哈工大 三相电路的测量讲解
电 路 实 验
实验三 三相电路的测量
—基于三相电能及功率质量分析仪测量
一、 实验目的
1. 验证三相电路的星形连接与三角形连接电路的线电压、相电压及线电流、相电流之间的关系
2. 了解负载中性点位移的概念、中线的作用和一相电源断线后对负载的影响。
3. 掌握三相负载星形联接的三相三线制、三相四线制接法和三角形联接的接法。
4. 掌握三相电路电压、电流、有功功率、无功功率和视在功率的测量方法。
5. 掌握三相电能及功率质量分析仪的使用方法。
二、简述实验原理
1. 三相电源和负载可接成星形（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l U 是相电压P U l I 等于相电流P I ，即
l P U =,l P I
三相四线制接法中，流过中性线的电流0O I =，这种情况下可以省去中性线，变成三相三
线制接法。
当对称三相负载作△形联接时，有
l P I =,l P U U =
2. 不对称三相负载作Y 联接时，应采用三相四线制接法，而且中性线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称。倘若中性线断开，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，使负载容易遭受损坏；负载重的那一相的相电压过低，使负载不能正常工作，这对三相照明负载表现得尤为明显。
3. 当不对称负载作△联接时，l P I =，但只要电源的线电压l U 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。
4．FLUKE 434-Ⅱ三相电能质量分析仪提供了广泛且强大的测量功能，利用434 三相电能质量分析仪可以测量有效值和峰峰值电压和电流、频率、功耗、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、高达50次的谐波等；并具有示波器波形和示波器相量功能，可随时显示所测电压及电流的波形及相量。
5. 电压/电流/频率的测量需要在分析仪的面板菜单选项中选择“电压//电流//频率”。进入测量界面后，即可读出相电压、线电压和电流的有效值，测量界面中显示的数字是当前值，这些值
会持续更新。当测量启动时，就马上开始记录这些值相对于时间所发生的变化。
6. 功率和电能的测量要选择分析仪面板菜单选项中的“功率和电能”一项。其所能进行的功率测量如下：有功功率(W)，视在功率(VA)，无功功率(var)，谐波功率(VA)，不平衡无功功率(VA Unb)，基波有效功率(W fund)，基波视在功率(VA fund)。功率因数（PF），位移功率因数（DPF 或cosφ，基波有效功率与基波视在功率之间的比率）。有功能量(Wh)，视在能量(VAh)，无功能量(varh)，正向能量(Wh，kWh forw)，反向能量(Wh，kWh rev)。
7.若要观察示波器波形和相量图，可以按“Scope”键进入示波器模式，该模式可以与其他正在进行的测量结合使用，而无需中断记录读数。
三、实验用仪器名称及型号
FLUKE 434-Ⅱ三相电能质量分析仪，FLUKE 15B型万用表，HIT-601交流功率测量综合实验箱，导线
四、实验任务
1．三相电源与三相实验箱
注意事项：本次实验是强电实验，电压较高，切记保证不带电作业。即：在接线、查线、改线、拆线时要切断电源。并严格遵守 “先接线后通电”，“先断电后拆线”的操作顺序，确保人身安全和仪器仪表的安全。
本次实验电源开关如图1所示，输出端黄、绿、红三个接线柱为A 相、B 相和C 相（相序可假设）输出端，右边黑色接线柱为零线。三相电源输出线电压为220V 。空气开关使用时应扳至上方，如发生短路则自动跳下断开电源，当电路连接正确后，空气开关才能合上。
图1 电源开关 图2
图3
交流功率测量综合实验箱面板示意图如图2所示，其中A 相各负载的电路示意图如图3所示，
白炽灯、电容、电感都是不连通的，例如欲将两盏白炽灯并联，应分别连接1A '2A ' 和 1X '2X '。
2．负载星形联结的电压、电流及功率测量
（1）熟悉三相电能及功率质量分析仪的基本使用方法，参考分析仪使用说明，设置三相电能及功率质量分析仪电压、频率、电流测量范围，选择合适的接线方式。
记录设置结果：
（2）实验电路如图4所示，采用三相四线制负载星形联结，测量各线电压、相电压、线电流，数据记入表1。记录不对称负载、一根端线断路时电压电流相量图。根据记录的相量图分析电路的特点。（提示：将A、B、C其中任意一相的电流钳夹接到中线即可测量I N）
'
图4
实验结果分析：
当三相负载完全对称时，负载中性线中电流为0；负载不对称时，或某相断开时，将会使中性线中产生电流，中性线保证了负载相电压和电源相电压相等和对称，如果此时没有中线，将使各相负载电压不等。
（3）测量三相四线制对称负载、不对称负载、C端线断线时各相负载的功率，包括有功功率、视
根据功率测量结果计算电路的总有功功率，并对实验结果进行分析总结。
总有功功率在负载对称时、负载不对称时、C端线断线时分别为31.3W、20.9W、21W。
分析总结：当某一相负载为电容时，该相只有无功功率，不产生有功功率；总有功功率为各相有功功率之和，总无功功率为各相无功功率之和；每相视在功率为该相无功功率与有功功率平方和的开方；总视在功率不是各相视在功率的直接相加。同时，由于中性线平衡负载的作用，上述情况下每项的有功功率基本不变。
（4）采用三相三线制负载星形联结，测量各线电压、相电压、线电流，数据记入表2。记录不对称负载电压、电流相量图，一根端线断路电压、电流相量图，一相负载短路电压、电流相量图。根据记录的相量图分析电路的特点。
不对称负载电压电流相量图一根端线断路电压电流相量图一相负载短路电压、电流相量图
实验结果分析：
与三相四线制负载星形联结相比，三相三线制负载星形联结少了中性线。当三相负载完全对称时，负载中性线中电流为0，因此中性线可以没有；当对于负载不对称，或某相断开或短路时，没有中线，将使各相负载电压不等，从而使得某些设备电压超过额定电压。
（5）测量三相三线制对称负载、不对称负载、C端线断线、C相短路时各相负载的功率，包括有
