电路各实验思考题

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1、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Uoc和等效入端电阻Ro的两种方法。Uoc答：测开路电压Uoc : 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Uoc 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Uoc反向的可调的稳压源U。一慢慢调节稳压源U使被测电路中的电流表示数 为零。根据补偿法可知Uoc等于稳压电源电压 U（如右图所示）测等效入端电阻Ro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Uoc，然后再将其输出端 短路，用电流表测其短路电

2、流Isc，则等效内阻为： Ro *1 SC因此，只要测出有源二端网络的开路电压Uoc和 短路电流Isc, Ro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电源I /，测得端口a无源网络UI （如右图）,贝V： Ro * 也可以在端口处接入电流源 U（如右图），则：Ro匕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2无

3、限小，功率P UR为无穷大。R如果电流源开路，相当于负载无穷大，那么功率 P i2R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。 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

4、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cos 1提高到cos 2，并联电容、无功 容量的确定：由上述向量图，有:IC IL sin r I sin 2将 1 U cos 2 , Il代入上式，得ICUp(tan i tan 2)#CQCp匸刁(tan r tan 2)U2CUP(tan r tan 心)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

5、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Irl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。4. 在50Hz的交流电路中，测得一只铁心线圈的p、i和u，如何算得它的阻值及电感量？ 答：若测得一只铁心线圈的P、I和U，则联立以 等效电阻 R |Z|co

6、s ,等效电抗 X |Z|sin , X Xl 2 fL 可计算出阻值R和电感量L。下公式：阻抗的模IZ ，电路的功率因数cosPUI，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，

7、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 品关系。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：u i V3U p。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 的同咅，即ir.。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

8、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

9、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 Uao 220V ? Ubo 0V ? Uco 220V。相电压提高到了 220V, 若线电压是380V,贝V 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判另在图载的性如何根据两只功率表的读数的大小三相负載答：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(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)

10、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。2 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。3. 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。4. 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

11、量对称三相电路的无功功在对称三相电路中，可以用二瓦计法测得的 数值R、P2来求出负载的无功功率Q和负载的 功率因数。表达式为Q 3（P1 2）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Q 3P，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）。比505. 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）1.示波器面板上“ s/div 和v/div 的含义是什 么？答：、示波器面板上“ s/di

12、v ”（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）。、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）。2. 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：Y （实验被测标准信号输入通道，可自行选 择。）通道的丫轴电压灵敏度 （VOLTS/DIV ）应置于“ 0.1V ”档位置；“s/

13、div”又应置于“ 0.2ms”档位置。3. 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？ACDEFA :此情况出现的原因是选择了 Yi通道作为信号 输入通道，而垂直触发方式却选择了 Y2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。C :此情况出现的原因是扫

14、描方式扫描不对或者 电平调节不对。应重新调节。D :此情况出现的原因是示波器面板上“ v/div ” (VOLTS/DIV )信号垂直偏转灵敏度衰减开 关调得过小，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）调得过 小。应把此值调大。E :此情况出现的原因是示波器面板上“ s/div ” （SEC/DIV ）扫描速度的调节开关，调节扫描 速度调节的过大，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）调得 过大。应把此值调小。F:此情况出现的原因是选择了 y通道作为信号输 入通道，而垂直触发方式却选择了 Y2的触发方 式。并且示波器面板上“ s/div ” （ SE

15、C/DIV ） 扫描速度的调节开关，调节扫描速度调节的 过大，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）调得过大。此情 况即是A和E情况的叠加结果。此时应按A 和E情况的调节方法调节示波器。4. 用示波器观察某信号波形时，要达到以下要 求，应调节哪些旋纽？波形清晰；波形稳定； 改变所显示波形的周期数；改变所显示波形 的幅值。答：通过调节聚焦旋钮可使波形更清晰。 通过配合调节电平、释抑旋钮可使波形稳 调节扫描速度旋钮 调节灵敏度旋钮。5 总结如何正确使用双踪示波器、函数发生器 等仪器,用示波器读取被测信号电压值、周期（频 率）的方法。答：要正确使用示波器、函数发生器等仪器，必 须要弄清楚这些仪器面板上的每个旋钮及按键 的功能，按照正确的操作步骤进行操作.用示波器读取电压时，先要根据示波器的灵 敏度，知道屏幕上Y轴方向每一格所代表的电压 值，再数出波形在Y轴上所占的总格数h,按公 式 计算出电压的有效值。用示波器读取被测信号的周期及频率时，先 要根据示波器的扫描速率，知道屏幕上X轴方向 每一格所代表的时间，再数出波形