川大网络电工电子综合实践

四川大学网络教育学院电工电子综合实践校外学习中心：学生姓名：专业：层次：年级：学号：实验时间：-2-实验题目实验一L、C元件上电流电压的相位关系实验目的1、在正弦电压激励下研究L、C元件上电流，电压的大小和它们的相位关系，以及输入信号的频率对它们的影响。2、学习示波器、函数发生器以及数字相位仪的使用仪器仪表目录1、交流电流表、交流电压表2、数字相位计实验线路实验内容及操作步骤1、调节ZH-12实验台上的交流电源，使其输出交流电源电压值为24V。2、按图电路图接线，先自行检查接线是否正确，并经教师检查无误后通电。3、用示波器的观察电容两端电压Uc和电阻两端电压Ur的波形，（原理同上）。仔细调节示波器，观察屏幕上显示的波形并将结果记录。-3-实验分析1、在电感电路中，电感元件电流强度跟电压成正比，即I∝U.用1/（XL）作为比例恒量，写成等式，就得到I=U/（XL）这就是纯电感电路中欧姆定律的表达式。电压超前电路90°。分析：当交流电通过线圈时，在线圈中产生感应电动势。根据电磁感应定律，感应电动势为dieLdt（负号说明自感电动势的实际方向总是阻碍电流的变化）。当电感两端有自感电动势，则在电感两端必有电压，且电压u与自感电动势e相平衡。在电动势、电压、电流三者参考方向一致的情况下，则diueLdt设图所示的电感中，有正弦电流Imsinit通过，则电感两端电压为：(Imsin)sin(90)odidtuLLUmtdtdt波形与相量图如下：2、在交流电容电路中对电容器来说，其两端极板上电荷随时间的变化率，就是流过连接于电容导线中的电流，而极板上储存的电荷由公式q=Cu决定，于是就有：dqduiCdtdt-4-也可写成：1uidtC设：电容器两端电压sinuUmt(sin)cosImsin(90)odudUmtiCCCUmttdtdt由上式可知：ImCUm，即1ImUmUIC实验和理论均可证明，电容器的电容C越大，交流电频率越高，则1C越小，也就是对电流的阻碍作用越小，电容对电流的“阻力”称做容抗，用Xc代表。112XcCfC波形与相量图如下：实验结论1.电容元件电压电流大小关系：Uc=U/ωC=XcIc，Ic=ωCU=Uc/Xc;2.相位关系，电流超前电压90°。查阅资料目录1电工技术与电子技术王鸿明编著清华大学出版社20012电工学下册秦曾煌主编高等教育出版社20013电路（第四版）邱关源主编高等教育出版社1999-5-4电子线路基础教程王成华主编科学出版社20005模拟电子技术基础童诗白主编高等教育出版社20016数字系统设计基础沈嗣昌主编航空工业出版社1996实验题目实验二电路功率因素的提高实验目的1．了解日光灯电路的工作原理2．掌握提高功率因数的意义与方法仪器仪表目录1．1台型号为RTDG－3A或RTDG－4B的电工技术实验台2．1根40W日光灯灯管3．1台型号为RTZN13智能存储式交流电压／电流表4．1个型号为RTDG－08的实验电路板，含有镇流器、启辉器、电容器组实验线路VRAC1灯管启辉器220V交流TB镇流器RULIIC2C3BLUCI实验内容及操作步骤测量日光灯电路有并联电容和没有并联电容这两种情况下的功率因数，掌握提高功率因数的方法。在正弦交流电路中，功率因数的高低关系到交流电源的输出功率和电力设备能否得到充分利用。为了提高交流电源的利用率，减少线路的能量损耗，可采取在感性负载两端并联适当容量的补偿电容，以改善电路的功率因数。并联了补偿电容器C-7-以后，原来的感性负载取用的无功功率中的一部分，将由补偿电容提供，这样由电源提供的无功功率就减少了，电路的总电流Ỉ也会减小，从而使得感性电路的功率因数cosφ得到提高。实验过程：1.日光灯没有并联电容时的操作过程(1)先切断实验台的总供电电源开关，按照实验电路图4—1来连线。用导线将调压器输出相线端、总电流测量插孔、日光灯电流测量插孔、镇流器、日光灯灯丝一端、启辉器、日光灯灯丝另一端、调压器输出地线端按顺序联接到实验线路中。