三相电路的电压与电流实验(精)
三相电路的电压与电流
1. 实验目的
（1）验证三相对称负载星形联结和三角形联结时，其线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系。
（2）观察三相对称和不对称负载星形联结时中线的作用。
（3）观察三相不对称负载三角形联结时，其线电流与相电流之间的关系。
2. 实验预习要求
（1）复习有关三相交流电源特征的内容。
（2）完成下列预习题：
①画出三相对称负载星形联结和三角形联结时，其线电压与相电压、线电流与相电流的相量图。
②计算图中电路各元件上的电压和流经各元件的电流。
3. 实验参考电路
图1 三相负载星形联结电路
图2 三相负载三角形联结电路
4. 实验内容和步骤
（1）按图1所示的电路接线，并接通电源。用万用表的交流电压档测量三相对称负载（开关S1断开）无中线（开关S2断开）时负载的中点N'与电源的中点N 之间的电压，以此来判断负载是否对称，若存在较严重的不对称时（UNN
10V），则用调换部分负载（白炽灯）
'
的方法，尽量设法使该三相负载对称。
（2）测量三相对称负载（开关S1断开）有中线（开关S2闭合）时，各线电压、相电压、中点电压、相电流和中线电流的值，并记入表1中。
（3）测量三相对称负载（开关S1断开）无中线（开关S2断开）时，上述各电压、电流值，并记入表1中。
（4）测量三相不对称负载（开关S1闭合）有中线（开关S2闭合）时，各线电压、相电压、中点电压、相电流和中线电流的值，并记入表1中。
（5）测量三相不对称负载（开关S1闭合）无中线（开关S2断开）时，上述各电压、电流值，并记入表1中。
（6）按图2所示的电路接线，并接通电源。
（7）测量三相对称负载（开关S断开）时的线电压、线电流和相电流，并记入表2中。（8）测量三相不对称负载（开关S闭合）时的线电压、线电流和相电流，并记入表2中。
表2 三相负载三角形联结实验测试记录表
5. 实验设备和仪器
（1）电工实验台 1套（2）单掷单刀开关 1套（3）数字万用表 1只
6. 实验注意事项
（1）本实验直接采用（380/220）V三相电源（在三角形联结时如仍用白炽灯作为负载，因白炽灯额定电压多为220V，此时可考虑用两个白炽灯串联使用。有条件的也可用（220/127）V电压等级的三相电源），在实验过程中，要特别注意用电安全。（2）根据负载的大小及电压的等级选择合适的仪表量限。
7. 实验报告要求
（1）计算实验预习中所要求的电压与电流。（2）思考题：
①为什么在三相四线制供电的照明电路中，中线不安装熔丝？
②在三相三线制供电的照明系统中（380/220）V,已知负载分别为
40W/220V,60W/220V和100W/220V的白炽灯（星形联结），试分析其运行状态。
电压比较器实验
实验报告 课程名称：___模拟电子技术实验____________指导老师：_ ___ _成绩：__________________ 实验名称：________实验类型：_EDA___________同组学生姓名：__ __ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一. 实验目的 1．了解电压比较器与运算放大器的性能区别； 2．掌握电压比较器的结构及特点； 3．掌握电压比较器电压传输特性的测试方法； 4．学习比较器在电路设计中的应用。 二. 实验内容 1 .过零电压比较器 2 .单门限电压比较器 3 .滞回电压比较器 4 .窗口电压比较器 5 .三态电压比较器 三．实验原理 比较器的输出结构 集电极开路输出比较器 集电极/发射极开路输出比较器
漏极开路输出比较器 推挽式输出比较器 ● 过零电压比较器电路 : 过零电压比较器是电压比较电路的基本结构，它可将交流信号转化为同频率的双极性矩形波。常用于测量正弦波的频率相位等。当输入电压 时，输出 ；反之，当输入电压 时，输出 。 ● 基本单门限比较器电路 单门限比较器的输入信号V in 接比较器的同相输入端，反相输入端接参考电压V ref （门限电平） 。当输入电压V in >V ref 时，输出为高电平V OH ；当输入电压V in 图7-1 1． 在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。 2． 在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比 1． 通过实验探究发现：在__________一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体两 端的电压成___________比；在____________一定的情况下，通过导体的电流跟这段导体的 电阻成___________比。 2．在某电阻的两端加6 V 的电压时，通过它的电流是0.3 A ；若使通过它的电流是0.1 A ，应在这个电阻的两端加___________V 的电压。 3． 如图7-1所示是研究电流与电压、电阻的关系的电路图，实验分“保持电阻不变” 和“保持电压不变”两步进行。在“保持电阻不变”这一步实验时 应（ ） A ．保持R 2滑片的位置不动 B ．保持R 2两端的电压不变 C ．保持R 1不变，调节R 2滑片到不同的适当位置 D ．保持电路中电流不变 4．分别将U 1=4V 、U 2=6V 两个不同的电压加在某段导体的两端，则两次通过该导体的电 流之比为（ ） A ．3:2 B ．