2015-2016-1课程实验教案（电工电子技术）数控技术

2015-2016-1学期 《电工电子技术》课程实验教案 任课教师：万行花

任教班级：机械工程学院2014级数控技术1班

实验一 基尔霍夫定律的验证

实验目的：

1、验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律普遍性的理解。 2、进一步学会使用电压表、电流表。 实验原理：

基尔霍夫定律 1、 基尔霍夫电流定律

对电路中任意节点，流入、流出该节点的代数和为零。即 ∑I=0 2、 基尔霍夫电压定律

在电路中任一闭合回路，电压降的代数和为零。 即 ∑U=0 实验设备及装置 序号 1 2 3 名 称 型号与规格 数量 备注 1 1 1 可调直流稳压电源 0～30V 直流数字电压表 直流数字毫安表 TH-DT型电工电子电力拖动实验装置 实验步骤：

一、实验线路如图2-1所示

图 2－1

1、 实验前先任意设定三条支路的电流参考方向，

2、 按原理的要求，分别将两路直流稳压电源接入电路。

3、将电流插头的两端接至直流数字毫安表的“+，－”两端。

4、将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，记录电流值于下表。 5、用直流数字电压表分别测量两路电源及电元件上的电压值，记录于下表。 被测量 I1（mA） I2（mA） I3 （mA） E1 (V) 6.00 6.00 0% E2 (V) 12.00 11.99 -0.08% UFA (V) 0.98 0.93 -5.10% UAB (V) -5.99 -6.24 4.17% UAD (V) 4.04 4.02 -0.50% UCD UDE (V) -1.97 -2.08 -5.58% (V) 0.98 0.97 -1.02% 计算值 测量值 相对误差 1.93 2.08 7.77% 5.99 6.38 6.51% 7.92 8.43 6.43% 二、基尔霍夫定律的计算值：根据基尔霍夫定律列出方程

2015-2016-1学期 《电工电子技术》课程实验教案 任课教师：万行花

任教班级：机械工程学院2014级数控技术1班

I1 + I2 = I3 ??（1）

（510+510）I1 +510 I3=6 ??（2）

1000+330）I3+510 I3=12 ??（3） 解得：I1 =0.00193A I2 =0.0059A I3 =0.00792A

UFA=0.98V UBA=5.99V UAD=4.04V UDE=0.98V UDC=1.98V 三、相对误差的计算：

E(I1)=（I1（测）- I1（计））/ I1（计）*100%=（2.08-1.93）/1.93=7.77% 同理可得：E(I2) =6.51% E(I3)=6.43% E(E1)=0% E(E1)=-0.08%

E(UFA)=-5.10% E(UAB)=4.17% E(UAD)=-0.50% E(UCD)=-5.58% E(UDE)=-1.02%

四、实验数据分析与结论

根据上表可以看出I1、I2、I3、UAB、UCD的误差较大， 数据中绝大部分相对误差较小，基尔霍夫定律是正确的

注意事项：

产生误差的原因：

1、电阻值不恒等电路标出值，（以510Ω电阻为例，实测电阻为515Ω）电阻误差较大。 2、导线连接不紧密产生的接触误差。

3、仪表的基本误差。 思考题：

1、实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，什么情况下可能出现毫安表指针反偏，应如何处理，在记录数据时应注意什么？若用直流数字毫安表进行时，则会有什么显示呢？

答：当万用表接反了的时候会反偏。实验数据处理是应注意乘以万用表自己选择的倍数 用直流数字毫安表进行时会显示负值。 课堂评价：

（1）学生到课情况、学生是否按要求自己动手完成实验任务、学生掌握实验操作的能力情况；

（2）指导老师是否按时到课、指导老师是否认真做好了实验准备、指导老师是否亲自演示实验过程；

（3）学生对指导老师的课后评价。

2015-2016-1学期 《电工电子技术》课程实验教案 任课教师：万行花

任教班级：机械工程学院2014级数控技术1班

实验三 叠加原理的验证

实验目的：

验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。

实验原理：

叠加原理指出：在有多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。

线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K倍时，电路的响应（即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。 实验设备及装置