根据功率测量结果计算电路的总有功功率，并对实验结果进行分析总结。
总有功功率在负载对称时、负载不对称时、C端线断线时、C相短路时分别为31.4W、30.0W、17.1W、47.6W。
分析总结：当某一相负载为电容时，该相只有无功功率，不产生有功功率；总有功功率为各
相有功功率之和，总无功功率为各相无功功率之和；每相视在功率为该相无功功率与有功功率平方和的开方；总视在功率不是各相视在功率的直接相加。同时，由于没有中性线的平衡负载作用，各相在上述各情况下有功功率并不相等。
3．负载三角形联结的电流测量
（1）三相电能及功率质量分析仪设置、接线方式与星形联结相同。
（2）实验电路如图5所示，负载三角形联结，测量各线电流和相电流，数据记入表3中。记录不对称负载电压、电流相量图，一根端线断路电压、电流相量图，一相负载断路路电压、电流相量图。
'
图5
表3 负载三角形联结的电流测量
（3）根据实验测量结果，总结负载三角形联结时相电流和线电流之间的关系。
当对称三相负载作△
4、拓展实验：将三相对称负载的一相换为电感性负载或电感与电容并联负载，重新进行上述测量，并对实验结果进行分析总结。
五、思考题
1．三相四线制系统，中性线上可以安装开关和保险吗？为什么？
答：不能安装熔断器。因为在三相四线制不对称星形负载中，中性线电流乘以中性线阻抗就
等于中性点位移电压。若中性线上安装了熔断器，一旦发生断路，会使中性线阻抗变为无穷大，产生严重的中性点位移，使三相电压严重不对称。因此在实际工作中，除了要求中性线不准断开(如中性线上不准装开关、熔断器等)外，还规定中性线截面不得低于相线截面的1/3；同时要力求三相负载平衡，以减小中性线电流，让中性点位移减小到允许程度，保证各相电压基本对称。
2．三相三线制负载星形联结，当负载不对称时，有无中性点位移？为什么？
答：有中性点位移。因为在三相三线制电路中，即使三相电源是对称的，但是若三相负载不对称，就会使得三相负载上分配的电压也不对称，进而使负载的中性点与负载对称时的中性点(即电源中性点) 之间有电位差，二者不重合，这样就造成了中性点位移。
三相电路的测量原始数据记录
学号：12S006081 姓名：王云
不对称负载电压电流相量图一根端线断路电压电流相量图
表3 负载三角形联结的电流测量
教师签字：
哈工大电路答案-1
答案1.1 解：图示电路电流的参考方向是从a 指向b 。当时间t <2s 时电流从a 流向b,与参考方向相同，电流为正值；当t >2s 时电流从b 流向a ，与参考方向相反，电流为负值。所以电流i 的数学表达式为 2A 2s -3A 2s t i t ? 答案1.2 解：当0=t 时 0(0)(59e )V 4V u =-=-<0 其真实极性与参考方向相反，即b 为高电位端，a 为低电位端； 当∞→t 时 ()(59e )V 5V u -∞∞=-=>0 其真实极性与参考方向相同， 即a 为高电位端，b 为低电位端。 答案1.3 解：(a)元件A 电压和电流为关联参考方向。元件A 消耗的功率为 A A A p u i = 则 A A A 10W 5V 2A p u i === 真实方向与参考方向相同。 (b) 元件B 电压和电流为关联参考方向。元件B 消耗的功率为 B B B p u i = 则 B B B 10W 1A 10V p i u -===- 真实方向与参考方向相反。 (c) 元件C 电压和电流为非关联参考方向。元件C 发出的功率为 C C C p u i = 则 C C C 10W 10V 1A p u i -===-
真实方向与参考方向相反。 答案1.4 解：对节点列KCL 方程 节点③: 42A 3A 0i --=，得42A 3A=5A i =+ 节点④: 348A 0i i --+=，得348A 3A i i =-+= 节点①: 231A 0i i -++=，得231A 4A i i =+= 节点⑤: 123A 8A 0i i -++-=，得123A 8A 1A i i =+-=- 若只求2i ，可做闭合面如图(b)所示，对其列KCL 方程，得 28A-3A+1A-2A 0i -+= 解得 28A 3A 1A 2A 4A i =-+-= (b) 答案1.5 解：如下图所示 (1)由KCL 方程得 节点①： 12A 1A 3A i =--=- 节点②： 411A 2A i i =+=- 节点③： 341A 1A i i =+=- 节点④： 231A 0i i =--= 若已知电流减少一个，不能求出全部未知电流。 (2)由KVL 方程得
哈工大电子技术实验四人无弃权表决电路(高分版)
姓名XXX 班级1108301 学号xx 实验日期节次 9-11 教师签字成绩 四人无弃权表决电路 1.实验目的 1）掌握74LS20的逻辑功能和使用方法； 2）通过实验，进一步熟悉组合逻辑电路的分析与设计方法。 2.总体设计方案或技术路线 设计一个四人无弃权表决电路(多数赞成则提议通过，即三人以上包括三人)，用74LS20来实现。 1）根据任务的要求，设计电路； 2）用代数化简法求出最简的逻辑表达式； 3）根据表达式，画出逻辑电路图，用标准器件（与、或、非）构成电路； 4）最后，用实验来验证设计的正确性。 3.实验电路图 1）ABCD输入端，接数据开关；Z输出端接电平指示器; 2）改变ABCD的组态，记录Z的变化，验证逻辑函数的功能及设计的正确性。 4. 仪器设备名称、型号
1）实验箱 1台2）双踪示波器 1台3）双路直流稳压电源 1台4）数字万用表 1只5）74LS20 3片5.理论分析或仿真分析结果 74LS20管脚图： 逻辑关系式： C AB D Z=ABC+BCD+ACD+ABD=AB BCDACD 逻辑图：
6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）真值表： A B C D F 00000 00010 00100 00110
7.实验结论 由真值表可知，四人无弃权表决电路设计成功，实现了预期功能。
