电工电子技术 教学课件 作者 王国伟 第15章 实验.ppt

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1、实验1基本电工仪表的使用及测量误差的计算一、实验目的1．熟悉实验台上各类电源及各类测量仪表的布局和使用方法。2．掌握指针式电压表、电流表内阻的测量方法。3．熟悉电工仪表测量误差的计算方法。二、实验原理1．为了准确地测量电路中实际的电压和电流，必须保证仪表接入电路后不会改变被测电路的工作状态。这就要求电压表的内阻为无穷大；电流表的内阻为零。而实际使用的指针式电工仪表都不能满足上述要求。因此，当测量仪表一旦接入电路，就会改变电路原有的工作状态，这就导致仪表的读数值与电路原有的实际值之间出现误差。这种

2、测量误差值的大小与仪表本身内阻值的大小密切相关。只要测出仪表的内阻，即可计算出由其产生的测量误差。以下介绍几种测量指针式仪表内阻的方法。2．用“分流法”测量电流表的内阻；如图15-1所示。A为被测内阻(RA)的直流电流表。测量时先断开开关S，调节电流源的输出电流I，使A表指针满偏转。然后合上开关S，并保持I值不变，调节电阻箱RB的阻值，使电流表的指针指在1/满偏转位置，此时有IA＝IS＝I/2∴RA＝RB∥R1R1为固定电阻器之值，RB可由电阻箱的刻度盘上读得。3．用分压法测量电压表的内阻；如图1

3、5-2所示。V为被测内阻(RV)的电压表。图15-1图15-2测量时先将开关S闭合，调节直流稳压电源的输出电压，使电压表V的指针为满偏转。然后断开开关S，调节RB使电压表V的指示值减半。此时有：RV＝RB＋R1电压表的灵敏度为：S＝RV/U(Ω/V)。式中U为电压表满偏时的电压值。4．仪表内阻引入的测量误差（通常称之为方法误差，而仪表本身结构引起的误差称为仪表基本误差）的计算。伏安法测量电阻的原理为：测出流过被测电阻RX的电流IR及其两端的电压降UR，则其阻值RX=UR/IR，分为电压表前置和电流

4、表前置两种方法，依所测对象阻值及为降低测量误差，选用合适的方法。图15-3误差电路分析示意图15-4伏安法测电阻原理示意三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源0～30V二路2可调恒流源0～500mA13指针式万用表MF-47或其他1自备4可调电阻箱0～9999．9Ω1HE-195电阻器按需选择HE-11四、实验内容及步骤1．根据“分流法”原理测定指针式万用表（MF-47型或其他型号）直流电流0.5mA和5mA档量限的内阻。线路如图15-1所示。测量结果记录于表15-1中，RB可选

5、用HE-19中的电阻箱（下同）。被测电流表量限S断开时的表读数、/mAS闭合时的表读数/mARB/ΩR1/Ω计算内阻RA/Ω0.5mA5mA2．根据“分压法”原理按图15-2接线，测定指针式万用表直流电压2.5V和10V档量限的内阻。测量结果记录于下表15-2中。被测电压表量限S闭合时表读数/VS断开时表读数/VRB/kΩR1/kΩ计算内阻RV/kΩ2.5V10V3．用指针式万用表直流电压10V档量程测量图15-3电路中R1上的电压U’R1之值，并计算测量的绝对误差与相对误差。测量结果记录于表15

6、-3中。UR2R1R10V/kΩ计算值UR1/V实测值U’R1/V绝对误差ΔU相对误差(ΔU/UR1)×100%12V10kΩ50kΩ五、实验注意事项1．实验台上配有实验所需的恒流源，在开启电源开关前，应将恒流源的输出粗调拨到2mA档，输出细调旋钮应调至最小。按通电源后，再根据需要缓慢调节。2．当恒流源输出端接有负载时，如果需要将其粗调旋钮由低档位向高档位切换时，必须先将其细调旋钮调至最小。否则输出电流会突增，可能会损坏外接器件。3．实验前应认真阅读直流稳压电源的使用说明书，以便在实验中能正确使用

7、。4．电压表应与被测电路并联使用，电流表应与被测电路串联使用，并且都要注意极性与量程的合理选择。5．本实验仅测试指针式仪表的内阻。由于所选指针表的型号不同，本实验中所列的电流、电压量程及选用的RB、R1等均会不同。实验时请按选定的表型自行确定。六、实验报告要求1．列表记录实验数据，并计算各被测仪表的内阻值2．计算实验内容3的绝对误差与相对误差。3．对思考题的计算。4．其他（包括实验的心得、体会及意见等）。七、思考题1．根据实验内容1和2，若已求出0.5mA档和2.5V档的内阻，可否直接计算得出5m

8、A档和10V档的内阻？2．用量程为10A的电流表测实际值为8A的电流时，实际读数为8.1A，求测量的绝对误差和相对误差。实验2基尔霍夫定律的验证一、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的理解2．学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。二、实验原理基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。即对电路中的任一个节点而言，应有ΣI＝0；对任何一个闭合回路而言，应有ΣU＝0。运用