電工電子實(shí)驗(yàn)二：直流電路的研究

實(shí)驗(yàn)2直流電路的研究電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心

電工電子教研室直流電路的研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備預(yù)習(xí)要求與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)報(bào)告具體內(nèi)容要求實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠脤?shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證基爾霍夫定律通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)電位、電壓與參考點(diǎn)之間關(guān)系的理解通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)電路參考方向的掌握和運(yùn)用能力實(shí)驗(yàn)原理基爾霍夫電流、電壓定律

在任一時(shí)刻，流出（流入）集中參數(shù)電路中任一節(jié)點(diǎn)電流的代數(shù)和等于零；集中參數(shù)電路中任一回路上全部組件端的電壓代數(shù)和等于零。電位與電壓電路中的參考點(diǎn)選擇不同，各節(jié)點(diǎn)的電位也相應(yīng)改變，但任意兩點(diǎn)的電壓（電位差）不變，即任意兩點(diǎn)的電壓與參考點(diǎn)的選擇無關(guān)。實(shí)驗(yàn)原理電流與電壓的參考方向

參考方向是為了分析計(jì)算電路方便而人為設(shè)定的。測(cè)量電壓前，首先弄清楚萬用表兩個(gè)測(cè)試端（表筆）的正、負(fù)極性。將紅表筆與參考方向“+”端相接，黑表筆與參考方向“-”端相接，此時(shí)讀數(shù)為正，表明參考方向與實(shí)際方向一致；若讀數(shù)為負(fù)，表明參考方向與實(shí)際方向相反。電流的參考方向與電壓的參考方向，具有類似的意義，所不同的是測(cè)量電流時(shí)，電流表要串聯(lián)接入電路中，電流按其參考方向從電流表紅色接線端流入，從黑色接線端流出，此時(shí)讀數(shù)若為正，表明參考方向與實(shí)際方向一致；若讀數(shù)為負(fù)，表明參考方向與實(shí)際方向相反。疊加原理具有唯一解的線性電路，由幾個(gè)獨(dú)立源共同作用所產(chǎn)生的各支路電流或電壓，是各個(gè)獨(dú)立電源分別單獨(dú)作用時(shí)產(chǎn)生的各支路電流和電壓的代數(shù)疊加。實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備實(shí)驗(yàn)臺(tái)所用直流電壓源為雙通道電源，數(shù)碼管顯示輸出或，（由指示切換鍵選擇）。直流電壓源的電壓顯示值作為參考，實(shí)際輸出電壓以萬用表所測(cè)為準(zhǔn)。應(yīng)避免電壓源短路!直流穩(wěn)壓電源實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

使用時(shí)要按下開關(guān)鍵，并選擇合適的量程。測(cè)量時(shí)，紅、黑兩個(gè)接線端子分別連接被測(cè)電壓參考方向的高、低電位端，數(shù)碼管顯示所測(cè)電壓的代數(shù)值

若電壓表鳴叫且告警指示燈亮，說明被測(cè)電壓超出所選量程，先按下復(fù)位按鈕，將量程調(diào)大，再啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)重新測(cè)量。直流電壓表實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

使用時(shí)要按下開關(guān)鍵，并選擇合適的量程；測(cè)量時(shí)，被測(cè)電流按其參考方向從紅紅或藍(lán)色端子流入毫安表，從黑色端子流出，數(shù)碼管顯示所測(cè)電流代數(shù)值超量程時(shí)保護(hù)裝置切斷電源，指示燈亮并發(fā)出告警鳴叫。按下復(fù)位按鈕，增大量程，然后重新啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，再次測(cè)量。直流毫安表實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備將電流插頭引出的紅黑兩根線分別接在電流表的兩極上。電流插頭和插座的作用是在不改動(dòng)電路的情況下，只用一塊電流表即可測(cè)量多個(gè)支路的電流。實(shí)驗(yàn)室通常將插頭和插座的紅端定義為正極，黑端定義為負(fù)極。毫安表使用示意圖本實(shí)驗(yàn)中直流毫安表需借助電流插頭及及插孔測(cè)量支路電流電流插頭實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備使用示例待測(cè)支路上配有的電流插孔若被測(cè)支路沒有電流插孔，則需要用導(dǎo)線為該支路串聯(lián)插孔。實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備數(shù)字萬用表在本次實(shí)驗(yàn)中用于測(cè)直流電壓，也可用于測(cè)電阻。使用時(shí)注意調(diào)到正確檔位；使用完畢后調(diào)到交流750V檔位。導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備實(shí)驗(yàn)電路在本次實(shí)驗(yàn)中用于基爾霍夫和疊加定理的驗(yàn)證注意撥動(dòng)開關(guān)k1撥動(dòng)到接線端時(shí)，接線端接入電路，撥動(dòng)到右端時(shí)，F(xiàn)E短路，接線端不接入電路。K2同理實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示。圖中已給出各參數(shù)。先后置電源電壓Us為6V、9V和-9V，測(cè)量各支路上的電流值I1~I6，測(cè)量各元件的電壓值U1~U5.分別記入表1與表2中。代入約束方程中，驗(yàn)證KCL與KVL。圖1驗(yàn)證基爾霍夫定律與電位1．驗(yàn)證基爾霍夫定律實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備表2驗(yàn)證KVL數(shù)據(jù)表1驗(yàn)證KCL數(shù)據(jù)I1I2I3I4I5I6ΣaIΣbIΣcI123U1U2U3U4U5ΣacdaUΣcbdcUΣacbdaU123mAV實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備置電源電壓Us為9V，分別以a、c為參考點(diǎn)，測(cè)量圖1中各節(jié)點(diǎn)電位，結(jié)果記入表3中。驗(yàn)證電壓與參考點(diǎn)選擇的關(guān)系。表3不同參考點(diǎn)的電位與電壓參考節(jié)點(diǎn)測(cè)量值/V計(jì)算值/VVaVbVcVdUadUbdUdcUacUcbac2．測(cè)量各節(jié)點(diǎn)電位實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備置U1，U2不同的電壓，分別測(cè)量一路電源單獨(dú)作用和兩路電源共同作用的電流、電壓值，數(shù)據(jù)記入表4中通過計(jì)算嚴(yán)恒疊加定理。3．疊加定理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備單獨(dú)作用單獨(dú)作用、共同作用

單獨(dú)作用單獨(dú)作用單獨(dú)作用、共同作用

單獨(dú)作用表4不同參考點(diǎn)的電位與電壓3．疊加定理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備實(shí)驗(yàn)要求遵守實(shí)驗(yàn)室的其它各項(xiàng)規(guī)定。未經(jīng)教師允許，實(shí)驗(yàn)過程中不能互串實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的儀器和物品。做完實(shí)驗(yàn)后要把實(shí)驗(yàn)臺(tái)收