8.实验中出现的问题及解决对策 实验过程中由于有五个与门，而每个74LS20可实现两个与门，故线路连起来相当复杂，容易混淆，故在连接电路时安排好位置，标记好引脚和接头。 9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议 此次设计是对经典四人表决电路的一次创新，利用书本上的知识和以前类似实验的设计思路进行了此次实验，锻炼了实践能力，熟悉了组合逻辑电路的设计方法。 这次的实验绝对原创的，是对以前做过的实验的一次创新，复杂了不少，锻炼了能力。 10．参考文献 [1]电工学实验教程/王宇红主编.——北京：机械工业出版社，（重印）
电路理论基础课后答案解析(哈工大陈希有)第11章
题11.1 根据定义求 和的象函数。 解： (1) (2) 题11.2 设 求的象函数。 解： 由拉氏变换的微分、线性和积分性质得： 题11.3 设 (t 为纯数)。分别求对应象函数、、，验证卷积定理。 解： 设 , 则 与的卷积为 )()(t t t f ε=)(e )(t t t f at ε-=2020 001e 1e 1e e )()(- s s dt s s t dt t t s F st st st st =-=+-==∞-∞-∞-∞ -- - - ??ε 20)(20 )(00) (1e )(1e 1e e )(e )(-ααααεααα+=+-=+++-==∞ +-∞+-∞-∞-----??s s dt s s t dt t t s F t s t s st st t ξ ξετd f c t bf t t f a t f f t A t f t t )()(d )(d )(,0)0(),()e 1()(01 11 21/1?-++==-=--)(2t f )(2s F ) /1(//1)(1 τττ+=+-=s s A s A s A s F ) /1(/ )()()/(]/)([)()]0()([)(2 2 111112τ τ+++=++=++-=-s s A c bs as s F s c b as s s F c s bF f s sF a s F )()()(,e 2)(,e 5)(2 15221t f t f t f t f t f t t *===--)(1s F )(2s F )(s F 25)}({)(1 1+==s t f s F L 5 2 )}({)(2 2+==s t f L s F ) 5)(2(10 )()(2 1++=s s s F s F )(1t f )(2t f
哈工大电路原理基础课后习题
第一章习题 1.1 图示元件当时间t<２s时电流为2A,从a流向b；当t>２s时为3A，从b流向a。根据图示参考方向,写出电流的数学表达式。 １.２图示元件电压u=(5-9e-t/τ)V,τ>０。分别求出t＝0 和t→∞时电压u的代数值及其真实方向。 图题１．1图题1．２ 1．3 图示电路。设元件A消耗功率为10W，求;设元件B消耗功率为－10W，求；设元件C发出功率为-１０Ｗ，求。 图题1．3 1.4求图示电路电流。若只求,能否一步求得？ 1.５图示电路,已知部分电流值和部分电压值。 (１) 试求其余未知电流。若少已知一个电流，能否求出全部未知电流? (2) 试求其余未知电压u14、u15、u5２、u5３。若少已知一个电压，能否求出全部未知电压？ 1．6 图示电路,已知,,,。求各元件消耗的功率。 1.7 图示电路，已知,。求(a)、(ｂ)两电路各电源发出的功率和电阻吸收的功率。 1.８求图示电路电压。 1.9 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。 1．１0求网络Ｎ吸收的功率和电流源发出的功率。 1．11 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。
１.12 求图示电路两个受控源各自发出的功率。 1.13 图示电路，已知电流源发出的功率是12W，求r的值。 １.1４求图示电路受控源和独立源各自发出的功率。 1.１5图示电路为独立源、受控源和电阻组成的一端口。试求出其端口特性，即关系。 1.16 讨论图示电路中开关Ｓ开闭对电路中各元件的电压、电流和功率的影响,加深对独立源特性的理解。 第二章习题 2.1 图(a)电路,若使电流A，,求电阻;图(ｂ)电路,若使电压U=(2／3)V,求电阻R。 2.2 求图示电路的电压及电流。 2．3图示电路中要求，等效电阻。求和的值。 2.4求图示电路的电流I。
哈工大电路自主设计实验二端口网络参数的测定
二端口网络参数的测定 一、实验目的 1．加深理解双口网络的基本理论。 2．学习双口网络Y 参数、Z 参数及传输参数的测试方法。 3．验证二端口网络级联后的传输参数与原二端口网络传输参数的关系。 二、原理说明 1．如图2-12-1所示的无源线性双口网络，其两端口的电压、电流四个变量之间关系，可用多种形式的参数方程来描述。 图2-12-1 （1）若用Y 参数方程来描述，则为 ()()()()，即输入端口短路时令，即输入端口短路时令，即输出端口短路时令，即输出端口短路时令其中0I 0I 0I 0I 12 2 2212 1 1221 2 2121 1 1122212122121111== ======+=+=U U Y U U Y U U Y U U Y U Y U Y I U Y U Y I 由上可知，只要在双口网络的输入端口加上电压，令输出端口短路，根据上面的前两个公式即可求得输入端口处的输入导纳Y 11和输出端口与输入端口之间的转移导纳Y 21。 同理，只要在双口网络的输出端口加上电压，令输入端口短路，根据上面的后两个公式即可求得输出端口处的输入导纳Y 22和输入端口与输出端口之间的转移导纳Y 12。 （2）若用Z 参数方程来描述，则为