2:3 C ．1:1 D ．1:2 5．在研究电流跟电压、电阻的关系实验中，当研究电流与电阻的关系时，应该 ( ) A ．调节滑动变阻器，使电路中的电流保持不变 B ．调节滑动变阻器，使不同的定值电阻R 两端的电压保持不变 C ．使电阻R 两端电压成倍数变化 D ．每次测量时都要使电路中的电流成倍数变化 6．一个用电器两端的电压增大到原来的2倍，则通过该用电器的电流 （ ） A ．增大到原来的4倍 B ．增大到原来的2倍 C ．减小到原来的1/4 D ．减小到原来的1/2 1．用下图7-2的实验装置来研究电流跟电压的关系。 (1)用铅笔代替导线连接图7-2实物图（测导线AB 电阻时）。 （2）用导线AB 和用导线CD 的实验记录分别如表1和表2： 表一： 表二： 基础运用 能力拓展 用电压表和电流表测电阻实验报告（人教版） 1、实验目的：_______________________________________________________ 2、实验器材：__________、__________、__________、__________、__________、 __________、_________________。 3、实验电路图：(如右图所示) 4、实验原理：______________________ 5、实验注意事项： 压表都应处于最大量程，滑动变阻器的电阻处于电阻最大的状态，开关应断开。 ②连接完毕，能够试触一下，闭合开关，如发现指针摆动过大，指针反向偏转等情况，应立即断开电源，避免损坏电表。 ③用滑动变阻器改变电路中电流时，电表的量程要恰当，选择电表的量程过大，指针偏转过小，会影响读数的精确度，电表每次的读数相差要尽量大些，以减小实验误差。 ④数据处理可采用计算法，即根据每一组的电压和电流强度值，根据R U I 计算电阻 值，再取平均值。 6、实验步骤： A．按电路图连接线，此时电键应处于断开状态，且让滑动变阻器，处于最大电阻值。 B．估算或用试触确定所选伏特表和安培表量程是否恰当，若不当，则调整。 C．检查电路无误后，接通电路，开始实验。 D．闭合开关，观察和记录安培表，伏特表的示数填入下面表格中（或自己设计表格）。 E．改变滑动变阻器滑动片的位置，重复步骤D，并根据欧姆定律计算出三次测量的 平均值。 数据 次数 U（伏）I（安）Rx(欧) Rx的平均值(欧) 1 2 3 （3）计算出Rx的三次阻值，求出Rx的平均值。Rx=(Rx1+Rx2+Rx3)/3 7、实验结果：Rx=(R1+R2+R3)/3＝_______________________=________欧姆 8、整理器材：实验完毕要整理好仪器。 ☆☆☆(实验要求：积极动手，按要求操作，记录数据、计算结果要实事求是。实 验完毕后，将导线取下捆成一捆，并将仪器排放整齐。) ☆☆☆ 1.★串联、并联电路的特点： 在使用欧姆定律对电路实行判定和计算时必须要充分利用串联，并联电路的特点。 1、串联电路的特点： ⑴在串联电路中，电流强度处处相等 用公式写出为I总＝I1＝I2＝I3＝…… ⑵在串联电路中，总电压等于各段电压之和 `实验报告 课程名称：电路与电子技术实验指导老师：成绩： 实验名称：电压比较器及其应用实验类型：电子电路实验同组学生姓名： 一、实验目的二、实验内容 三、主要仪器设备四、实验数据记录、处理与分析 五、思考题及实验心得 一、实验目的 1．了解电压比较器与运算放大器的性能区别； 2．掌握电压比较器的结构及特点； 3．掌握电压比较器电压传输特性的测试方法； 4．学习比较器在电路设计中的应用。 二、实验内容及原理 实验内容 1．设计过零电压比较器电路，反相输入端接地，同相输入端接1kHz、1V正弦波信号，测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线。 2．设计单门限电压比较器电路，同相输入端接1V直流电压，反相输入端接1kHz、1V正弦波信号，测量3．并绘制输出波形和电压传输特性曲线。 4．设计反相输入（下行）滞回电压比较器，反相输入端接1kHz、1V正弦波信号，测量并绘制输出波形 和电压传输特性曲线。 5．设计窗口电压比较器电路，输入为1kHz、5V三角波信号，设置参考电压Vref1为1V直流电压，参考电压Vref2为4V直流电压，测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线。 6．设计三态电压比较器电路，输入电压信号Vin为1kHz、5V三角波信号，当输入Vin 电流与电压和电阻的关系 一、教材及学情分析 电流跟电压、电阻的关系实际上就是欧姆定律，它是电学中的基本定律，是进一步学习电学知识和分析电路的基础，是本章的重点。要求学生通过探究活动得出，从而更进一步体验科学探究的方法。这一节综合性较强，从知识上讲，要用到电路、电流、电压和电阻的概念；从技能上讲，要用到电流表、电压表和滑动变阻器等。学生要通过自己的实验得出欧姆定律，最关键的是实验方法。学生对实验方法的掌握既是重点也是难点，这个实验难度比较大，主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面，学生出现错误的可能性也比较大，所以实验的评估和交流也比较重要。 课本是在前面“电流”、“电路”、“电压”、“电阻”等知识学习的基础上，推断出电流与电压、电阻的定性关系。这样处理：一是给接下来的实验结果做了铺垫，不致使学生感到突然；二是目的明确，使学生对将要探究的问题产生强烈的愿望，想要证实一下这个推断。