(2)用导线将电容器电流测量插孔与电容器组串联再与上述日光灯电路并联，并将电容器组中各电容器的控制开关均置于断开位置。注意，电容器电流测量插孔应联接在总电流测量插孔的后面。(3)实验电路接线完成后，需经过实验指导教师检查无误，方可进行下一步操作。(4)将安装在电工实验台左侧面的自耦变压器调压手柄按照逆时针方向旋转到底。(5)闭合实验台的总供电电源开关，按下启动按键。(6)按下调压按键，使实验台的调压器开始工作，这时实验台上的三相电压表显示调压器的输出电压。(7)闭合交流电表开关，用导线将交流电压表与调压器输出端相联接，按顺时针方向旋转自耦变压器的调压手柄，用-8-交流电压表监测，将调压器输出电压逐渐调升至220V。这时安装在实验台内部的日光灯灯管将会点亮，日光灯电路开始正常工作。(8)使用交流电压表、交流电流表，按表4—1中的顺序测量电路端电压U、电路总电流I、日光灯灯管电压UR，将测量结果记入表4—1中。2.日光灯并联电容时的操作过程按照表4—2中列出的电容器容量值，逐项测量电路总电流I、日光灯支路电流IR(或IL)、电容器支路电流IC的数值，并将测量结果记入表4—2中。实验分析表4—1日光灯电路的测量表4－2并联电容提高功率因数项目电容值I(mA)IR或IL(mA)IC(mA)cosФ0μF22022000.341μF160140200.482.2μF90101000.834.7μF1001902900.789.4μF4801806600.17项目U(V)I(A)UR(V)cosФ测量值21022071.80.34-9-实验结论由表4—2中计算出的功率因数cosφ值分析，使日光灯电路功率因数改善效果最佳的电容器容量值为：2.2uf查阅资料目录1电工技术与电子技术王鸿明编著清华大学出版社20012电工学下册秦曾煌主编高等教育出版社20013电路（第四版）邱关源主编高等教育出版社19994电子线路基础教程王成华主编科学出版社20005模拟电子技术基础童诗白主编高等教育出版社20016数字系统设计基础沈嗣昌主编航空工业出版社1996实验题目实验三虚拟一阶RC电路实验目的1、在ElectronicsworkbenchMultisim电子电路仿真软件中，对一阶电路输入方波信号，用示波器测量其输入，输出之间的波形，以验证RC电路的充放电原理。2、熟悉示波器的使用仪器仪表目录1、示波器2、实验箱3、直流电源实验线路RC电路充放电如实验图所示。实验图R电路C充放电电容具有充放电功能，充放电时间与电路时间常数RC＝有关。当足够小就构成微分电路，从电阻端输出的电压与输入电源电压之间呈微分关系，如实验图。-11-实验图RC微分电路而当足够大就构成积分电路，从电容两端输出的电压与输入电源电压之间呈积分关系，如实验图实验图RC积分电路实验内容及操作步骤1、RC电路的充放电特性测试（1）在EWB的电路工作区按图连接。按自己选择的参数设置。（2）选择示波器的量程，按下启动\停止开关，通过空格键使电路中的开关分别接通充电和放电回路，观察不同时间常数下RC电路的充放电规律。（3）依照实验表计算其时间常数。-12-实验分析输入为频率为50Hz的方波，经过微分电路后，输出为变化很陡峭的曲线。当第一个方波电压加在微分电路的两端（输入端）时，电容C上的电压开始因充电而增加。而流过电容C的电流则随着充电电压的上升而下降。电流经过微分电路（R、C）的规律可用下面的公式来表达i=(V/R)e-(t/CR)i-充电电流（A）；v-输入信号电压（V）；R-电路电阻值（欧姆）；C-电路电容值（F）；e-自然对数常数（2.71828）；t-信号电压作用时间（秒）；CR-R、C常数（R*C）-13-实验结论由此我们可以看出输出部分即电阻上的电压为i*R，结合上面的计算，我们可以出输出电压曲线计算公式为：iR=V[e-(t/CR)]积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波，还可将锯齿波转换为抛物波。