()()()()，即输入端口开路时令，即输入端口开路时令，即输出端口开路时令，即输出端口开路时 令其中 0U Z 0U Z 0U Z 0U 12 2 2212 1 1221 2 212111122212122121111== ======+=+=I I I I I I I I Z I Z I Z U I Z I Z U 由上可知，只要在双口网络的输入端口加上电流源，令输出端口开路，根据上面的前两个公式即可求得输出端口开路时输入端口处的输入阻抗Z 11和输出端口与输入端口之间的开路转移阻抗Z 21。 同理，只要在双口网络的输出端口加上电流源，令输入端口开路，根据上面的后两个公式即可求得输入端口开路时输出端口处的输入阻抗Z 22和输入端口与输出端口之间的开路转移阻抗Z 12。 （3）若用传输参数（A 、T ）方程来描述，则为 ()()()()，即输出端口短路时令，即输出端口开路时令，即输出端口短路时令，即输出端口开路时令其中0I D 0I C 0U B 0U A 221s 220 10 221s 220 10 221221=-= ===-===-=-=U I I U U I I U DI CU I BI AU U s s 由上可知，只要在双口网络的输入端口加上电压，令输出端口开路或短路，在两个端口同时测量电压和电流，即可求出传输参数A 、B 、C 、D ，这种方法称为同时测量法。 2．测量一条远距离传输线构成的双口网络，采用同时测量法就很不方便，这时可采用分别测量法，即先在输入端口加电压，而将输出端口开路或短路，在输入端口测量其电压和电流，由传输方程得 () () ，即输出端口短路时令，即输出端口开路时令00111101010======2s s s 2U D B I U R I C A I U R 然后在输出端口加电压，而将输入端口开路或短路，在输出端口测量其电压和电流，由
电路理论基础课后答案(哈工大陈希有)第9章
答案9.1 解：由分压公式得： U U H R /)(j =ωRC RC C R R ωωωj 1j )j /(1+=+= )j (ωH 具有高通特性，令2 1 )j (c =ωH 得 截止频率RC 1 c =ω，通带范围为∞~c ω 答案9.2 解：由阻抗并联等效公式得： Ω+=+=---3 3 636310 j 110)10j /(110)10j /(10)j (ωωωωZ 阻抗模及幅角分别为： 2 33 )10(110)j (ωω-+= Z ， )10arctan()(3ωωθ--= 令 2/1)j (c =ωZ 求得截止角频率rad/s 103c =ω，故通带及阻带分别为： 通带=ω0~rad/s 103，阻带=ωrad/s 103~∞。幅频特性和相频特性如图(b)和(c)所示。 (b) -- 答案9.3 解：等效输入阻抗 )1() j j ()j 1j ()(j j j j )j (1221212122 11C R LR C L R R C L R R C L R R C R C R L R L R Z ωωωωωωωωω++++++=-++?= 取极端情况，令0=ω，得20)j (R Z ==ωω; 令∞→ω，得1)j (R Z =∞→ωω。由)j (ωZ 不随频率变化得R R R ==21，式（1）简化为
)j 1j () j 1j (2 )j 1j ()j 1j (2)j (22 C L R C L R C L R C L R C L R C L R C L R C L R Z ωωωωωωωωω+++++=+++++= 由)j (ωZ 为实数得： C L R R C L R R C L =+=2,2 故当C L R R ==21时端口电流与端口电压的波形相似，此时C L Z =)j (ω。 答案9.4 解： RC 并联的等效阻抗 RC R C R C R Z RC ωωωj 1j /1j /+=+= RC RC Z L Z U U H +==ωωj /)j (1 2 R L LC RC L R R /j 11 )j 1(j 2 ωωωω+-=++= 幅频特性 2 22) /()1(1 )j (R L LC H ωωω+-= 当0→ω时，1)j (=ωH ；当∞→ω时，0)j (=ωH 所以它具有低通特性。 答案9.5 解：由KVL 及分压公式得 1 db cb 2)j 1j 1j 1(U C R R C R C U U U ωωω+-+=-= 整理得 RC RC U U H ωωωj 1j 1)j (1 2+-= = 其幅频特性 1) (1)(1)j (2 2 22=++= RC RC H ωωω 相频特性 )arctg(2)(RC ωω?-= 当ω从0变到∞时，)(ω?从0变化到π-。 注释：图中电路幅频特性为常量，与频率无关，具有全通特性，常用作移相。 答案9.6 解：设
哈工大电路自主设计实验
姓名 班级 学号 实验日期 节次 教师签字 成绩 影响RLC 带阻滤波器性能参数的因素的研究与验证 1.实验目的 （1）学习带阻滤波器的设计方法 （2）测量RLC 带阻滤波器幅频特性曲线 （3）研究电阻、电容和品质因素Q 对滤波器性能的影响 （4）加深对滤波器滤波概念的理解 2.总体设计方案或技术路线 （1）理论推导，了解滤波器的主要性能参数及与滤波器性能有关的因素 （2）设计RLC 带阻滤波器电路图 （3）研究电阻R 对于滤波器参数的影响 （4）研究电容C 对于滤波器参数的影响 （5）研究电感L 对于滤波器参数的影响 （6）合理设计实验测量，结合电容C 和电感L 对滤波器参数的影响 （7）将实际测量结果与理论推导作对比，并分析实验结果 3.实验电路图 R1V- V+
4.仪器设备名称、型号 函数信号发生器 1台 FLUKE190-104数字便携式示波表 1台 十进制电阻箱 1只 十进制电容箱 1只 十进制电感箱 1只 5.理论分析或仿真分析结果 带阻滤波器是指能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，与带通滤波器的概念相对。 理想带阻滤波器在阻带内的增益为零。带阻滤波器的中心频率f o，品质因素Q和抑制带宽BW之间的关系为 仿真结果： R=2000Ω C=0.01uf L=0.2H
R=500Ω C=0.01uf L=0.2H
R=2000Ω C=0.05uf L=0.2H
R=2000Ω C=0.01uf L=0.1H R=2000Ω C=0.01uf L=0.5H
改变R时对比图 改变C时对比图 改变L时对比图 6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录） （1）电阻R对于滤波器参数的影响 任务1：电路如图所示，其中信号源输出Us=5V，电容C=0.01uF，电感L=0.2H，根据下表所示,选择不同电阻值测量输出幅频特性
哈工大电子技术实验四人无弃权表决电路(高分版)