有了定性的关系，又知道电流是可以用电流表测量的物理量，电压是可以用电压表测量的物理量，电阻也是可测量的物理量。在此基础上就可以引出“探究电流与电压、电阻会不会有定量关系”的问题 本节课“探究电流跟电压、电阻的关系”是一个完整的科学探究过程，让学生经历科学的探究，学习科学猜想、设计实验、设计实验表格、分析论证、感悟科学方法。因此这节课无论在知识学习上还是在培养学生运用知识解决实际问题的能力上都具有十分重要的作用。所以教学中，在注重学生的理论联系实际能力的同时，更要关注学生的科学探究能力的提高。 二、教学目标 1．知识与技能 ①使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。 ②通过实验认识电流、电压和电阻的关系。 ③会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。 2．过程与方法 ①根据已有的知识猜测未知的知识。 电位差计校准电流表 3 、电位差计的标准 要想使回路的工作电流等于设计时规定的标准值I O ，必须对电位差计进行校准。方法如图所示。E S 是已知的标准电动势，根据它的大小，取cd 间电阻为R cd ，使R cd =E S /I O ，将开关K 倒向E S ，调节R 使检流计指针无偏转，电路达到补偿，这时I O 满足关系I O = E S /R cd ，由于已知的E S 、R cd 都相当准确，所以I O 就被精确地校准到标准值，要注意测量时R 不可再调，否则工作电流不再等于I O 。 4﹑电流表的校准 校正电流表的电路如图5-20-4所示，图中毫安表为被校准电流表，R 为限流器，s R 为标准电阻，有４个接头，上面两个是电流接头，接电流表，下面两个是电压接头，接电位差计。电位差计可测出s R 上的电压s U ，则流过s R E R a b c d Es Ex K 图5-20-4 电位差计校正电流表电路 中电流的实际值为s s R U I /0= 在毫安表上读出电流指示值I ，与0I 进行比较，其差值0I I I -=?称为电流表指示值的绝对误差。找出所测值中的最大绝对误差m I ?，按式（0-0-1）确定电流表级别。 %100??= 量限 m I a （0-0-1） 电路实物图: 五、实验内容及步骤 1、校准学生式电位差计 使用电位差计之前，先要进行校准，使电流达到规定值。先放好R A 、R B 和R C ，使其电压刻度等于标准电池电动势，取掉检流计上短路线，用所附导线将K 1、K 2、K 3、G 、R 、R b 和电位差计等各相应端钮间按原理线路图进行连接，经反复检查无误后，接入工作电源E ，标准电池E S 和待测电动势E X ，R b 先取电阻箱的最大值，（使用时如果检流计不稳定，可将其值调小，直到检流计稳定为止），合上K 1、K 3，将K 2推向E S （间歇使用），并同时调节R ，使检流计无偏转（指零），为了增加检流计灵敏度，应逐步减少R b ，如此反复开、合K 2 ，确认检流计中无电流流过时，则I O 已达到规定值。 `实验报告 课程名称： 电路与电子技术实验 指导老师： 周箭 成绩： 实验名称： 电压比较器及其应用 实验类型： 电子电路实验 同组学生姓名： 邓江毅 一、实验目的 二、实验内容 三、主要仪器设备 四、实验数据记录、处理与分析 五、思考题及实验心得 一、实验目的 1．了解电压比较器与运算放大器的性能区别； 2．掌握电压比较器的结构及特点； 3．掌握电压比较器电压传输特性的测试方法； 4．学习比较器在电路设计中的应用。 二、实验数据记录、处理与分析 ① 【过零电压比较器电路】 过零电压比较器是电压比较电路的基本结构，它可将交流信号转化为同频率的双极性矩形波。常用于测量正弦波的频率相位等。当输入电压 时，输出；反之，当输入电压时，输 出 。 实验仿真: 专业：电气工程卓越人才 姓名： 卢倚平 学号： 3150101215 日期： 4.1 地点： 东3 404 85 实测实验记录： 由于时间不足，没有做过零比较器的相关实测 ②【基本单门限比较器电路】 单门限比较器的输入信号Vin 接比较器的同相输入端，反相输入端接参考电压Vref（门限电平）。当输入电压Vin>Vref 时，输出为高电平VOH；当输入电压Vin 实验五电压比较器实验 一、实验目的 熟练掌握用运算放大器构成比较器电路的特点。 学会测试比较器的方法。 二、实验设备 1.TX0833 19电源板（±15v） 2.双踪示波器 3.TX0531 29多功能信号发生器 4.交流毫伏表 5.TX0531 18直流电压表 6.TX0833 04运算放大器实验板 7.TX0533 25双路直流稳压电源 三、实验内容 1.过零电压比较器。 （1）按图5-1联接好过零电压比较器电路。 （2）测量u i未输入信号且悬空时的u O值。 （3）u i输入f=500Hz，幅值为2V的正弦信号，用双踪示波器观测u i、u O的波形，并将其记入表5-1 表5-1 f=500Hz u i=2V （4）改变输入信号u i的幅值，可由双路可调稳压电源提供下面表5-2的一组u i的电平值，测量传输特性曲线，并将其记入表5-2，并将曲线描绘于下面的直角坐标中。 表5-2 *（5）如果a，b端跨接稳压管，或b端对地接稳压管，其传输特性曲线如何？可用示波器观察并记录。此实验参考电路如图5-2 2.任意电平比较器。 u OH = +15V u OL = -15V 按图5-3联接好任意电平的比较器电路。 