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1、实验一 叠加定理及戴维南定理的验证一、实验目的1.验证线性电路叠加原理的正确性，加深对其使用范围的理解；2.通过实验加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解；3.验证戴维南定理的正确性；二、实验原理叠加定理指出：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。如果网络是非线性的，叠加原理将不适用。任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源单口网络）。戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，此电压源的
2、电动势ES等于这个有源二端网络的开路电压UOC，其等效内阻RO等于该网络中所有独立源均置于零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的等效电阻。UOC和RO称为有源二端网络的等效参数。图1三、实验组件多功能实验网络；直流电压表；直流电流表；可调直流稳压源；可调直流电流源；可调电阻。四、实验步骤1、验证线性电路的叠加原理：按图1电路图连接好电路后，请教师检查电路；开路Is，合上E后测各支路的电压、电流；短接E，测量Is单独作用时，各支路的电压、电流；测量E、Is同时作用时各支路电压、电流；根据记录的数据，验证电流、电压叠加原理。2、验证非线性电路不适用叠加原理：将图1中DC支路的线性电阻用稳
3、压二极管代替，重复步骤1，重复测量各支路电流和电压。3、戴维南定理验证：（1）测量含源单口网络：按图2电路图连接好电路后，请教师检查电路；设定Is=15mA、Es=10V；图3调节精密可调电阻，测定AB支路从开路状态（R=，此时测出的UAB为A、B开路电压UK）变化到短路状态（R=0,此时测出的电流即为A、B端短路时的短路电流Id）的UAB、IAB。（2）测量无源单口网络的输入电阻：将图2中的电路除源，即将Is开路，Es短路，再将负载R开路；用万用电表测量A、B两点间的电阻RAB，即为该有源单口网络所对应的无源单口网络的输入端电阻，也就是有源单口网络所对应等效电压源的内电阻Rs。3)验证戴维南
4、定理调节一精密可调电阻RAB等于RS，然后将可调稳压源的输出电压调至等于有源单口网络的开路电压UK与RAB串联组成等效电压源（如图3所示），负载电阻R用另一精密可调电阻上的可变电阻。改变负载电阻R的值（与表3中R值一一对应，便于比较），重复测出UAB、IR记入表4，并与步骤1中所测得的值比较，验证戴维南定理。五、实验数据及计算分析表1. 验证叠加原理（E1=10V，IS=20mA）序列UCAUDAUEDUDCIDCE=10v单独作用IS=20mA单独作用E和IS共同作用偏差 表2 验证非线性电路不适用叠加原理（E1=10V，IS=20mA）序列UCAUDAUEDUDCIDCE=10v单独作用I
5、S=20mA单独作用E和IS共同作用偏差 表3.有源单口网络的外特性UAB=f(IR)（ES=10V，IS=15mA）R()01020501002003005001000UAB（V）IR(mA)表4.等效电压源的外特性UAB=f(IR)R()01020501002003005001000UAB（V）IR(mA)六、注意事项1、稳流源不应开路，否则它两端正电压会很高。为安全起见，断开Is前，先用一短线将Is短接，然后断开Is；2、稳压源不应短路，否则电流会很大。 实验二 三相交流电路电压、电流的测量一、实验目的1.学会三相负载的星形和三角形的连接方法；2.熟悉并掌握两种接法的特点，即负载的线电压
6、和相电压，线电流和相电流的关系；3.观察分析并充分理解三相四线制中，负载对称和不对称时中线的作用。二、实验原理1、本实验采用的是三相四线制星形连接的三相对称电源，可为负载提供两种电源电压，即线电压线=380V和相电压U相=220V的两种。2、 三相负载方式有两种：星形（又称“Y”接法）或三角形（又称“”接法）。当三相对称负载作Y形联结时，线电压线是相电压U相的倍。线电流I线等于相电流I相，即：线=U相I线=I相在这种情况下：流过中线的电流I=0，所以可以省去中线。3、 当对称三相负载作形联结时，不对称三相负载作Y形联结时，必须采用三相四线制接法，即Y接法。而且中线必须牢固连接，以保证三相不对称
7、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接法。4、 当不对称负载作形联结时，I线I相,但只要电源的线电压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.三、实验设备 三相灯负载 交流电流表 .交流电压表 .三相调压器单元四、实验内容1、三相负载星形联结将三相调压器的旋柄置于输出为0V的位置（即逆时针旋到底）；按图1线路组接实验电路。即三相灯组负载经三相自偶调压器接通三相对称电源。经指导教师检查合格后，方可开启实验台电源