姓名XXX 班级1108301 学号11108301xx 实验日期 6.5 节次9-11 教师签字成绩 四人无弃权表决电路 1.实验目的 1）掌握74LS20的逻辑功能和使用方法； 2）通过实验，进一步熟悉组合逻辑电路的分析与设计方法。 2.总体设计方案或技术路线 设计一个四人无弃权表决电路(多数赞成则提议通过，即三人以上包括三人)，用74LS20来实现。 1）根据任务的要求，设计电路； 2）用代数化简法求出最简的逻辑表达式； 3）根据表达式，画出逻辑电路图，用标准器件（与、或、非）构成电路； 4）最后，用实验来验证设计的正确性。 3.实验电路图 1）ABCD输入端，接数据开关；Z输出端接电平指示器; 2）改变ABCD的组态，记录Z的变化，验证逻辑函数的功能及设计的正确性。 4. 仪器设备名称、型号 1）实验箱 1台 2）双踪示波器 1台 3）双路直流稳压电源 1台 4）数字万用表 1只 5）74LS20 3片
5.理论分析或仿真分析结果 74LS20管脚图： 逻辑关系式： C AB D Z=ABC+BCD+ACD+ABD=AB BCDACD 逻辑图：
6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）真值表：
7.实验结论 由真值表可知，四人无弃权表决电路设计成功，实现了预期功能。 8.实验中出现的问题及解决对策 实验过程中由于有五个与门，而每个74LS20可实现两个与门，故线路连起来相当复杂，容易混淆，故在连接电路时安排好位置，标记好引脚和接头。 9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议 此次设计是对经典四人表决电路的一次创新，利用书本上的知识和以前类似实验的设计思路进行了此次实验，锻炼了实践能力，熟悉了组合逻辑电路的设计方法。 这次的实验绝对原创的，是对以前做过的实验的一次创新，复杂了不少，锻炼了能力。 10．参考文献 [1]电工学实验教程/王宇红主编.——北京：机械工业出版社，2009.8（2012.1重印）
电路基本理论课后答案(哈工大版)第10章
答案10.1 解：0
Ω6电阻电压为： V e 72.0)d d (66)(101t C t u C i t u -=-?Ω-=?Ω-=)0(>t 答案10.4 解：0
哈工大数字电路实验报告实验一
数字逻辑电路与系统上机实验报告 实验一组合逻辑电路的设计与仿真 学校：哈尔滨工业大学 院系：电信学院通信工程系 班级：1205102 学号：11205102 姓名： 哈尔滨工业大学
实验一组合逻辑电路的设计与仿真 2.1 实验要求 本实验练习在Maxplus II环境下组合逻辑电路的设计与仿真，共包括5个子实验，要求如下：
2.2三人表决电路实验 2.2.1 实验目的 1. 熟悉MAXPLUS II原理图设计、波形仿真流程 2. 练习用门电路实现给定的组合逻辑函数 2.2.2 实验预习要求 1. 预习教材《第四章组合逻辑电路》 2. 了解本次实验的目的、电路设计要求 2.2.3 实验原理 设计三人表决电路，其原理为：三个人对某个提案进行表决，当多数人同意时，则提案通过，否则提案不通过。 输入：A、B、C，为’1’时表示同意，为’0’时表示不同意； 输出：F，为’0’时表示提案通过，为’1’时表示提案不通过； 波形仿真。 2.2.4 实验步骤 1. 打开MAXPLUS II, 新建一个原理图文件，命名为EXP2_ 2.gdf。 2. 按照实验要求设计电路，将电路原理图填入下表。
制输入信号A、B、C的波形（真值表中的每种输入情况均需出现）。 4. 运行仿真器得到输出信号F的波形，将完整的仿真波形图（包括全部输入输
2.3 译码器实验 2.3.1实验目的 熟悉用译码器设计组合逻辑电路，并练习将多个低位数译码器扩展为一个高位数译码器。 2.3.2实验预习要求 1. 预习教材《4-2-2 译码器》一节 2. 了解本次实验的目的、电路设计要求 2.3.3实验原理 译码器是数字电路中的一种多输入多输出的组合逻辑电路，负责将二进制码或BCD码变换成按十进制数排序的输出信息，以驱动对应装置产生合理的逻辑动作。商品的译码器品种较多，有2-4线、3-8线、4-10线及4-16线等。本实验练习对双2-4线译码器74LS139的扩展，并用其实现特定的组合逻辑。74LS139包含两个2-4线译码器，其输入输出如下： 74LS139中译码器1真值表如下： 74LS139中译码器2真值表如下：
哈工大电路习题答案第08章
答案8.1 解： )/1()(T t A t f -= T t <<0 ??-== T T dt T t A T dt t f T A 000)/1(1)(1A T t t T A T 5.0]2[02=-= ?-=T k dt t k T t A T a 0 )cos()/1(2ω 0)sin(2)]sin()/1(2[0 20=+?-=?T T dt t k T k A t k Tk T t A ωωωω ?-=T k dt t k T t A T b 0 )sin()/1(2ω π ωωωωωk A kT A dt t k T k A t k Tk T t A T T ==-?--=?2)cos(2)]cos()/1(2[020 所以 ∑ ∞ =+=1 sin 5.0)(k t k k A A t f ωπ 频谱图如图(b)所示。 .0 答案8.2 解：电流i 的有效值 57.1)2/13.0()2/67.0()2/57.1(12222≈+++=I A 只有基波电流与正弦电压形成平均功率，故二端电路输入的平均功率为： 95.73)]90(90cos[2 57 .122.94=?--?-?= P W 注释：非正弦周期量分解成傅里叶级数后，其有效值等于直流分量和不同频 率交流分量有效值平方和的平方根。 答案8.3 解：对基波 ?∠=0100m(1)U V , A 010m(1) ?∠=I 由