令u R =2V ，按表5-3，使u i 为表中所列的一组电压数值，测u O 的电压数值，将其记入表5-3 令u R =-2V ，按表5-3，使u i 为表中所列的一组电压数值，测u O 的电压数值，将其记入表5-3 表5-3 （1）按图5-4联接好滞后电压比较器。 （2）按照前面的比较器实验经验，自行构思，并用示器来观测，不难发现滞后电压比较器为一具有上、下门限电平的比较器。这里提供给大家上、下门限值的计算公式，供实验中参考。 当输出电压为u OH 时，同相端的电压为2 12f f OH R f f R R V V V R R R R '=?+?++（上门限） 三相交流电路电压及电流的测量 一、实验目的 1、掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接法下线、相电压，线、相电流之间的关系。 2、充分理解三相四线供电系统中中线的作用。 二、原理说明 1、三相负载可接成星形（又称“Y”接）三角形（又称“?”接）当三相对称负载做Y 形联接时，线电压U 1是相电压U P 的3倍，线电流I 1 ，等于相电流I P ，即U 1 =3U P， I 1=I P 当采用三相四线制接法时，流过中线的电流I O =0，所以可以省去中线。 当对称三相负载作?形联接时，有 I 1 =3I P，U1=U P 2、不对称三相负载做U联接时，必须采用三相四线制接法，即Y O 接法。而且中线必须 牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。 倘若中线开断，会导致三相负载电压的不对称，致使负载的那一相的相电压过高，使负载遭受损坏：负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作。尤其是对于三相照明负载， 无条件地一律采用Y O 接法。 3、对于不对称负载作?接时，I1≠3I P，但只要电源的线电压U1对称，加在三相负 序号名称型号与规格数量备注 1 三相交流电源3?0～220V 1 主控屏 2 三相自耦调压器 1 主控屏 3 交流电压表 1 DG07 4 交流电流表 1 DG08 5 三相灯组负载15W/220V 白炽灯9 DG02 6 专用测试导线若干 1、三相负载星形联接（三相四线制供电）即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源，并将三相调压器的旋柄置于三相电压输出为OV的位置，经知道教师检查后，方可合上三相电源开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相线嗲那为220V，按数据表格所列各项要求分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流（相电流）、中线电流、电流与负载中点间的电压，记录之，并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。 自动化与电气工程学院 电子技术课程设计报告 题目数字电压表的制作 专业 班级 学号 学生姓名 指导教师 二○一三年七月 一、课程设计的目的与意义 1.课程设计的主要目的，是通过电子技术综合设计，熟悉一般电子电路综合设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体的设计方法。 2.同时了解双积分式A/D转换器ICL7107的性能及其引脚功能，熟悉集成电路ICL7107构成直流数字电压表的使用方法，并掌握其在电路中的工作原理。 3.通过设计也有助于复习和巩固以往的模电、数电内容，达到灵活应用的目的。在完成设计后还要将设计的电路进行安、调试以加强学生的动手能力。在此过过程中培养从事设计工作的整体观念。 4.利用双积分式A/D转换器ICL7107设计一数字电压表，量程为-1.99—+1.99，通过七段数码管显示。 二、电路原理图 数字电压表原理图 三、课程设计的元器件 1.课程设计所使用的元器件清单： 2.主要元器件介绍 （1）芯片ICL7107： ICL7107的工作原理 双积分型A/D转换器ICL7107是一种间接A/D转换器。它通过对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用脉冲时间间隔，进而得出相应的数字性输出。 它的原理性框图如图所示，它包括积分器、比较器、计数器，控制逻辑和时钟信号源。积分器是A/D转换器的心脏，在一个测量周期内，积分器先后对输入信号电压和基 准电压进行两次积分。比较器将积分器的输出信号与零电平进行比较，比较的结果作为数字电路的控制信一号。时钟信号源的标准周期Tc 作为测量时间间隔的标准时间。它是由内部的两个反向器以及外部的RC组成的。其振荡周期Tc=2RCIn1.5=2.2RC 。 ICL7106A/D转换器原理图 计数器对反向积分过程的时钟脉冲进行计数。控制逻辑包括分频器、译码器、相位驱动器、控制器和锁存器。 分频器用来对时钟脉冲逐渐分频，得到所需的计数脉冲fc和共阳极LED数码管公共电极所需的方波信号fc。 译码器为BCD-7段译码器，将计数器的BCD码译成LED数码管七段笔画组成数字的相应编码。 驱动器是将译码器输出对应于共阳极数码管七段笔画的逻辑电平变成驱动相应笔画的方波。 控制器的作用有三个：第一，识别积分器的工作状态，适时发出控制信号，使各模拟开关接通或断开，A/D转换器能循环进行。