8、，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为380V；按下述内容完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压（电源与负载中点间的电压）、线电流（等于相电流）、中线电流；将所测得的数据记入表1中，并观察个相灯组亮暗的变化程度特别要注意观察中线的作用。2、负载三角形联结请在实验之前完成实验预习报告（实验表格请画在报告上，粘贴表格者实验成绩扣分）将三相调压器的旋柄置于输出为0V的位置（即逆时针旋到底）；按图2改接线路，经指导老师检查合格后接通三相电源，并调节调压器，使其输出线电压为220V；并按表2的实验内容进行测试，分别测量三相负载的线电压（等于相电压）、线电流、相电流。图1图2五、实验注意事项
9、1、本实验采用三相交流市电，线电压为380V，实验时要注意人身安全，不可触及导电部件，防止意外事故发生。2、每次接线完毕，同组同学应自查一遍，然后由指导教师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先断电、再接线、后通电；先断电、后拆线的实验原则。3、星形负载作短路实验时，必须先断开中线，以免发生短路事故。4、为避免烧坏灯泡，在做Y接法不平衡负载或缺相实验时，所加线电压应以最高相电压240V为宜。六、预习思考题1、三相负载根据什么条件作星形或三角形连联结?2、复习三相交流电路有关内容，试分析三相星形联结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，情况又将如何？3、本次
10、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？七、实验报告1、用实验测得的数据验证对称三相电路的关系。2、用实验数据和观察到现象，总结三相四线供电系统中中线的作用。3、不对称三角联结的负载，能否正常工作？实验是否能证明这一点？4、根据不对称负载联结时的像电流值作相量图，并求出线电流值，然后与实验测得的线电流作比较，分析之。5、心得体会及其他。请在实验之前完成实验预习报告（实验表格请画在报告上，粘贴表格者实验成绩扣分）线电压（V）相电压（V）相电流（mA）中线电流（mA）UABUBCUCAUAUBUCIAIBIC负载对称有中线无中线负载不对称有中线无中线表1.星形连
11、接表2 三角形连接测量值负载状态线电压（V）线电流（mA）相电流（mA）UABUBCUCAIAIBICIABIBCICA负载对称负载不对称注：负载对称时，A、B、C三相均接1只15W电灯； 负载不对称时，A、B、C三相分别接1只、2只、3只15W电灯。实验三 三相有功、无功功率的测试一、实验目的1.熟悉一瓦表、二瓦表、三瓦表法功率测量的原理与接线方法；2.掌握功率表的正确使用方法。二、实验原理工业生产和科学实验中经常碰到要测量三相电路中有功率和无功率的问题、测量的方法很多，根据供电线路形式与负载情况常用一瓦表法进行测量。（1） 三相三线制供电，负载对称或不对称但联接方式为星形联接，且负载中点可
12、引出接线时，可采用一瓦表法测每相功率，三相总功率等于各相功率之和。（在这情况下功率表读出的每相功率对应于负载每相实际功率）。（2） 三相三线制供电，负载对称，星形联接或三角形联接情况下可采用一瓦表法来测量三相总无功功率。三相无功功率的表达式为(式中UL、IL分别为对称三相线电压和线电流)。（3） 三相三线制供电系统中对称负载，星形或三角形联接时测量三相负载的无功功率：功率表的联接方法与测有功功率相同，但测无功功率只能用于对称负载的情况下，此时有三相无功功率为1、三相功率的二瓦计法基本原理三相三线制电路中，通常用两只功率表测量三相功率（不论对称与否），又称二瓦计法。如图1。负载图1 二瓦表法三相
13、负载所消耗的总功率P为两只功率表读数的代数和，即：式中、分别表示两只功率表的读数。2、二瓦计法测量无功功率及j在对称三相电路中，可以用二瓦计法测得的读数和来求出负载的无功功率Q和负载的功率因数角，其关系式为：，也可以用一只功率表来测量。将功率表的电流线圈接于作一相火线，而电压线圈跨接到另外两相火线之间。如图5。则有：，是功率表的读数。当负载为感性时，功率表读数为正；负载为容性时，功率表读数为负。三、实验设备 三相灯负载 交流电流表 .交流电压表 .三相调压器单元 功率表四、实验注意事项1本次实验U线=220V，U相=127V；2换线路必须先按“停止键”断电，按“启动键”通电，不再动调压器；3本实验采用三相交流市电，线电压为380V，实验时要注意人身安全，不可触及导电部件，防止意外事故发生；4每次接线完毕，同组同学应自查一遍，然后由指导教师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先断电、再接线、后通电；先断电、后拆线的实验原则。四、实验内容（1） 将三相负载按要求连接，用三瓦表、二瓦表、一瓦表法测三相总功率。（2） 将三相负载改成电容负载，重新上述实验。（3） 以上实验均需测量对称及不对称负载两组情况。表1. 有功功率（星形接法）电源