Ω==-+=10)1(j ) 1(m ) 1(m ) 1(I U C L R Z ωω 求得 Ω=10R , 01 =-C L ωω (1) 对三次谐波 ?-∠=3050m(3)U V , A 755.1i m(3)ψ-∠=I 又由 Ω+?-∠==-+=)30(5.28)313(j m(3) m(3)) 3(i I U C L R Z ψωω (2) 所以 22 25.28)313(=- +C L R ωω (3) 将式(1)代入式(3)， 解得 mH 9.31=L 将mH 9.31=L 代入式（ 1 ），求得 F 3.318μ=C 再将C L R 、、 值代入式(2)，有 Ω?-∠=Ω+=3028.5j26.7)10(i )3(ψZ 解得 ?=45.99i ψ 答案8.4 解: (1) 电压有效值： V 01.80)225()250()2100(222=++=U 电流有效值 58.74mA )2 10 ()220()280( 222=++=I (2) 平均功率 kW 42.345cos 2 10250cos 22050)45cos(280100=??+??+?-?=P
电路理论基础A第五章(哈工大)答案
答案5.1 设负载线电流分别为A B C i i i 、、，由KCL 可得A B C 0I I I = ++。又A B C 10A I I I ===， 则A B C i i i 、、的相位彼此相差120?，符合电流对称条件，即线电流是对称的。 但相电流不一定对称。例如，若在三角形负载回路内存在环流0I （例如，按三角形联接的三相变压器），则负载相电流不再对称，因为 0CA CA 0BC BC 0AB AB ',','I I I I I I I I I +=+=+= 不满足对称条件。而该环流对线电流却无影响，因为每个线电流都是两个相电流之差（如图题7.3），即 BC CA BC CA C AB BC AB BC B CA AB CA AB A '','',''I I I I I I I I I I I I I I I -=-=-=-=-=-= A B C 图 题7.3 如已知负载对称，则相电流也是对称的，每相电流为77.53/10≈A 。 答案5.2 负载各相阻抗化为星形联接为 (8j6)'33Z Z -==Ω 设A 相电源相电压为2200∠ ，A 相负载线电流与电源相电流相等 AN A 220082.50A (8j6)Z 'j2 3l U I Z ∠? ===∠-Ω +Ω+ 由三角形联接得相电流与线电流关系得 A'B'47.6A I === 即负载相电流为47.6A 。 答案5.3 解：电路联接关系如图(a)所示。负载断开时电源的输出线电压等于图中相电压 倍。下面计算相电压A U 。
A I (b) I C (a)U 设负载A 相电压为AN 2200V U =∠? ，对于感性负载，由cos 0.8?=，得36.87?=-?，则 A 236.87A I =∠-? 采用单相分析法，如图(b)所示。 电源相电压为 A AN A i [2200236.87(2j4)]V U U I Z =+ =∠?+∠-??+ 2281V =∠? 当负载断开时，电源输出电压为 A 395V l U == 答案5.7 解：设电源为星形联接，电源A 相电压相量为 AN 2200V U ==∠? 则电源线电压分别为 AB 38030V U =∠? ，BC 38090V U =∠-? ，CA 380150V U =∠? 。 (1)设电路联接如图(a)所示，化为单相计算，如图(b)所示。 N ' N N ' U U (b) AN ' U BN BN I 因为负载为星形联接，所以负载相电压 AN'2200V U =∠? ，BN'220120V U =∠-? ，CN'220240V U =∠-? 又因为
哈工大电路原理基础课后习题
第一章习题 1.1 图示元件当时间t<2s时电流为2A，从a流向b；当t>2s时为3A，从b流向a。根据图示参考方向，写出电流的数学表达式。 1.2图示元件电压u=(5-9e-t/τ)V，τ>0。分别求出t=0 和t→∞时电压u的代数值及其真实方向。 图题1.1 图题1.2 1.3 图示电路。设元件A消耗功率为10W，求；设元件B消耗功率为-10W,求；设元件C发出功率为-10W，求。 图题1.3 1.4求图示电路电流。若只求，能否一步求得？ 1.5 图示电路，已知部分电流值和部分电压值。 (1) 试求其余未知电流。若少已知一个电流，能否求出全部未知电流？ (2) 试求其余未知电压u14、u15、u52、u53。若少已知一个电压，能否求出全部未知电压？ 1.6 图示电路，已知,,,。求各元件消耗的功率。 1.7 图示电路，已知，。求(a)、(b)两电路各电源发出的功率和电阻吸收的功率。 1.8 求图示电路电压。 1.9 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。 1.10 求网络N吸收的功率和电流源发出的功率。 1.11 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。
1.12 求图示电路两个受控源各自发出的功率。 1.13 图示电路，已知电流源发出的功率是12W，求r的值。 1.14 求图示电路受控源和独立源各自发出的功率。 1.15图示电路为独立源、受控源和电阻组成的一端口。试求出其端口特性，即关系。 1.16 讨论图示电路中开关S开闭对电路中各元件的电压、电流和功率的影响，加深对独立源特性的理解。 第二章习题 2.1 图(a)电路，若使电流A,，求电阻；图(b)电路，若使电压U=(2/3)V，求电阻R。 2.2 求图示电路的电压及电流。 2.3 图示电路中要求，等效电阻。求和的值。 2.4求图示电路的电流I。
哈工大电工实验自主设计实验最终报告555组成定时器和计时器
姓名班级学号 实验日期节次教师签字成绩 定时器和计时器 1.实验目的 （1）用555定时器构成1s,10s和60s的定时器。 （2）用两个161芯片构成一个1分钟以内的计时器。 2.总体设计方案或技术路线 （1）通过调节RC的大小来调节555输出脉冲的周期，在低电平触发端2连高电平A，当按下按钮再松开时，就输入了高电平。输出端3连接指示灯。 （2）两个161芯片组成60进制计数器，将两个161芯片的输出连接数码显示管。输入连接到1赫兹的脉冲上。 3.实验电路图 定时1s
定时10s 定时60s
计时器电路4.仪器设备名称、型号和技术指标 555定时器一个 74LS161芯片两个 电阻：240kΩ一个 910kΩ一个 3MΩ一个 3.9MΩ一个 4.7MΩ两个 电容： 1μF一个 2.2μF两个 四引脚LED数码显示管两个 直流稳压电源 1Hz时钟脉冲输入源 实验箱 5.理论分析或仿真分析结果 理论分析：
