09级电工实验预习思考题答案

09级电工实验预习思考题答案实验三叠加原理实验1、在叠加原理实验中，要令、分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（或）置零连接？在叠加原理实验中，要令单独作用，则将开关投向侧，开关投向短路侧；要令单独作用，则将开关投向短路侧，开关投向侧。不能直接将不作用的电源置零连接，因为实际电源有一定的内阻，如这样做，电源内阻会分去一部分电压，从而造成实验数据不准确，导致实验误差。2、实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的叠加性与齐次性还成立吗？为什么？成立。当电流沿着二极管的正向流过二极管时，叠加原理的叠加性与齐次性都成立，但当反向流过二极管时，会由于二级管的单向导电性而使得无法验证叠加原理的正确性，但这只是由于二极管的性质造成的。实验四戴维南定理和诺顿定理的验证——线性有源二端网络等效参数的测定1、在求戴维南或诺顿等效电路时，做短路试验，测的条件是什么？在本实验中可否直接做负载短路实验？测的条件是：插入毫安表，端接A、B端。在本实验中可直接做负载短路实验，测出开路电压U与短路电流I，等效电阻。2、说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。（1）测开路电压：①零示法，优点：可以消除电压表内阻的影响；缺点：操作上有难度，尤其是精确度的把握。②直接用电压表测量，优点：方便简单，一目了然；缺点：会造成较大的误差。（2）测等效内阻：①直接用欧姆表测量，优点：方便简单，一目了然；缺点：会造成较大的误差。②开路电压、短路电流法，优点：测量方法简单，容易操作；缺点：当二端网络的内阻很小时，容易损坏其内部元件，因此不宜选用。③伏安法，优点：利用伏安特性曲线可以直观地看出其电压与电流的关系；缺点：需作图，比较繁琐。④半电压法，优点：方法比较简单；缺点：难于把握精确度。1、在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时，人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后迅速断开，使日光灯点亮；或用一只启辉器去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？当开关接通的时候，电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电。辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触。电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热，发射出大量电子。这时，由于启辉器两极闭合，两极间电压为零，辉光放电消失，管内温度降低；双金属片自动复位，两极断开。在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端。灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动。在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。氩气电离生热，热量使水银产生蒸气，随之水银蒸气也被电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。2、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？总电流减小；此时感性原件上的电流和功率不变。3、提高线路功率因数，为什么只采用并联电容器法，而不用串联法，所并的电容器是否越大越好？采用并联电容补偿，是由线路与负载的连接方式决定的：在低压线路上（1KV以下），因为用电设备大多数是电机类的，都是感性负载，又是并联在线路上，线路需要补偿的是感性无功，所以要用电容器并联补偿。串联无法补偿。电容器是无功元件，如果补偿过头，造成过补偿，线路中的容性无功功率过大，线路的功率因数一样会降低。所以补偿要恰到好处（适量），不是越大越好。实验九三相交流电路的研究三相负载星形或三角形连接，是根据绕组（如电动机）或用电器的额定电压连接的。负载额定电压是220V的星形连接；额定电压是380V的三角形连接。1、试分析三相星形联接不对称负载在无中线的情况下，当某相负载开路或短路时会出现什么情况？如果接上中线，情况又如何？三相星形联接不对称负载在无中线的情况下，当某相负载开路或短路时负载重的那相的电压就变低；如果接上中线，三相电压趋于平衡。2、本次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？这是为了用电安全，因为实验台是金属做的，为了防止漏电，导致威胁到实验操作者的人身安全，也为了保护电路，使得电路作三相不对称负载时，不会因电压过大而烧坏电路，所以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。实验1常用电子仪器的使用七、实验报告及思考题1．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，再数出波形在X轴上一个周期所占的格数d，按公式T=d×ms/cm，，计算相应的周期和频率。2.欲测量信号波形上任意两点间的电压应如何测量？答：先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，再数出任意两点间在垂直方向所占的格数，两者相乘即得所测电压。3.被测信号参数与实验仪器技术指标之间有什么关系，如何根据实验要求选择仪器？答：被测信号参数应在所用仪器规定的指标范围内，应按照所测参量选择相应的仪器。如示波器、函数发生器、直流或交流稳压电源、万用表、电压表、电流表等。