电路原理很简单，都是基于电容的冲放电原理，这里就不详细说了，这里要提的是电路的时间常数R*C，构成积分电路的条件是电路的时间常数必须要大于或等于10倍于输入波形的宽度。输出信号与输入信号的积分成正比的电路，称为积分电路。原理：Uo=Uc=(1/C)∫icdt,因Ui=UR+Uo,当t=to时，Uc=Oo.随后C充电，由于RC≥Tk,充电很慢，所以认为Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故Uo=(1/c)∫icdt=(1/RC)∫icdt这就是输出Uo正比于输入Ui的积分（∫icdt）RC电路的积分条件：RC≥Tk查阅资料目录1电工技术与电子技术王鸿明编著清华大学出版社20012电工学下册秦曾煌主编高等教育出版社20013电路（第四版）邱关源主编高等教育出版社19994电子线路基础教程王成华主编科学出版社20005模拟电子技术基础童诗白主编高等教育出版社20016数字系统设计基础沈嗣昌主编航空工业出版社1996实验题目实验四用数字电桥测交流参数实验目的用TH2080型LCR数字交流电桥测量RLC的各种参数，了解电阻、电容、电感的特性仪器仪表目录TH2080型LCR数字测量仪、待测元件实验线路实验内容及操作步骤图是交流电桥的原理线路。它与直流单臂电桥原理相似。在交流电桥中，四个桥臂一般是由交流电路元件如电阻、电感、电容组成；电桥的电源通常是正弦交流电源；交流平衡指示仪的种类很多，适用于不同频率范围。频率为200Hz以下时可采用谐振式检流计；音频范围内可采用耳机作为平衡指示器；音频或更高的频率时也可采用电子指零仪器；也有用电子示波器或交流毫伏表作为平衡指示器的。本实验采用高灵敏度的电子放大式指零仪，具有足够的灵敏度。指示器指零时，电桥达到平衡。-15-实验分析交流电桥的平衡条件我们在正弦稳态的条件下讨论交流电桥的基本原理。在交流电桥中，四个桥臂由阻抗元件组成，在电桥的一个对角线cd上接入交流指零仪，另一对角线ab上接入交流电源。当调节电桥参数，使交流指零仪中无电流通过时（即I0=0），cd两点的电位相等，电桥达到平衡，这时有Uac=UadUcb=Udb即：I1Z1=I4Z4I2Z2=I3Z3两式相除有：33442211ZIZIZIZI当电桥平衡时，I0=0，由此可得：I1=I2，I3=I4所以Z1Z3=Z2Z4实验结论上式就是交流电桥的平衡条件，它说明：当交流电桥达到平衡时，相对桥臂的阻抗的乘积相等。由图4-13-1可知，若第一桥臂由被测阻抗Zx构成，则：432ZZZZx当其他桥臂的参数已知时，就可决定被测阻抗Zx的值查阅资料目录1电工技术与电子技术王鸿明编著清华大学出版社20012电工学下册秦曾煌主编高等教育出版社20013电路（第四版）邱关源主编高等教育出版社19994电子线路基础教程王成华主编科学出版社20005模拟电子技术基础童诗白主编高等教育出版社20016数字系统设计基础沈嗣昌主编航空工业出版社1996实验题目实验五差动放大电路实验实验目的1、熟悉差动放大器工作原理；2、掌握差动放大器的基本测试方法。仪器仪表目录1.双踪示波器；2.数字万用表；3.信号源；实验线路信号源oooRp1KVioVi1b1R510Rc18KVc1.Rc18K+12VR162KR213K-12VV1V21Rp330R510V3Re3KVc2b2Vi2Vo图5-1实验内容及操作步骤内容：计算图5-1的静态工作点（Rbc=3K，β=100）及电压放大倍数；在图5-1基础上画出单端输入和共模输入的电路步骤：实验电路如图5-1所示。（1）调零将输入端短路并接地，接通直流电源，调节电位器Rp1使双端输出电压Vo=0。-17-（2）测量静态工作点测量V1、V2、V3各极对地电压填入表5-1中。表5-11．测量差模电压放大倍数。在输入端加入直流电压信号Vid=+-0.1V按表5-2要求测量并记录，由测量数据算出单端和双端输出的