（开关S1和S2分别投向E1和E2侧），重复上述的测量和记录。
6. 将E2的数值调至10V，重复上述实验步骤4的测量并记录。
UCD
测量值
E1 (V E2 I1 I2 I3 UAB UAD UDE
(V (V UFA
(V (V (mA (mA (mA (V (V E1单独作用 E2单独作用 E1、E2共同作用







五、实验小结





成 绩：


教师签名：

年 月 日


~
实验四 戴维南定理的验证
实验名称：__________________________ 同组人：________________ 实验时间:________________ 实验地点:__________________指导老师：_________________ —、实验目的
1、通过实验验证并加深理解戴维南定理． 2、加深对等效电路概念的理解．
3、学习测量有源一端口网络开路电压和等效电阻． 4、学会使用直流稳流电源。
5、进一步学习常用直流仪器仪表的使用方法。
二、实验主要仪器与设备
表5-1 实验仪器及设备表 GDDS实验装置
序名称 号
压电源 流电源 压 表 流表
型 号 与规格
25V ～

DGJ实验装置
数量
备注
D01 序名称 号
源
型 号 与规格
数备注 量 1
1 直流稳02 直流稳0～1 1 1 1 1 1 1 直流稳压电 0 ～30V 2 直流稳流电 0
源 压 表
4 直流数字电

流 表 5 万 用 表 6 电 阻 箱

0～9999.9Ω
～1
1 1 1 1 DGJ-05 200mA 200mA 3 直流电
JDV-21 1 4 直流电JDA-25 万用 表 6 电阻 箱

3 直流数字电



~ 7 直流电
路实验单元



1 D02 7 电 位 器 1KΩ/1W 1 DGJ-05 8 戴维南定理
实验电路 板
1 DGJ-05 三、实验原理
对于复杂电路，有时并不需求对全部支路进行求解，而只需求某一支路(或某元件上的电流或电压．如果把这一支路(或元件作为外电路，应用戴维南定理(或诺顿定理把其余电路用等效电源代替后求解，就比较简单了。
1、
戴维南定理
戴维南定理指出，任何一个线性含源一端口网络，对外电路来说，可以用一条含源支路（等效电压源）来等效代替，该含源支路的电压源电压等于含源一端口网络的开路电压Uoc，其电阻等于含源一端口网络化成无源网络(电压源短接，电流源断开后的的入端电阻Ro。
诺顿定理的内容是：任何一个线性含源一端口网络，对外电路来说，可以用一个电阻和一个电流源并联组合来等效替代，并联电阻等于该含源一端口网络的入端电阻Ro，电流源的电流则等于含源一端口网络的短路电流Isc。 根据戴维南定理和诺顿定理，对任何一个线性含源一端口网络，如图5-1(a所示，可以用图5-1(b或图5-1(c所示电路代替。其等效条件是：Uoc是含源一端口网络A、B两端的开路电压；Isc是含源一端口网络A、B两端短路后的短路电流，Ro是把含源一端口网络化成无源网络后的入端电阻。
戴维南定理和诺顿定理统称为等效发电机定理。


NS
A B + RO UOC
A ISC RO
B （c）诺顿定理定理等效替代
A B （b）戴维南定理等效替代


~

（a）含源一端口网络
2、线性含源一端口网络开路电压的测量 （1）直接测量法

当含源一端口网络等效的入端电阻与电压表内阻相比可以忽略不计时，可以直接用电压表测量其开路电压Uoc。 (2零示法
当含源一端口网络等效的入端电阻与电压表内阻置相比不可忽略时，如果用电压表直接测量开路电压，必然影响被侧电路的原工作状态，使测得的电压与实际值间有较大误差。为了消除电压表内阻的影响，可以采用零示法， 如图5-2所示。

零示法原理是用一低内阻的直流稳压电源与被测含源一端口网络NS相比较，当直流稳压电源与含源一端口网络NS的开路电压相等时，电压表的读数将为“0”，然后将电路断开，测量此时直流稳压电源的输出电压，即为被测含源一端口网络NS的开路电压。 3、一端口网络入端电阻Ro的实验测量 可以通过以下几种方法求出：
+ RO UOC
+ v 稳
压 电 源
NS
图5-2 零示法


~ (1把有源一端口网络除源后，通过计算求无源网络的人端电阻。所谓“除源”即一端口网络中所有恒流源开路，所有恒压源用短路代替。
(2在有源一端口网络可以除源的情况下，直接用万用表的欧姆档测量除源后的无源网络的入端电阻。
(3在有源一端口网络允许短路的情况下，用电流表测量网络的短路电流Isc．再测量有源一端口网络的开路电压Uoc，则 ROUOC ISC(4分别测量有源一端口网络的开路电压Uoc和外电路的端电压UL，由图5—3，若已知外电路电阻RL的阻值，就可以计算出一端口网络的人端电阻RO。ROUOCULRL UL

图5-3 测量一端口网络的入端电阻
+ RO UOC
+ V UL
RL
五、实验内容




~ 1、按图5-4（a）或图5-5（a）接线，改变负载电阻RL，测量出UL和IL的数值，特别注意要测出R=O及R=∞时的电压和电流，并记录在表5-2中。
表5-2 有源二端网络的外特性 RL（Ω） 0 UL(V
IL(mA



















∞



2、测定等效电路的UOC、Isc和RO (1方法之一：开路电压、短路电流法 UOC（V）


Isc（mA）

ROUOC（Ω） ISC

表5-3 含源一端口网络等效的入端电阻
330Ω
510Ω
10mA

+ A UL
B RO UL UOC
A
IL
RL
B A
510Ω
IL
RL
（b）
IL RL
10Ω
12V + ISC RO
UL B （c）
（a）

图5-5 验证戴维南定理和诺顿定理接线图（DGJ）


~
(2 方法之二：伏安法或直接用万用表测量
将电流源去掉(开路，电压源去掉，然后用一根导线代替它(短路，再将负载电阻开路，用伏安法或直接用万用表电阻档测量AB两点间的电阻Ro，读电阻即为网络的入端电阻。 3、验证戴维南定理
选择或调节电阻箱的电阻（DGJ实验装置用一只1KΩ/1W的电位器），使其等于Ro，然后将稳压电源输出电压调到UOC (步骤1时所得的开路电压与Ro串联如图5-4(b或图5-5(b所示，重复测量UL和IL的关系曲线，对戴维南定理进行验证。 表5-4 验证戴维南定理 RL（Ω） UL(V IL(mA 0



















∞



4、验证诺顿定理

用一电流源，其大小为实验步骤1中短路电流Isc，与等效电阻Ro并联后组成的实际电流源，接上负载电阻，重复步骤1的测量，与步骤1所测得的数值进行比较，验证诺顿定理。 表5-5 验证诺顿定理 RL（Ω）
UL(V 0


















∞


成 绩：


教师签名：
年
~
月 日
IL(mA








湖北理工学院

推荐内容

相关推荐