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？①波形清晰；②波形稳定；③改变所显示波形的周期数；④改变所显示波形的幅值。答：①通过调节聚焦旋钮可使波形更清晰。②通过配合调节电平、释抑旋钮可使波形稳定。③调节扫描速度旋钮。④调节灵敏度旋钮。实验2基尔霍夫定律和叠加原理的验证七、实验报告要求及思考题1．说明基尔霍夫定律和叠加原理的正确性。计算相对误差，并分析误差原因。答：根据实验数据可得出结论：基尔霍夫定律和叠加原理是完全正确的。实验中所得的误差的原因可能有以下几点：（1）实验所使用的电压表虽内阻很大，但不可能达到无穷大，电流表虽内阻很小，但不可能为零，所以会产生一定的误差。（2）读数时的视差。（3）实验中所使用的元器件的标称值和实际值的误差。（4）仪器本身的误差。（5）系统误差。2．使用万用表测量电阻、直流电压、直流电流时，应注意些什么问题？答：用万用表测电阻时，应将电阻与电路独立，选用合适的量程，并进行调零，若不能调零，则说明电池不足，需更换足量的电池。用万用表测直流电压时，万用表应并联在所测电压两端，并注意量程的选择以及所测电压的极性，若出现指针反偏时，应对调表笔，此时所测量的值应该为负。用万用表测直流电流时，万用表应串联在所测支路当中，一定要注意电流的极性，若出现指针反偏时，应对调表笔，此时所测量的值应该为负。3．实验时，如果电源（信号源）内阻不能忽略，应如何进行？答：实验时，若不忽略内阻，应该将电源接到电路当中再调所需要的值。实验3戴维宁定理的研究七、实验报告要求及思考题1．说明戴维宁定理的正确性。计算表3.1的相对误差，并分析误差原因。答：根据实验数据可得出结论：戴维宁定理是完全正确的。实验中所得的误差的原因可能有以下几点：（1）实验所使用的电压表虽内阻很大，但不可能达到无穷大，电流表虽内阻很小，但不可能为零，所以会产生一定的误差。（2）读数时的视差。（3）实验中所使用的元器件的标称值和实际值的误差。（4）仪器本身的误差。（5）系统误差。2.对有源二端网络内阻Ro的测量是否还有其它方法，若有说明其中一种方法。答：有，可以在断开电源的情况下直接用万用表测量有源二端网络的内阻Ro3．电压表、电流表的内阻分别是越大越好还是越小越好，为什么？答：电压表的内阻越大越好，以减小其上的电流，以保证a、b两端电压测量的准确性。电流表的内阻越小越好，以减小其上的电压，以保证a、b支路电流测量的准确性。实验4RLC串联交流电路的研究七、实验报告要求及思考题1．列表整理实验数据，通过实验总结串联交流电路的特点。答：当XLXC时，电路呈电容性，此时电容上的电压大于电感上的电压，且电流超前电压。当XLXC时，电路呈电感性，此时电感上的电压大于电容上的电压，且电压超前电流。当XL＝XC时，电路发生串联谐振，电路呈电阻性，此时电感上的电压与电容上的电压近似相等，且大于输入电压。电路中的电流最大，电压与电流同相位。2．从表4.1~4.3中任取一组数据（感性、容性、电阻性），说明总电压与分电压的关系。答：取f=11kHz时的数据：U=6V，UR=3.15V，ULr=13.06V，UC=8.09V，将以上数据代入公式＝5.88V，近似等于输入电压6V。3．实验数据中部分电压大于电源电压，为什么？答：因为按实验中所给出的频率，XL及XC的值均大于电路中的总阻抗。4．本实验中固定R、L、C参数，改变信号源的频率，可改变电路的性质。还有其它改变电路性质的方法吗？答：也可固定频率，而改变电路中的参数(R、L、C)来改变电路的性质。实验5感性负载与功率因数的提高七、实验报告要求及思考题1．根据表5.2所测数据和计算值，在坐标纸上作出I=f(C)及cos=f(C)两条曲线。说明日光灯电路要提高功率因数，并联多大的电容器比较合理，电容量越大，是否越高？答：并联2.88uF的电容最合理，所得到的功率因数最大．由实验数据看到，并联最大电容4.7uF时所得的功率因数并不是最大的，所以可以得出，并不是电容量越大，功率因数越高．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．实验6三相交流电路七、实验报告要求及思考题1．根据实验数据分析：负载对称的星形及三角形联接时Ul与Up，Il与Ip之间的关系。分析星形联接中线的作用。按测量的数据计算三相功率。答：负载对称的星形联接：，Il=Ip负载对称的三角形联接：Ul=Up，星形联接中线的作用就是使相电压对称，负载能够正常工作。2．为什么不能在负载星形、负载三角形电路中短接负载？若短接，其后果如何？答：在负载星形四线制和负载三角形电路中，若短接负载，则相当于将相电压或线电压直接短接，必然会引起电流过大而烧坏保险管。3．在星形联接、三角形联接两种情况下的三相对称负载，若有一相电源线断开了，会有什么情况发生？为什么？答：在星形联接时，若有中线，则一相电源线断开，则电源断开的这一相负载不能工作，而并不影响其他两相负载的正常工作。若无中线，则其他两相负载的电压会降低，将不能正常工作。在三角形联接时，若有一相电源线断开，则接在另外两相电源之间的负载继续正常工作，而另两相负载的工作电压将会降低而导致不能正常工作。实验7一阶RC电路的暂态过程七、实验报告要求及思考题1．坐标纸上描绘各实验内容所要求的波形图，说明其产生条件。答：RC微分电路产生的条件：（1）τ＜＜tp，（2）从电阻端输出。RC积分电路产生的条件：（1）τ＞＞tp，（2）从电容端输出。耦合波形产生的条件：（1）τ＞＞tp，（2）从电阻端输出。2．把电路的时间常数τ值与理论值比较，分析误差原因。答：误差产生的原因可能有以下几个方面：（1）在理论上，电容器真正充到最大值的时间是无穷大，而实验中只取5τ，因此会引起误差。（2）元器件标称值与实际值的误差。（3）操作者在波形上读数时的视差。（4）仪器本身的误差。3．什么样的电信号可作为RC一阶电路零输入响应、零状态响应和全响应的激信号？答：阶跃信号或者是方波信号。4．在电路参数己定的RC微分电路和积分电路中，当输入频率改变时，输出