（1）定时器电路：开关在未动作时是闭合的，连在高电平上，按下开关，开关断开， 接入低电平，然后迅速恢复到闭合状态，输入了一个脉冲，555定时器开始定时，根据555单稳态触发器输出脉冲的宽度公式RC t p 1.1=，通过调节电阻R 和电容C 的值使脉冲的周期为1s,10s 和60s. 当R=910k Ω,C=1μF 时，s t p 001.110101.91.165=???=- 当R=3.9M Ω+240k Ω=4.14M Ω,C=2.2μF 时,s t p 02.10102.21014.41.166=????=- 当R=4.7M Ω×2+3M Ω=12.4M Ω，C=4.4μF 时， s t p 016.60104.41024.11.167=????=- 6. 详细实验步骤及实验测量数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录） 安装555芯片、74LS00和两个74LS161芯片，调节直流稳压电源输出5V 电压，接到实验箱上。 （1）将555芯片的8引脚和4引脚相连，再连接到+5V 电源上，将1引脚接地，将8引脚连接910k Ω电阻上，将电阻另一侧连接到6引脚，将6引脚连接到7引脚，将7引脚连接到1μF 电容上，再将电容另一侧接地。将2引脚接逻辑开关A ，将5引脚连接到0.01μF 电容上，再将电容另一侧接地。将引脚3连接到电平指示灯上。 开通直流稳压电源，按下逻辑开关A ，记录电平指灯点亮的时间，为1.0s 。 关闭直流电源。 将3.9M Ω和240k Ω的电阻串联，将连在910k Ω两端的导线连接到两个串联电阻上，将连接在1μF 电容两端的导线连接到2.2μF 电容两端，并将电容接地。 开通直流稳压电源，按下逻辑开关，记录时间9.7s 。 关闭直流电源。 将两个4.7M Ω和一个3M Ω电阻串联，用它代替3.9M Ω240k Ω串联电阻连入到电路中，将两个2.2μF 电容并联。 开通直流稳压电源，按下逻辑开关，记录时间为58.8s 。 关闭直流电源。 (2)将两个161芯片的16引脚连到+5V 电源上，将8引脚接地。将74LS00芯片的14引脚接到+5V 电源，7引脚接地。将第一个161芯片的2引脚接到1Hz 的时钟脉冲上，11、12、13、14引脚分别连到第二个数码显示管的D 、C 、B 、A 上，并11和13引脚连接到00芯片的1和2引脚，将00芯片的3引脚连接到第一个161的1引脚和第二个161的2引脚；将第二个161芯片的11、12、13、14引脚连接到第一个数码显示管的D 、C 、B 、A 上将12
哈工大电路答案第11章
答案11.1 解： (1) 2020 00 1 e 1e 1e e )()(- s s dt s s t dt t t s F st st st st = -=+ -==∞-∞-∞-∞-- - - ??ε (2) 2 0)(2 0)(00)(1e )(1e 1e e )(e )(-ααα αεααα+= +-=++ +- ==∞+-∞ +-∞-∞ --- - - ? ?s s dt s s t dt t t s F t s t s st st t 答案11.2 解： ) /1(//1)(1τττ+=+-= s s A s A s A s F 由拉氏变换的微分、线性和积分性质得： ) /1(/)()()/(]/)([)()]0()([)(22111112ττ +++= ++=++-=-s s A c bs as s F s c b as s s F c s bF f s sF a s F 答案11.3 解： 设25)}({)(11+==s t f s F L ,5 2)}({)(22+==s t f L s F 则 ) 5)(2(10 )()(21++= s s s F s F )(1t f 与)(2t f 的卷积为 ) e e (3 10 ]e 31[e 10e e 10e 2e 5)(*)(520350350)(5221t t t t t t t t d d t f t f --------=?==?=??ξξ ξξξξ 对上式取拉氏变换得： ) 5)(2(10)5121(310)}(*)({21++=+-+= s s s s t f t f L 由此验证 )()()}(*)({2121s F s F t f t f =L 。 答案11.4
哈工大数字电路实验报告实验二
数字逻辑电路与系统上机实验讲义 实验二时序逻辑电路的设计与仿真 课程名称：数字逻辑电路与系统 院系：电子与信息工程学院 班级：1205102 姓名： 学号：1120510 教师：吴芝路 哈尔滨工业大学 2014年12月
实验二时序逻辑电路的设计与仿真3.1实验要求 本实验练习在Maxplus II环境下时序逻辑电路的设计与仿真，共包括6个子实验，要求如下： 节序实验内容要求 3.2同步计数器实验必做 3.3时序电路分析实验必做 3.4移位寄存器实验必做 3.5三人抢答器实验必做 3.6串并转换电路实验选做 3.7奇数分频电路实验选做
3.2同步计数器实验 3.2.1实验目的 1.练习使用计数器设计简单的时序电路 2.熟悉用MAXPLUS II仿真时序电路的方法 3.2.2实验预习要求 1.预习教材《6-3计数器》 2.了解本次实验的目的、电路设计要求 3.2.3实验原理 计数器是最基本、最常用的时序逻辑电路之一，有很多品种。按计数后的输出数码来分，有二进制及BCD码等区别；按计数操作是否有公共外时钟控制来分，可分为异步及同步两类；此外，还有计数器的初始状态可否预置，计数长度（模）可否改变，以及可否双向等区别。 本实验用集成同步4位二进制加法计数器74LS161设计N分频电路，使输出信号CPO的频率为输入时钟信号CP频率的1/N，其中N=(学号后两位mod 8)+8。下表为74LS161的功能表。 CLR N LDN ENP ENT CLK D C B A QD QC QB QA CO 0----------------00000 10----↑D C B A D C B A0 1111↑--------加法计数0 1111↑--------11111 110------------QD n QC n QB n QA n 11--0---------- 3.2.4实验步骤 1.打开MAXPLUS II,新建一个原理图文件，命名为EXP3_ 2.gdf。 2.按照实验要求设计电路，将电路原理图填入下表。
