电路各实验思考题

戴维宁定理

1.举例说明测量一个线性有源二端网络的开路电压

oc

U和等效入端电阻

R的两种方法。

答：测开路电压

oc

U：

方法一：直接测量

在有源二端网络输出端开路时，直接用电压表接开路两端，

即可测其输出端的开路电压

oc

U。

方法二：零示法（如右图所示）

在有源二端网络输出端外加一个与

oc

U反向的可调的稳压

源U。慢慢调节稳压源U，

使被测电路中的电流表示数为零。

根据补偿法可知

oc

U等于稳压电源电压U。（如右图所示）

测等效入端电阻

R

方法一：开路电压、短路电流法

在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压

oc

U，然后再将

其输出端短路，用电流表测其短路电流

SC

I，则等效内阻为：

SC

oc

I

U

R=

因此，只要测出有源二端网络的开路电压

oc

U和短路电流

SC

I,

R就可得出，这种方法最简便。但是，对于不允许将外部电路直接短路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏网络内部的器件时），不能采用此法。

方法二：外加电源法

令含源一端口网络中的所有独立电源置零，然后在端口处加一给定电压U，测得流入端

口的电流I（如右图）,则：

I

U

R=

也可以在端口处接入电流源I＇，测得端口电源U＇（如右图），则：

'

'

0I

U

R=

2.通常直流稳压电源的输出端不允许短路，直流恒流源的输出端不允许开路，为什么？

如果电压源短路，会把电源给烧坏，相当于负载无限小，功率

R

U

P

2

=为无穷大。

如果电流源开路，相当于负载无穷大，那么功率R

I

P2

=为无穷大，也会烧坏电流源。

3.电压源与电流源的外特性为什么呈下降趋势，稳压源和恒流源的输出在任何负载下是否保持恒值？

因为电压源有一定内阻，随着负载的增大，内阻的压降也增大，因此外特性呈下降趋势。

A

+-

U

+

+

-

-

R

oc

U

电流源实际也有一个内阻，是与理想恒流源并联的，当电压增加时，同样由于内阻的存在，输出的电流就会减少，因此，电流源的外特性也呈下降的趋势。

不是。当负载大于稳压源对电压稳定能力时，就不能再保持电压稳定了，若负载进一步增加，最终稳压源将烧坏。

实际的恒流源的控制能力一般都有一定的范围，在这个范围内恒流源的恒流性能较好，可以基本保持恒流，但超出恒流源的恒流范围后，它同样不具有恒流能力了，进一步增加输出的功率，恒流源也将损坏。

功率因数的提高

1．为提高电路功率因数所并联的电容器的电容值是否越大越好？

答：不是。

功率因数由1cos ϕ提高到2cos ϕ，并联电容、无功容量的确定：

U &L

由上述向量图，有：21sin sin ϕϕI I I L C -= 代入上式，得将 cos , cos

1

2ϕϕU P I U P I L ==

)tan tan (21CU U

P I C ωϕϕ=-=

)tan tan ( 212

ϕϕω-=U P C )tan tan (212φP CU Q C -==φω

综上所述可知，补偿容量不同功率因素提高也不一样：

欠补偿：功率因素提高适合。

全补偿：电容设备投资增加,经济效果不明显。

过补偿：使功率因数又由高变低（性质不同）。

综合考虑，功率因素提高到适当值为宜（0.95左右）。

2. 说明电容值的改变对负载的有功功率P 、总电流I ，日光灯支路电流RL I 有何影响？ 答：电容值的改变并不会影响负载的有功功率及日光灯支路的电流。

3． 提高电路的功率因数为什么只采用并联电容法，而不采用串联法？

答：因为串联电容虽然也可以提高功率因数，但它会使电路中的电流增大，从而增大日光灯的有功功率，可能会超过它的额定功率而使日光灯损坏。

5. 为了改变电路的功率因数常在感性负载上并联电容器此时增加了一条电流支路问电路的总电流增大还是减小，此时感性原件上的电流和功率是否改变？

答：总电流减小；此时感性原件上的电流和功率不变。

三相电路

1. 采用三相四线制时，为什么中线上不允许装保险丝？ 答：会增加"断零"的可能性，如开关拉开。开关接触不良"断零"后接在三相四线上的220V 负载相当于星形联接接在380V 上,然而三相负载不可能是平衡的,负载轻的一相电压最高,使这一相上的220V 设备大量烧坏，而对单相负荷则不可能有回路。“断零”后会造成中性线对地电压升高,增加触电的可能性。因此，规定在中线上不允许安装熔断器和开关设备，并选择机械强度高的导线。

2. 本实验中为什么要将每相负载设为两个40W 灯泡的串联？

答：

3. 试说明对称三相电路中的3关系。

答：在三相电路的星形连接中，在电源和负载都对称情况下，线电压与相电压的数值关系为线电压是相电压的3倍，即 ：P l U U 3=。

在三相电路的三角形联接中，线电压恒等于相电压。两线电流则为两个相电流的矢量差，当电源和负载都对称时，线电流在数值上为相电流的3倍，即 p l I I 3=。

4. 试分析三相对称星形负载一相开路时各相电压的变化情况（设A 相负载开路）（了解）。 答：实验数据表明当三相对称星形负载B 相开路时，在有中线的情况下，即使负载不对称，各相负载都可以得到对称的电压。在无中线的情况下，负载不对称则导致各相负载获得的电压不对称。阻抗小的负载获得的电压很低，导致负载无法工作；而阻抗大的负载获得的电压与线电压相同，可能会导致负载烧毁。

由此可推出中线的作用：无论负载对称与否，只要有中线，就可以保证各相负载获得对称的相电压，安全供电。如果没有的话，在三相负载不对称时会造成三相负载获得的电压不相等，导致有的负载相电压高（甚至高过额定电压），有的负载的相电压降低，导致负载无法正常工作。

5. 用实验结果分析，三相对称星形负载一相短路时各相电压的变化情况（设B 相负载短

路）。

答： 实验数据表明B 相负载短路后，相电压220AO U V =，0BO U V =，220CO U V =。相电压提高到了220V ，若线电压是380V ，则B 相短路后A 相电压和C 相电压会升高到380V ，两相负载获得的电压将会高于负载的额定工作电压，甚至会烧坏负载设备。

三相电路的功率测量

1．在图中，如何根据两只功率表的读数的大小判别负载的性质