實(shí)驗(yàn)一 基爾霍夫定律的驗(yàn)證

本科實(shí)驗(yàn)課程報(bào)告（2021至2022學(xué)年第二學(xué)期）課程名稱：專業(yè)名稱：行政班級：學(xué)號：姓名：指導(dǎo)教師： 報(bào)告時(shí)間： 年 月 日實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)06B305、310實(shí)驗(yàn)時(shí)間2022.3—2022.6

實(shí)驗(yàn)一基爾霍夫定律的驗(yàn)證一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證基爾霍夫定律。加深對參考方向的理解。學(xué)會直流穩(wěn)壓電源、直流電壓表、直流電流表的使用方法。二、原理說明基爾霍夫定律是電路的基本定律。測量某電路的各支路電流及每個(gè)元件兩端的電壓，應(yīng)能分別滿足基爾霍夫電流定律（KCL）和電壓定律（KVL）。即對電路中的任一個(gè)節(jié)點(diǎn)而言，應(yīng)有ΣI＝0；對任何一個(gè)閉合回路而言，應(yīng)有ΣU＝0。運(yùn)用上述定律時(shí)必須注意各支路或閉合回路中電流的正方向，此方向可預(yù)先任意設(shè)定。三、實(shí)驗(yàn)線路四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1.雙路穩(wěn)壓電源1臺2.直流電流表1只3.直流電壓表1只4.實(shí)驗(yàn)線路板1塊5.電流插座板1塊五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和數(shù)據(jù)1.基爾霍夫電流定律的驗(yàn)證：實(shí)驗(yàn)前先任意設(shè)定三條支路的電流正方向。電路圖中的I1、I2、I3的方向已設(shè)定。分別將兩路直流穩(wěn)壓源接入電路，令U1＝8V，U2＝5V。3）熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu)，將電流插頭的兩端接至數(shù)字毫安表的“＋、－”兩端。4）將電流插頭分別插入三條支路的三個(gè)電流插座中，讀出并記錄電流值。表1-1基爾霍夫電流定律的驗(yàn)證計(jì)算值測量值誤差I(lǐng)1（mA）I2（mA）I3（mA）2.基爾霍夫電壓定律的驗(yàn)證：實(shí)驗(yàn)前先任意設(shè)定三個(gè)閉合回路的電流正方向，可設(shè)為順時(shí)針方向。用直流數(shù)字電壓表分別測量兩路電源及電阻元件上的電壓值，記錄之。表1-2基爾霍夫電壓定律的驗(yàn)證測測量值計(jì)算值回路1（左邊）UUUUΣU回路2（右邊）UUUUΣU回路3（大回路）UUUUΣU被測量數(shù)值內(nèi)容六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1.基爾霍夫電流定律的驗(yàn)證與理論是否相符是否存在誤差七、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)所有需要測量的電壓值，均以電壓表測量的讀數(shù)為準(zhǔn)。U1、U2也需測量，不應(yīng)取電源本身的顯示值。防止穩(wěn)壓電源兩個(gè)輸出端碰線短路。八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告思考題1.已知某支路電流約為3mA，現(xiàn)有量程分別為5mA和10mA的兩塊電流表，兩塊電流表的精度一樣，應(yīng)選擇哪一塊電流表進(jìn)行測量，為什么？2.電壓降與電位的區(qū)別是什么？3.用支路電流法計(jì)算電流值I1、I2、I3。實(shí)驗(yàn)二疊加原理的驗(yàn)證一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.驗(yàn)證線性電路疊加原理的正確性。2熟練掌握穩(wěn)壓電源、直流電流表、直流電壓表的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1.雙路穩(wěn)壓電源1臺2.直流電流表1塊3.直流電壓表1塊4.實(shí)驗(yàn)線路板1塊5.電流插板1塊三、原理說明疊加原理指出：在有多個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中，通過每一個(gè)元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟實(shí)驗(yàn)線路圖實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將兩路穩(wěn)壓源的輸出分別調(diào)節(jié)為8V和5V，接入U(xiǎn)1和U2處。令U1電源單獨(dú)作用（將開關(guān)K1投向U1側(cè)，開關(guān)K2投向短路側(cè)）。用直流數(shù)字電壓表和毫安表（接電流插頭）測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表2-1中。令U2電源單獨(dú)作用（將開關(guān)K1投向短路側(cè)，開關(guān)K2投向U2側(cè)），重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟1）的測量和記錄，數(shù)據(jù)記入表2-1。令U1和U2共同作用（開關(guān)K1和K2分別投向U1和U2側(cè)），重復(fù)上述的測量和記錄，數(shù)據(jù)記入表2-1。3.3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表2-1I1I2I3計(jì)算值測量值計(jì)算值測量值計(jì)算值測量值U1V=8單獨(dú)作用U2V=5單獨(dú)作用U1、U2共同作用4*選做部分被測電量數(shù)值測量條件此部分內(nèi)容不做要求，感興趣的同學(xué)可自由選擇完成R5（330Ω）換成二極管1N4007（即將開關(guān)K3投向二極管IN4007側(cè)），重復(fù)1）～4）的測量過程，數(shù)據(jù)記入表2-2。