哈工大电路习题答案第3章
答案3.1 解：应用置换定理，将电阻R 支路用0.5A I =电流源代替，电路如图(b)所示。 I 2 对电路列节点电压方程： 1212(1)0.5A 44n n I U U +Ω?-=-ΩΩ 12116V (1)3 4.5 4.5n n U U -+Ω++?= ΩΩΩ 0.5A I = 解得 11V n U = 则 12n U R I ==Ω 答案3.2 解： （a ） 本题考虑到电桥平衡，再利用叠加定理，计算非常简单。 （1）3V 电压源单独作用,如图(a-1)、(a-2)所示。 (a-1)(a-2) 由图(a-2)可得 '3V 1A 148348 I ==?Ω+Ω+ 由分流公式得： ''182 A 483 I I Ω=-?=-Ω+Ω （2）1A 电流源单独作用，如图(a-3)所示。
(a-3) 考虑到电桥平衡， "0I =， 在由分流公式得： "113 1A A 134I =-?=-+ （3）叠加： '"1A I I I =+= '"11117/12A I I I =+=- 2 111 2.007W P I Ω=?= （b ） （1）4V 电压源单独作用，如图(b-1)所示。 '2 I ' (b-1) 由图(b-1)可得， '24V 2V (2+2)U Ω?= =Ω '136A I U =-=- ''21'5A I I I =+=- （2）2A 电流源单独作用，如图(b-2)所示。
(b-2) ''22 2A=2V 22U ?= Ω?+ "'' 2311A 2 I I =?= 对节点②列KCL 方程得， """1132A 4A I U I +== 对节点③列KCL 方程得， "" "230I I U ++= 解得 "5A I = （3） 叠加 '"1116A 4A=10A I I I =+=--- '"5A 5A=10A I I I =+=-- - 211 1100W P I Ω=?Ω= 答案3.3 解 ：利用叠加定理，含源电阻网络中的电源分为一组，其作用为'I ，如图(b)所示。S I 为一组，其单独作用的结果I '' 与S I 成比例，即：" S I kI =，如图(c)所示。 I I s kI (a) (b) (c) + '"'S I I I I kI =+=+ (1) 将已知条件代入(1)式得 '' 04A 1A 2A I k I k ?=+?? ?-=+???
模电自主设计实验哈工大模电实验课
可调频可调幅的方波-三角波-正弦波函数发生器的设计 姓名：胡车班号：1001101 学号：17 日期:2012-6-1 一、实验目的 1、掌握函数发生器的主要性能。 2、掌握函数发生器的基本测试方法。 3、学会函数发生器的设计。 4、学会函数发生器的调试方法。 5、设计一方波-三角波-正弦波函数发生器。 性能指标：(1)、频率范围：1-2500HZ (2)、方波Uo1pp≦14.1V 三角波Uo2pp≦7.0V 正弦波Uo3pp≦13,1V 二.总体设计方案或技术路线 本实验通过集成运算放大器uA741或者LM324组成下图所示的方波-三角波-正弦波函数发生器的设计方法。本试验先通过比较器产生方波，再通过积分器产生三角波，最后通过二阶有源滤波器电路产生正弦波。其电路组成图框如下图。 电路工作原理如下：运算放大器A1与R1、R4、R5 比电压较器，方波可通过此电路获得，三角波发生器有滞回比较器与 积分器闭环组成，积分器A2的输出反馈滞回比较器A1，作为滞回比较 器的输入。 2、三角波-正弦波产生电路（电路原理图在第三项给出，不在此处给出） 电路工作原理：如电路图所示低通滤波器由两个RC滤波环节与同相比例运算电路组成，其中第一级电容C接至输出端，引入适量的正反馈，以改善幅频特性，此电路通过低频，衰减或抑制高频信号。
三.实验电路图 此电路图由比较器、积分器与二阶有源滤波器组成分别可产生方波、三角波与正弦波，其中可通过电位器与单刀双掷开关进行幅度与频率调整。 各元件参数如下：R1=2K R4=200K R5=100K R6(max)=R8(max)=1O0K R3=R7=R9=5.1K R10=R11=47K(或者39K) C1=C2=C3=0.1uF 四. 仪器设备名称、型号 1、电路实验板 2块 2、双踪示波器 1台 3、双路直流稳压电源 1台 4、数字万用表 1台 5、芯片u741 3只
哈工大自主设计实验
姓名邱耀班级11108111 学号1110811025 实验日期06，06 节次9-10 教师签字成绩 十进制计数器报警装置 1.实验目的 （1）掌握与非门及组合逻辑电路的基本逻辑功能及使用方法； （2）掌握74LS161芯片的逻辑功能及使用方法； (3)掌握74LS00芯片的逻辑功能及使用方法； (4)掌握74LS20芯片的逻辑功能及使用方法； 2.总体设计方案或技术路线 （1）通过74LS161芯片将输入的信号传递至LED，并显示计数； （2）将输出的信号通过与非门逻辑电路传递至信号指示灯，当LED计数满时灯 亮报警
3.实验电路图 D 03Q 014D 14Q 113D 25Q 212D 3 6 Q 311R C O 15 E N P 7E N T 10C L K 2L O A D 9M R 1 U1 74LS161 1 2 3 U2:A 74LS00 4 5 6 U2:B 74LS00 10 9 8 U2:C 74LS00 12 45 6 U3:A 74LS20 13 12 11 U2:D 74LS00 D1 LED A M F M + - v c c 5v 4.仪器设备名称、型号 仪器名称 数量 74LS161 1 74LS20 1 74LS00 1 5.理论分析或仿真分析结果 LED 灯从0到9依次计数，到计数满一个周期时，灯会亮，报警 6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录） 实验步骤：按照电路图连线，打开信号输入开关，观察现象并记录；
7.实验结论 8.实验中出现的问题及解决对策 9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议 10．参考文献 《电工实验教程》 《电工学中册》