《电工学》实验指导书

《电工学》实验指导书

实验一 戴维宁定理

一、实验目的

1.加深对戴维宁定理的理解；

2.学习有源二端网络等效电动势和等效内阻的测量方法； 3.熟悉稳压电源、数字万用表的使用；

二、实验器材

1.数字万用表 一块 2.直流稳压电源 两台 3.电阻 若干只 4.导线 若干根 5.面包板 两块

三、实验原理简述

任何一个线性有源二端网络都可以用一个电动势为E、内阻为R0 的等效电压源代替。如图1-1所示。等效电压源的电动势E就是有源二端网络的开路电压UOC，如图1-2（a）所示。等效电压源的内阻RO 就是有源二端网络除源后（有源二端网络变为无源二端网络）两端之间的等效电阻，如图1-2（b）所示。除源是指将原有源二端网络内所有电源的作用视为零，即将理想电压源视为短路、理想电流源视为开路。

（a）原电路 （b）戴维宁等效电路

图1-1 戴维宁等效电路

（a）开路电压 （b）等效电阻

图1-2 等效量的求解

在电路分析中，若只需计算某一支路的电流和电压，应用戴维宁定理就十分方便。只要将该待求支路划出，其余电路变为一个有源二端网络，根据戴维宁定理将其等效为一个电压源，如图1-1（b）所示。只要求出等效电压源的电动势E和内阻RO，则待求支路电流即为

I

E

R0 RL

1.实验电路连接及参数选择

四、实验内容和步骤

实验电路如图1-3所示。由R1、R2 和R3 组成的T 型网络及直流电源US 构成线性有源二端网络。可调电阻箱作为负载电阻RL。

图1-3 验证电路

在实验台上按图1-3所示电路选择电路各参数并连接电路。参数数值及单位填入表1-1中。

根据图1-3给出的电路及实验步骤1 所选择参数计算有源二端网络的开路电压UOC、短路电流ISC 及等效电阻RO 并记入表1-2中。

图1-4 测开路电压UOC 图1-5 测短路电流ISC （1）开路电压UOC 可以采用电压表直接测量，如图1-4 所示。 直接用万用表的电压档测量电路中有源二端网络端口（N-P）的开路电压UOC，见图1-4，结果记入表1-2中。

（2）等效内阻RO 的测量可以采用开路电压、短路电流法。

当二端网络内部有源时，测量二端网络的短路电流

ISC，电路连接如图1-5 所示，计算等效电阻RO= UOC/ ISC，结果记入表1-2中。

表1-2 开路电压、短路电流及等效电阻RO 实验记录

（1）测量原有源二端网络外接负载时的电流、电压

将图1-3的原有源二端网络外接负载RL，测量RL 上的电流IL 及端电压UL，结果记入表1-3中，并与前一步实验结果进行比较，验证戴维宁定理。

（2）测量戴维宁等效电路外接同样负载时的电流、电压 ① 组成戴维宁等效电路

根据表1-3的实验数据，调节稳压电源输出电压值E，使E=UOC，调节一个可调电阻箱，使其阻值为RO，查阅表1-1 中作为负载RL 的阻值，用另一个可调电阻箱作为负载RL，组成如图3-1（b）所示戴维宁等效电路。

② 测量戴维宁等效电路负载电阻RL 上的电流IL 及端电压UL，结果记入表1-3 中。

表1-3 验证戴维宁定理

1．根据图1-3 所示电路及参数，计算UOC、ISC、RO，填入表3-2 中。

2．用开路电压、短路电流法测量等效电阻时，能否同时进行开路电压和短路电流的测量？为什么？

六、注意事项

1.测量电流、电压时都要注意各表的极性、方向和量程。测量时与各电量的理论计算值进行比较，以保证测量结果的准确。

2.做实验前注意观察实验台面板图，记录有关电源、电阻的参数，并画出本实验所需电路的接线图。

七、实验报告要求

1.根据实验数据，验证戴维宁定理。 2.分析产生误差的原因

实验二 串联谐振电路实验

一．实验目的

1．加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因数（电路Ｑ

值）、通频带的物理意义及其测定方法。

2．学习用实验方法绘制Ｒ、Ｌ、Ｃ串联电路不同Q值下的幅频特性曲线。 3．熟练使用信号源、频率计和交流毫伏表。

二．原理说明

在图16—１所示的Ｒ、Ｌ、Ｃ串联电路中，电路复阻抗

C

Z R j( L

当 L

1

)， C

1 与I 同相，电路发生串联谐振，谐振时，Z＝R ，U

C

图16-1

UR

角频率 0

1LC

，

谐振频率f0

12 LC

。

为激励信号，U 为响应 在图2－1电路中，若UR

信号，其幅频特性曲线如图2－2所示，在ｆ＝ｆ０时，

图2-2 图2-3

A＝1，UR＝U ，ｆ≠ｆ０时，UR＜U ，呈带通特性。A＝0．707，即UR＝0．707U 所对应的两个频率ｆL和ｆｈ为下限频率和上限频率，ｆｈ－ｆL为通频带。通频带的宽窄

与电阻R有关，不同电阻值的幅频特性曲线如图2－3所示。

电路发生串联谐振时，UR＝U ，UL＝UC＝QU ，Q称为品质因数，与电路的参数R、L、C有关。Ｑ值越大，幅频特性曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好，在恒压源供电时，电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数，而与信号源无关。在本实验中，用交流毫伏表测量不同频率下的电压U 、UR、UL、UC，绘制Ｒ、Ｌ、Ｃ串联电路的幅频特性曲线，并根据 f fh fL计算出通频带，根据Q

ULUC

或UU

Q

f0

计算出品质因数,

fh fL

三．实验设备

1．信号源（含频率计）； 2

．交流毫伏表； 3．MEEL－05组件。

L

四．实验内容

C

1．按图2-4组成监视、测量电路。用交流毫伏表测电压，令其输出有效值为1V，并保持不变。图中 L＝9ｍH，R＝

51Ω，C＝0.033uF 。

2．测量Ｒ、Ｌ、Ｃ串联电路谐振频率选取，调节信号

阻R两端电压UR，当UR的读数为最大时，读得频率计上的频率值即为电路的谐振频率ｆ

，将测量数据记入自拟的数据0，并测量此时的UC与UL值（注意及时更换毫伏表的量限）

表格中。

3．测量Ｒ、Ｌ、Ｃ串联电路的幅频特性

在上述实验电路的谐振点两侧，调节信号源正弦波输出频率，按频率递增或递减500Ｈz或１KHz,依次各取7个测量点，逐点测出UR、UL和UC 值，记入表2－1中。 表2－1 幅频特性实验数据一 4．在上述实验电路中，改变电阻值，使R=100 ,重复步骤1、２的测量过程，将幅频特性数据记入表2－2中。 五．实验注意事项

1．测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点，在改变频率时，应调整信号输出电压，使其维持在１Ｖ不变。

2．在测量UL和UC数值前，应将毫伏表的量限改大约十倍，而且在测量UL与UC时毫伏表的“＋”端接电感与电容的公共点。

六．预习与思考题

1．根据实验1、3的元件参数值，估算电路的谐振频率，自拟测量谐振频率的数据表格。

2．改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振，电路中Ｒ的数值是否影响谐振频率？

3

．如何判别电路是否发生谐振？测试谐振点的方案有哪些？

4．电路发生串联谐振时，为什么输入电压ｕ不 …… 此处隐藏：2453字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……