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0R 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0R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： SCoc I U R =0 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 ,0R 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： IU R =0 也可以在端口处接入电流源I ＇，测得端口电源U ＇（如右图），则：''0IU R =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。

受控源的研究（了解）4．受控源与独立源相比有何异同点？答：相同点：受控源与独立源都分为电压源与电流源。

受控电压源具有电压源的特性，受控电流源具有电流源的特性，受控源的电路符号及特性与独立源有相似之处，它们都能提供电流或电压。

不同点：受控源又称“非独立”电源；独立电压源的电压或独立电流源的电流是独立量，而受控源的的电压或受控源的电流受电路中某部分电压或电流控制；受控电压源或受控电流源因控制量是电压或电流可分为电压控制电压源（VCVS ）、电压控制电流源（VCCS ）、电流控制电压源（CCVS ）和电流控制电流源（CCCS ）。

5．四种受控源中的μ、m g 、m r 和α的意义是什么？如何测得？答：μ：对于压控电压源（VCVS ），转移特性曲线为)(12U f U =。

而12/U U =μ称为压控电压源（VCVS ）的转移电压比（或电压增益）；m g ：对于压控电流源（VCCS ），转移特性曲线为)(12U f I =。

而 12/U I g m =称为压控电流源的转移电导。

m r ：对于流控电压源（CCVS ），转移特性曲线为)(12I f U =。

而12/I U r m = 称为流控电压源（CCVS ）的转移电阻。

α：对于流控电流源（CCCS ），转移特性曲线为)(12I f I =。

而12/I I =α称为流控电流源的转移电流比（或电流增益）。

功率因数的提高6．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 , cos12ϕϕU P I U P I L ==)tan tan (21CU UP I C ωϕϕ=-=)tan tan ( 212ϕϕω-=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）。

7. 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。

8． 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。

10. 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11.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。

12.本实验中为什么要将每相负载设为两个40W 灯泡的串联？答：13.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=。

14．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。

15.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16．（了解）功率表的工作原理。

答：功率表作为感应系仪表，是利用电磁感应原理制作的。

工作原理：电压线圈两端通过交流电压，线圈内产生交流电流，同时电流线圈也流入交流电流，由这两个交流产生的交变磁通，在铝盘中分别感应出一个电压主磁通和两个电流主磁通。

这三个磁通在铝盘中分别感应出三个涡旋，这三个涡旋和三个交变磁通相互作用产生转动力矩，驱使铝盘转动。

而转动力矩的大小是正比于负载的有功功率的。

若这段时间内负载的功率不变，得到公式：P C ω=。

P 为功率，C 为比例常数，ω为转动的角速度。

17．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答：在负载对称情况下：(1) 当负载为纯电阻时，两功率表的读数相同。

(2) 当负载的功率因数为0.5时，将有一个功率表的读数为零。

(3) 当负载的功率因数小于0.5时，将有一个功率表的读数为负值。

(4) 当负载的功率因数大于0.5时，两个功率表的读数均为正值。

18．对于照明负载来说，为什么中线上不允线接保险丝。

答：因为照明负载是不对称负载，中线上有电流，而且电流是变化，当电流变化使保险丝烧断，就会发生不对称负载无中线的情况。

19. 用二瓦法三瓦法测量三相四线制（不对称）负载功率，核算三相总功率时，两种方法得到的功率值不同，为什么，哪种对？答：因为三相四线制（不对称）负载时，中线上有电流，两瓦法测量的是电路上消耗的总功率，而三瓦法测量的是各相负载上消耗的功率，用三瓦法测量的功率对，它反映的是三相负载消耗的实际功率。

20. 对称三相电路无功功率的两种测量方法：答：1）用二瓦计法测量对称三相电路的无功功率。

在对称三相电路中，可以用二瓦计法测得的数值1P 、2P 来求出负载的无功功率Q 和负载的功率因数φ。

表达式为)(321P P Q -= 21213arctan P P P P +-=φ 2）用一瓦计法测量对称三相电路的无功功率。

在对称三相电路中，无功功率还可以用一只功率表来测量，如图12-4。

这时三相负载所吸收的无功功率为P Q 3=，式中，P 是功率表的读数。

当负载为感性时，功率表正向偏转；当负载为容性时，功率表反向偏转（读数取负值）。

21.测量功率时为什么在线路中通常都接有电流表和电压表？答：信号的观察与测量（仪器与仪表的使用）22.示波器面板上“s/div ”和“v/div ”的含义是什么？答：①、示波器面板上“s/div ”(SEG/DIV )是扫描速度的调节开关，用于调节扫描速度。

即示波器上水平方向每大格所占的扫描时间(也叫扫描时间因数)。

②、示波器面板上“v/div ” (VOLTS/DIV )为信号垂直偏转灵敏度衰减开关，用于调节垂直偏转灵敏度。

即示波器上垂直方向每大格所占的电压幅值(也叫垂直偏转因数)。

23.观察本机“标准信号”是，要在荧光屏上得到两个周期的稳定波形，而幅度要求为五格，试问Y 轴电压灵敏度应置于哪一档位置？“s/div ”又应置于哪一档位置？答：1Y (实验被测标准信号输入通道，可自行选择。

)通道的Y 轴电压灵敏度(VOLTS/DIV )应置于“0.1V ”档位置；“s/div ”又应置于“0.2ms ”档位置。

24. 用示波器观察正弦信号，荧光屏上出现下图所示情况时，试说明测试系统中那些旋钮的位置不对？应如何调节？A B CD E F答：A ：此情况出现的原因是选择了1Y 通道作为信号输入通道，而垂直触发方式却选择了2Y 的触发方式。

另外，信号输入端置地了也会出现这种情况。

应检查信号输入通道与触发通道是否一致，不一致应调节为一致；检查信号输入端是否置地，置地应调节为不置地。

B ：此情况出现的原因是Y 轴位移（垂直方向位移或水平方向位移）调节不当，使得整个波形超出了示波器的显示屏。

应调节Y 轴位移使信号波形显示在是示波器的显示屏幕上。