第二，识别输入电压极性，控制LED 数码管的负号显示。第二，当输入电压超量限时发出溢出信号，使千位显示“1" ，其余码全部熄灭。 钓锁存器用来存放A/D转换的结果，锁存器的输出经译码器后驱动LED 。它的每个测量周期自动调零（AZ）、信号积分（INT）和反向积分（DE）三个阶段。 模电实验报告 实验 集成运放基本应用电压比较器 姓名： 学号： 班级： 院系： 指导老师： 2016年月日星期 目录 实验目的： (2) 实验器件与仪器： (2) 实验原理： (3) 实验内容： (4) 实验：集成运放基本应用电压比较器 实验目的： 1.掌握比较器的电路构成及特点。 2.学会测试比较器的方法。 实验器件与仪器： 实验原理： 电压比较器的功能是比较两个电压的大小。例如，将一个信号电压Ui和另一个参考电压Ur进行比较，在Ui>Ur和Ui 电压传输特性曲线 2、滞回电压比较器 滞回电压比较器是由集成运放外加反馈网络构成的正反馈电路，Ui为信号电压，Ur为参考电压值，输出端的稳压管使输出的高低电平值为±Uz。 电压传输特性曲线 可以看出，当输入电压从低逐渐升高或从高逐渐降低经过0电压时，Uo会从一个电平跳变为另一个电平，称0为过零比较器的阈值。阈值定义为当比较器的输出电平从一个电平跳变到另一个电平时对应的输入电压值。 实验内容： 1.过零比较器 (1)按图接线Vi悬空时测Vo的电压。 实验测得Vi悬空时测Vo的电压为3.8154V。 (2) Vi输入500HZ有效值为1V的正弦波，观察Vi和Vo波形并记录。 (3)改变Vi幅值，观察Vo变化。 增大Vi值测得Vi和Vo波形如下： 当Ui<0时，由于集成运放的输出电压Uo’=+Uom，使稳压管D2工作在稳压状态，所以输出电压Uo=Uz；当Ui>0时，由于集成运放的输出电压Uo’=-Uom，使稳压管D1工作在稳压状态,所以输出电压Uo=-Uz。 2.反相迟滞比较器 在三相电路中，三相电源及三相负载都有两种连接方式：星形连接和三角形连接。 8.2.1 星形连接 在图8.3所示的三相电路中，三相电压源及三相负载都是星形连接的。各相电压源的负极性端连接在一起，称为三根电源的中点或零点，用N 表示。各相电压源的正极性端A 、B 、C 引出，以便与负载相连。这就是星形连接方式，或称Y 形连接方式。三相负载Z A 、Z B 、Z C 也是星形连接的。各相负载的一端连接在一起，称为负载的中点或零点，用N ’表示。各相负载的另一端A ’、B ’、C ’引出后与电源连接。电源与负载相应各相的连接线AA ’、BB ’、CC ’称为端线。电源中点与负载中点的连线NN ’称为中线或零线。具有三根端线及一根中线的三相电路称为三相四线制电路；如果只接三根端线而不接中线，则称为三相三线制电路。 N -+-B I C I A E B E C E B - --+ + -+’ C ’ AN V BN V 图8.3 电源与负载均为星形连接的三相电路 在三相电路中，电源或负载各相的电压称为相电压。例如AN V g 、BN V g 、CN V g 为电源相电压，'' A N V g 、'' B N V g 、''C N V g 为负载相电压。端线之间的电压称为线电压。例如AB V g 、BC V g 、CA V g 是电源的线电压，'' A B V g 、'' B C V g 、''C A V g 是负载的线电压。流过电源或负载各相的电流称为相电流。流过各端线的电流称为线电流，流过中线的电流称为中线电流。 当电源或负载为星形连接时，线电压等于两个相应的相电压之差，例如在电源侧，各线电压为 大学物理实验报告 实验时间： 2016 年 3 月 14 日 实验名称： 电表的改装与校准 成绩： 学号： 73 实验目的： 班级： 自动化 153 班 姓名：廖俊智 1、测量微安表头的内电阻 R g ，量程 I g 2、掌握将 100uA 表头改装成 10mA 的电流表和 5V 电压表的方法； 3、学会校准电流表和电压表的方法。 图 3 实验仪器： 用于改装的微安表头、数字多用表、电阻箱、滑动变阻器、直流稳压电流、导线等。 实验原理： 1. 微安表头的内电阻 R g ，量程 I g 的测定 测量内阻 R g 的方法很多，本实验采用替代法。如图 1 所示。当被改电流计 ( 表头 ) 接在电路中 时，选择适当的电压 E 和 I E R R 值使表头满偏， 记下此时标准电流表的读数 a ；不改变电压 W 和 W 的 值，用电阻箱 R 13 替代被测电流计，调节电阻箱 R 13 的阻值使标准电流表的读数仍为 I a ，此时电阻 箱的阻值即为被测电流计的内阻 R g 。 + – mA 1 被改装电流计 + – ° ° mA ° 2 ° ° ° R 13 E R W １．将 A 表头改装成大量程的电流表 因为微安表头的满刻度电流 ( 量程 ) 很小，所以在使用表头测量较大的电流前， 需 要扩大它的电流量程。扩大量程的方法是，在表头两端并联一个阻值较小的电阻 R P （如图 1）使流过表头的电流只是总电流的一部分。表头和 R P 组成的整体就是电流 表。 R P 称为分流电阻。选用不同阻值的 R P 可以得到不同量程的电流表。 在图 1 中，当表头满度时，通过电流表的总电流为 I ，通过表 图 1 实验十二电压比较器 学院：信息科学与技术学院专业：电子信息工程 姓名：刘晓旭 学号：2011117147 一．实验目的 1.掌握电压比较电路的分析及计算 2.学会测试电压比较器的方法 二．实验仪器 双踪示波器，信号发生器，数字发生器，直流电源 三．