表表2-2I1I2I3計(jì)算值測量值計(jì)算值測量值計(jì)算值測量值U1V=8單獨(dú)作用U2V=5單獨(dú)作用U1、U2共同作用被測電量數(shù)值測量條件五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)用電流插頭測量各支路電流時(shí)，或者用電壓表測量電壓降時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性，正確判斷測得值的＋、－號后，記入數(shù)據(jù)表格。注意儀表量程的及時(shí)更換。六、實(shí)驗(yàn)思考題1.在疊加原理實(shí)驗(yàn)中，要令U1、U2分別單獨(dú)作用，應(yīng)如何操作？可否直接將不作用的電源（U1或U2）短接置零？2*.實(shí)驗(yàn)電路中，若有一個(gè)電阻器改為二極管，試問疊加原理的迭加性還成立嗎？實(shí)驗(yàn)三日光燈電路及交流功率的測量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．研究正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓、電流相量之間的關(guān)系。掌握日光燈線路的接線。理解改善電路功率因數(shù)的意義并掌握其方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備GDS-01電源控制屏GDS-11交流電壓表GDS-12交流電流表GDS-13功率、功率因數(shù)表GDS-09熒光燈、可變電容三、原理說明日光燈線路如圖5-1所示，圖中R是日光燈管，L是鎮(zhèn)流器，C是補(bǔ)償電容器，用以改善電路的功率因數(shù)（cosφ值）。有關(guān)日光燈的工作原理請自行翻閱有關(guān)資料。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與記錄實(shí)驗(yàn)線路圖圖4-1日光燈線路實(shí)驗(yàn)步驟按圖接線。線路接好后，必須經(jīng)過老師檢查，方能通電；不允許自己擅自通電，以免造成人身傷害和設(shè)備損壞。數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)記錄測量數(shù)據(jù)被測量內(nèi)容測量值UURULIILICPcosφ未接入電容接入電容五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)本實(shí)驗(yàn)用交流市電220V，務(wù)必注意用電和人身安全。功率表要正確接入電路。線路接線正確，日光燈不能啟輝時(shí)，應(yīng)檢查啟輝器及其接觸是否良好。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告討論1.計(jì)算接入電容器C前后的功率因數(shù)的變化量Δcosφ，寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并分析與理論是否相符合。2.定性分析U與UR、UL的相量關(guān)系，并畫出其相量圖。3.簡述提高功率因數(shù)的方法及意義。實(shí)驗(yàn)四三相交流電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)三相交流電路中負(fù)載為星形（或稱Y形）的連接方法。驗(yàn)證三相交流電路的基本理論。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備GDS-01電源控制屏GDS-11交流電壓表GDS-12交流電流表GDS-08三相燈負(fù)載GDS-09和GDS-06電流插板三、實(shí)驗(yàn)步驟與數(shù)據(jù)1.負(fù)載為星形連接時(shí)：（1）實(shí)驗(yàn)線路圖實(shí)驗(yàn)步驟按圖連接電路，經(jīng)老師檢查無誤后，通電測量。三相電路接成星形連接，且每相開亮3只燈，構(gòu)成對稱星形連接負(fù)載。分別測量有中線時(shí)各線電壓、相電壓及中點(diǎn)O與負(fù)載星形點(diǎn)O′之間的電壓UOOˊ；分別測量各相電流及中線上電流IO，并將所測數(shù)據(jù)記錄于表6-1中。三相電路仍保持星形連接，而每相開亮的燈數(shù)不同，使A相亮1只燈，B相亮2只燈，C相亮3只燈，構(gòu)成不對稱星形連接負(fù)載，分別重新測量1）中各電路參數(shù)，并將所測數(shù)據(jù)記錄于表6-1中。斷開電源，將中線斷開；經(jīng)檢查無誤后，接通電源。4)三相電路仍保持星形連接，使負(fù)載對稱，每相亮3只燈，測量各電路參數(shù)，填入表6-1中。再將負(fù)載調(diào)成不對稱情況（A相亮1只燈，B相亮2只燈，C相亮3只燈），測量不對稱時(shí)的各電路參數(shù)，注意觀察燈亮情況，并將所測數(shù)據(jù)記錄于表6-1中。5）三相電路負(fù)載為星形連接的數(shù)據(jù)全都測完之后，按下電源控制屏GDS-01上紅色的“斷”開關(guān)，將鑰匙開關(guān)扭至左側(cè)“關(guān)”的位置，斷開電源。數(shù)據(jù)記錄表表6-1線電壓相電壓UOO’相電流IoUABUBCUCAUAUBUCIAIBIC有中線負(fù)載對稱負(fù)載不對稱無中線負(fù)載對稱負(fù)載不對稱測被量數(shù)據(jù)負(fù)載四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告討論1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，討論三相電路的線電壓與相電壓、線電流與相電流之間的關(guān)系。2.分析當(dāng)三相電路為星形連接負(fù)載不對稱時(shí)，各相燈亮的情況，