直流稳压电压、直流数字电压表、直流数字电流表、叠加原理实验电路板 序号 1 2 3 4 5 名 称 直流稳压电源 万用表 直流数字电压表 直流数字毫安表 迭加原理实验电路板 型号与规格 0~30V可调 0~200V 0~200mV 数量 二路 1 1 1 1 备 注 DG04 自备 D31 D31 DG05

TH-DT型电工电子电力拖动实验装置

实验步骤：

实验线路如图7-1所示，用DG05挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。 12

F一、实验内容：

1. 将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V，接入U1和U2处。 2. 令U1电源单独作用（将开关K1投向U1侧，开关K2投向短路侧）。用直流数字电压表和毫安表（接电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压，数据记入表7-1

2015-2016-1学期 《电工电子技术》课程实验教案 任课教师：万行花

任教班级：机械工程学院2014级数控技术1班 测量项目 实验内容 U1单独作用 U2单独作用 U1、U2共同作用 2U2单独作用 U1 (V) 12 0 12 0 U2 (V) 0 6 0 12 I1 (mA) 8.693 -1.198 7.556 -2.395 I2 (mA) -2.427 3.589 1.160 7.180 I3 (mA) 6.300 2.379 8.629 4.758 UAB (V) 2.429 -3.590 -1.162 -7.175 UCD (V) 0.802 -1.184 -0.382 -2.370 UAD (V) 3.231 -1.215 4.446 2.440 UDE (V) 4.446 -0.608 3.841 -1.217 UFA (V) 4.449 -0.608 3.841 -1.218 3. 令U2电源单独作用（将开关K1投向短路侧，开关K2投向U2侧），重复实验步骤2的测量和记录，数据记入表7-1。

4. 令U1和U2共同作用（开关K1和K2分别投向U1和U2侧）， 重复上述的测量和记录，数据记入表7-1。

5. 将U2的数值调至＋12V，重复上述第3项的测量并记录，数据记入表7-1。 6. 将R5（330Ω）换成二极管 1N4007（即将开关K3投向二极管IN4007侧），重复1～5的测量过程，数据记入表7-2。

7. 任意按下某个故障设置按键，重复实验内容4的测量和记录，再根据测量结果判断出故障的性质。 表 7-2 测量项目 实验内容 U1单独作用 U2单独作用 U1 (V) 12 0 0 6 6 U2 (V) I1 (mA) 8.734 0 7.953 0 I2 (mA) -2.569 0 0 0 I3 (mA) 6.198 0 7.953 0 UAB (V) 2.575 0 0 0 UCD (V) 0.607 -6 -1.940 -12 UAD (V) 0 UDE (V) 4.473 0 4.036 0 UFA (V) 4.477 0 4.040 0 U1、U2共同作用 12 2U2单独作用 0 12 二、数据助理

1、 验证叠加定理：以I1为例，U1单独作用时，I1a=8.693mA,，U2单独作用时，I1b=-1.198mA，I1a+I1b=7.495mA，U1和U2共同作用时，测量值为7.556mA，因此叠加性得以验证。2U2单独作用时，测量值为-2.395mA，而2*I1b=-2.396mA，因此齐次性得以验证。其他的支路电流和电压也可类似验证叠加定理的准确性。

2、对于含有二极管的非线性电路，表2中的数据不符合叠加性和齐次性。 注意事项：

1. 用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时，应注意仪表的极性，正确判断测得值的＋、－号后，记入数据表格。 2. 注意仪表量程的及时更换。 思考题：

1. 在叠加原理实验中，要令U1、U2分别单独作用，应如何操作？可否直接将不作用的电源（U1或U2）短接置零？

2. 实验电路中，若有一个电阻器改为二极管， 试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？

2015-2016-1学期 《电工电子技术》课程实验教案 任课教师：万行花

任教班级：机械工程学院2014级数控技术1班 课堂评价：

（1）学生到课情况、学生是否按要求自己动手完成实验任务、学生掌握实验操作的能力情况；

（2）指导老师是否按时到课、指导老师是否认真做好了实验准备、指导老师是否亲自演示实验过程；

（3）学生对指导老师的课后评价。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/wvuh.html