预习要求 1.复习电压比较器的工作原理 2.计算图1实验电路的阈值，画出电路的电压传输特性曲线 3.分析各实验电路，画出当输入为正弦波时的输出波形图。 4.根据实验内容自拟实验数据记录表格。 四．实验原理 电压比较器（通常称为比较器）的功能是比较两个电压的大小。例如，将 一个信号电压u i 和另一参考电压U R 进行比较，在u I >U R 和u I 0 时，u o 为低电平 u i < 0 时，u o 为高电平 集成运放输出的高低电平值一般为最大输出正负电压值U 0m 。 图1.过零比较器 2.滞回电压比较器 滞回电压比较器是由集成运放外加反馈网络构成的正反馈电路，如图 2 所示。 u i 为信号电压，U R 为参考电压值，输出端的稳压管使输出的高低电平值为±U Z 。可以看出，此电路形成的反馈为正反馈电路。 图2反相滞回电压比较器 电压比较器的特性可以用电路的传输特性来描述，它是指输出电压的关系曲线，如图1（b)为过零比较器的电压传输特性曲线。 可以看出，当输出电压从低逐渐升高或从高逐渐降低讲过0电压时，u o 会从一个电平跳变为另一个电平，称0为过零比较器的阈值。阈值定义为当比较器的输出电平从一个电平跳变到另一个电平时对应的输入电压值。 滞回电压比较器的电压传输特性曲线如图2（b)所示。 曲线表明，当输入电压由低向高变化，经过阈值U TH1时，输出电平由高电平跳变为低电平。 3 221 R R U R U Z TH += 当输入电压从高向低变化经过阈值U TH2时，输出电压由低电平跳变为高电平， 3 222R R U R U Z TH +-= 3.电压比较器的测试 测试过零比较器时，可以用一个低频的正弦信号输入至比较器中，直接用双踪示波器监视输出和输入波形，当输入信号幅度适中时，可以发现输入电压大于0，小于0时，输出的高低电平变化波形，即将正弦波变换成方波。 滞回电压比较器测试时也可以用同样的方法，但是在示波器上读取上下阈值 三相电路的电压与电流 1. 实验目的 （1）验证三相对称负载星形联结和三角形联结时，其线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系。 （2）观察三相对称和不对称负载星形联结时中线的作用。 （3）观察三相不对称负载三角形联结时，其线电流与相电流之间的关系。 2. 实验预习要求 （1）复习有关三相交流电源特征的内容。 （2）完成下列预习题： ①画出三相对称负载星形联结和三角形联结时，其线电压与相电压、线电流与相电流的相量图。 ②计算图中电路各元件上的电压和流经各元件的电流。 3. 实验参考电路 图1 三相负载星形联结电路 图2 三相负载三角形联结电路 4. 实验内容和步骤 （1）按图1所示的电路接线，并接通电源。用万用表的交流电压档测量三相对称负载（开关S1断开）无中线（开关S2断开）时负载的中点N'与电源的中点N 之间的电压，以此来判断负载是否对称，若存在较严重的不对称时（UNN 10V），则用调换部分负载（白炽灯） ' 的方法，尽量设法使该三相负载对称。 （2）测量三相对称负载（开关S1断开）有中线（开关S2闭合）时，各线电压、相电压、中点电压、相电流和中线电流的值，并记入表1中。 （3）测量三相对称负载（开关S1断开）无中线（开关S2断开）时，上述各电压、电流值，并记入表1中。 （4）测量三相不对称负载（开关S1闭合）有中线（开关S2闭合）时，各线电压、相电压、中点电压、相电流和中线电流的值，并记入表1中。 （5）测量三相不对称负载（开关S1闭合）无中线（开关S2断开）时，上述各电压、电流值，并记入表1中。 （6）按图2所示的电路接线，并接通电源。 （7）测量三相对称负载（开关S断开）时的线电压、线电流和相电流，并记入表2中。（8）测量三相不对称负载（开关S闭合）时的线电压、线电流和相电流，并记入表2中。 表2 三相负载三角形联结实验测试记录表 本科实验报告 实验名称：电路仿真 实验1 叠加定理的验证 1.原理图编辑: 分别调出接地符、电阻R1、R2、R3、R4，直流电压源、直流电流源，电流表电压表（Group:Indicators, Family:VOLTMETER 或 AMMETER）注意电流表和电压表的参考方向），并按上图连接； 2. 设置电路参数： 电阻R1=R2=R3=R4=1Ω，直流电压源V1为12V，直流电流源 I1为10A。 3．实验步骤： 1）、点击运行按钮记录电压表电流表的值U1和I1； 2）、点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为0V，再次点击运行按钮记录电压表电流表的值U2和I2； 3）、点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为12V，将直流电流源的电流值设置为0A，再次点击运行按钮记录电压表电流表的值U3和I3； 4.根据叠加电路分析原理,每一元件的电流或电压可以看成是每一个独立源单独作用于电路时，在该元件上产生的电流或电压的代数和。 所以，正常情况下应有U1=U2+U3,I1=I2+I3; 经实验仿真： 当电压源和电流源共同作用时，U1=-1.6V I1=6.8A. 当电压源短路即设为0V,电流源作用时，U2=-4V I2=2A 当电压源作用，电流源断路即设为0A时，U3=2.4V I3=4.8A 所以有U1=U2+U3=-4+2.4=-1.6V I1=I2+I3=2+4.8=6.8A 验证了原理 实验2 并联谐振电路仿真 2.原理图编辑: 分别调出接地符、电阻R1、R2，电容C1，电感L1，信号源V1，按上图连接并修改按照例如修改电路的网络标号； 3.设置电路参数： 电阻R1=10Ω，电阻R2=2KΩ，电感L1=2.5mH,电容C1=40uF。信号源V1设置为AC=5v，Voff=0，Freqence=500Hz。 4.分析参数设置： AC分析：频率范围1HZ—100MHZ，纵坐标为10倍频程，扫描点数为10，观察输出节点为Vout响应。 TRAN分析：分析5个周期输出节点为Vout的时域响应。 实验结果： 要求将实验分析的数据保存 (包括图形和数据)，并验证结果是否正确，最后提交实验报告时需要将实验结果附在实验报告后。 根据并联谐振电路原理,谐振时节点out电压最大且谐振频率为w0=1/LC=1000 10，f0=w0/2 =503.29Hz 谐振时节点out电压 * 理论值由分压公式得u=2000/(2000+10)*5=4.9751V. 实验报告 课程名称：电路与电子技术实验指导老师：成绩： 实验名称：电压比较器及其应用实验类型：电子电路实验同组学生姓名： 一、实验目的二、实验内容 三、主要仪器设备四、实验数据记录、处理与分析 五、思考题及实验心得 一、实验目的 1．了解电压比较器与运算放大器的性能区别； 2．掌握电压比较器的结构及特点； 3．掌握电压比较器电压传输特性的测试方法； 4．学习比较器在电路设计中的应用。 二、实验内容及原理 实验内容 1．设计过零电压比较器电路，反相输入端接地，同相输入端接1kHz、1V正弦波信号，测量并绘制输出 波形和电压传输特性曲线。 2．设计单门限电压比较器电路，同相输入端接1V直流电压，反相输入端接1kHz、1V正弦波信号，测 量3．并绘制输出波形和电压传输特性曲线。 4．设计反相输入（下行）滞回电压比较器，反相输入端接1kHz、1V正弦波信号，测量并绘制输出波形 和电压传输特性曲线。 5．设计窗口电压比较器电路，输入为1kHz、5V三角波信号，设置参考电压Vref1为1V直流电压，参 考电压Vref2为4V直流电压，测量并绘制输出波形和电压传输特性曲线。 6．设计三态电压比较器电路，输入电压信号Vin为1kHz、5V三角波信号，当输入Vin 三相交流电路电压、电流的分析与测量 一、实验目的 1．掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接法时线、相电压及线、相电流之间的关系。 2．充分理解三相四线供电系统中中线的作用。 二、原理说明 1．三相负载可接成星形（又称“Ｙ”接）或三角形(又称"△"接，当三相对称负载作Y 形联接时，线电压Ul 是相电压Up 的倍。线电流Il 等于相电流Ip，即 Ul＝Up Il＝Ip 当采用三相四线制接法时，，流过中线的电流I0＝0，所以可以省去中线。 当对称三相负载作△形联接时，有 I1=Ip, U1=Up 2．不对称三相负载作Y 联接时,必须采用三相四线制接法，即Y0 接法。而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。 倘若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作。尤其是对于三相照明负载，无条件地一律采用Y0 接法。 3．当不对称负载作△接时，Il≠Ip，但只要电源的线电压Ul 对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。 三、实验设备及器件 序号名称型号与规 格 数量备注 1三相交 流电源 3Φ 0～ 220V 1 2三相自 耦调压 器 1 3交流电 压表 1 4交流电 流表 1 5三相灯 组负载 40W/220V 白炽灯 9DGJ-04 6电门插 座 3DGJ-04 四、实验内容 1．三相负载星形联接（三相四线制供电） 按图6-3-3-1 线路组接实验电路。即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源,将三相调压器的旋柄置于三相电压输出为0V的位置，经指导教师检查后。方可合上三相电源开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V，按表6-3-3-1数据表格所列各项要求分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流（相电流）、中线电流、电源与负载中点的电压，记录之。并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。 图6-3-3-1 三相负载星形联接的实验线路 2．负载三角形联接（三相三线制供电） 按图6-3-3-2改接线路，经指导教师检查合格后接通三相电源，调节调压器，使其输出线电压为220V，并按表6-3-3-2数据表格要求进行测试 图6-3-3-2 三相负载三角形联接的实验线路 五、实验报告 1．三相负载根据什么条件作星形或三角形连接？ 答：一般电机功率大于11kw就采用星－三角启动，否则采用三角形直接启动，一般不采用星形接法。 2．试分析三相星形联接不对称负载在无中线情况下，当某相负载开路或短路时会出现什么情况？如果接上中线，情况又如何？ 答：在电源无中线且负载不对称情况下，那相的负载重那相的电压就低，如果接上中线，三相电压趋于平衡。 3．本次实验中为什么要通过三相调压器将380V 的市电线电压降为220V 的线电压使用？ 答：为了实验人的安全和设备的安全。 4．用实验测得的数据验证对称三相电路中的关系。 5．用实验数据和观察到的现象，总结三相四线供电系统中中线的作用。 答：当三相负载不对称时，中线提供各相电流的回路。 6．不对称三角形联接的负载，能否正常工作？实验是否能证明这一点？ 科学探究的主要步骤 ※一、提出问题 ※二、猜想与假设 ※三、设计实验 （一）实验原理 （二）实验装置图 （三）实验器材和规格 （三）实验步骤 （四）记录数据和现象的表格 四、进行试验 ※五、分析与论证 ※六、评估 七、交流与合作 ※最后：总结实验注意事项 第一方面：电学主要实验滑动变阻器复习提纲 1、原理——通过改变接入电路中电阻丝的长度，来改变电路中的电阻, 从而改变电路中的电流。 2、构造和铭牌意义一一200 Q:滑动变阻器的最大阻值 3、结构示意图和电路符号 电路符号 4、 变阻特点一一能够连续改变接入电路中的电阻值。 5、 接线方法一一 6、 使用方法一一与被调节电路（用电器）串联 7、 作用一一1、保护电路 2、改变所在电路中的电压分配或电流大小 8、 注意事项一一电流不能超过允许通过的最大电流值 9、 在日常生活中的应用 ——可调亮度的电灯 、可调热度的电锅 、 收音机的音量调节旋钮？…… 实验题目：导体的电阻一定时，通过导体的电流 和导体两 端电压的关系（研究欧姆定 律实验新教材方案） 一、提出问题： 通过前面的学习，同学们已经定性的知道： 加在导体两端的电压越高, 通过导体的电流就会越大；导体的电阻越大，通过导体的电流越小。现在 我们共同来探究：如果知道了一个导体的电阻值和它两端的电压值，能不 能计算出诵过它的电流呢？即诵过导体的电流与导体两端的电压和导体 的电阻有什么定量关系？ 二、 猜想与假设： 1、 电阻不变，电压越大，电流越 _______________________________ 。（填大”或小” 结构示蕙图 C D A B C 精殊揍法 D D C D 实验：电流、电压与电阻的关系 1.（2012?）在“探究通过导体的电流跟导体两端电压、电阻的关系”实验中： （1）本实验应采用的研究法是控制变量法． （2）在”研究电流与电压的关系“时，某同学连接了如图所示的电路，电路中有一根导线接错了，请你用笔在图中将接错的导线画上“×”，再把正确的接线画上． （3）在“研究电流与电阻的关系”时，把定值电阻10Ω换成15Ω，闭合开关后，下一步的操作是：将滑动变阻器的滑片向右（填“左”或“右”）移动，目的是保持电阻两端电压不变． （4）利用本实验的器材，你还能进行的实验有测量电阻．（写出一个实验即可） 2.（2012?）小强利用如图甲所示的电路，实验探究“保持电压不变时，电流跟电阻的关系”． 实验器材：电源（电压恒为4.5V），电流表、电压表各一只，一个开关，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），两只滑动变阻器（10Ω2A、20Ω1A），导线若干． （1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路连接完整． （2）实验中多次改变R的阻值，并得到多组实验数据，由这些数据得到如图丙所示的电流I随电 阻R变化的图象，由图象可得结论：电压不变时，电流与电阻成反比． ①在上述实验中，小强先用5Ω的电阻做完实验后，接着要改用10Ω的电阻继续做实验，应如具体操作？断开开关，把滑片P移到A端，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，闭合开关，移动滑片P 的位置，并观察电压表的示数变化，直到电压表的示数为2.5V时，读出电流表的示数． ②当小强改用15Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都无法使电压表的示数达到实验要求的值．小强不畏困难，经过认真思考，找出了原因，并利用现有的实验器材解决了问题，完成了实验．请你分析“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因是：滑动变阻器的最大阻值太小． 并请你想一想小强解决问题可能用到的两种法（同种法不能重复使用），并简要说明法一的理由．法一：换用最大阻值为20Ω的滑动变阻器． 理由：根据=，得：R滑=12Ω，故选用“20Ω1A”的滑动变阻器． 法二：在电路中再串联一个5Ω的定值电阻． 3.（2012?）某小组同学用图甲的电路图探究欧姆定律，实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω，电源电压为 4.5V． （1）在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时，选用了某一定值电阻，连接电路闭合开关后，移动变阻器的滑片P，当电流表的示数是0.28A时，电压表的示数如图乙所示，这时定值电阻两端的电压是2.8V，请帮助该小组设计一个记录实验数据的表格． （2）在探究“电阻上的电流跟电阻的关系”时，把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，下一步的操作是：将变阻器的滑片P向右（填“左”或“右”）移动，目的是保持定值电阻两端电压不变．电流与电压和电阻的关系练习题
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