实验1.1电工实验基本仪器仪表的使用

1电工（电路）实验实验

1.1基本仪器仪表的使用及基本定理的测定

一、实验目的

（1）熟悉电工实验工作台的结构特点及其器件的使用，掌握实验的基本方法

（2）熟悉电工仪器仪表的主要技术性能指标及其使用方法，掌握电压、电流等电路基本参数的测量方法和测量误差的计算方法

（3）验证基尔霍夫定律和叠加原理的正确性，加深对基尔霍夫定律和叠加原理的理解

二、实验设备及材料通用电学实验台，直流稳压电源，直流电压表、直流电流表（或万用表），电阻和导线一批

三、实验原理

1、电路基本参数测量电压、电流等电路基本参数测量，主要是利用电压表、电流表（或万用表）进行直接测量在测量电压时，应把电压表并联在被测负载的两端为了使电压表并入后尽量不影响电路原工作状态，要求电压表的内阻远大于被测负载的电阻测量电流时，电流表必须串联在被测电路中电流表的内阻都很小，如果把电流表并接在负载两端，电流表将因流过很大的电流而烧毁测量直流电压和直流电流时，常用磁电式电流表在使用时必须注意仪表的正负极性必须和电路一致，否则仪表的指针将会反转，可能造成仪表损坏测量交流电压和交流电流时，常用电磁式电流表交流表的使用方法与直流表相同，只是没有极性之分，其测量的是有效值

2、基尔霍夫电流定律KCL和电压定律KVLKCL指出在电路中，在任何时刻，流进和流出任何一个节点的电流代数和为零即∑it=0，或∑I=0直流电路）KVL指出在电路中，在任何时刻，任何一个回路或网络的电压降的代数和为零即∑ut=0，或∑U=0直流电路）KCL和KVL是电路分析理论中最重要的基本定律，适用于线性电路、非线性电路、时变或非时变电路的分析和计算；也适用于时域或其他域（如频域）电路

3、叠加原理在线性电路中，任何一条支路的电流（或其两端的电压），都可以看成是由电路中各个电压源（或电流源）单独作用时，在此支路中产生的电流（或电压）的代数和某电压源（或电流源）单独作用时，其他所有电压源（或电流源）均置零，即理想电压源短路，理想电流源开路

4、实验电路实验电路如图

1.

1.1所示，其中电路元件的参考值为R1=150Ω，R2=100Ω，R3=300Ω，R4=100Ω，R5=200Ω，US1=12V，US2=6V

四、实验内容

1、电路基本参数测量（基本测量方法练习实验）

（1）按图

1.

1.1所示连接实验电路

（2）以图

1.

1.1中的G点作为电位的参考点，用直流电压表（或万用表直流电压档）分别测量各点的电位UA、UB、UC、UD、UE，及相邻两点之间的电压值UAB、UBC、UCD、UDE、UEG、UGA，并对以上测量项目进行理论计算，将数据记入表1-1-1中表1-1-1电压测量数据记录/V测量项目UAUBUCUDUEUABUBCUCDUDEUEGUGA测量值计算值相对误差

（3）用直流电流表（或万用表直流电流档）分别测量图

1.

1.1中三支路电流I

1、I2及I3，并对以上测量项目进行理论计算，将数据记入表1-1-2中表1-1-2电流测量数据记录与基尔霍夫电流定律的验证/mA测量项目I1I2I3∑I节点C测量值计算值相对误差实验注意事项

①使用指针式仪表时，要特别注意指针的偏转情况，及时调换表笔的极性，防止指针打弯或损坏仪表

②电位是相对于某参考点的电压值测量电位时，把万用表调到相应的电压量程，用负极黑色表笔接参考电位点，正极用红色表笔接触被测点若指针正向偏转，则表明该点电位为正，即高于参考点电位；若指针反向偏转，应调换万用表的表笔，此时读出的读数应加一负号，表明该点电位低于参考点电位

③电压是任意两端之间的电位差如测量电压UAB时，应先用黑色表笔接B点，用红色表笔接A点若指针正向偏转，则表明该电压值为正；若指针反向偏转，应调换万用表的表笔，并表明该电压值为负值

④直流电流的测量同样应注意标定的参考方向与及数值的正负问题测量直流电流时，首先按标定的电流参考方向（从正极流向负极）接入直流电流表，若指针正向偏转，则表明该电流值为正，实际电流方向与参考方向相同；若指针反向偏转，应调换万用表的表笔，并表明该电压值为负值，实际电流方向与参考方向相反

⑤所有需要测量的电压、电流值，均应以电压表、电流表测量的读数为准，不能采用电源表盘的指示值

⑥要防止电压源两端碰线电路、电流源两端开路注意及时更换仪表的量程使用万用表时还要注意测量对象，特别注意不要把电流表并联在电路的两端

2、基尔霍夫定律的验证（验证性实验）

（1）选择实验电路中的任何一个闭合回路，直接引用表1-1-1中已有的电压测量数据，填写表1-1-3，验证基尔霍夫电压定律的正确性

（2）根据前面电流测量数据（表1-1-2），验证基尔霍夫电流定律的正确性（直接填入表1-1-2中）表1-1-3基尔霍夫电压定律的验证/V测量项目回路ABCGA回路CDEGC回路ABCDEGAUABUBCUCGUGA∑UUCDUDEUEGUGC∑U测量值（利用左边数据验证）计算值

3、叠加原理的验证（综合设计性实验）参照基尔霍夫定律的验证实验，设计验证叠加原理的实验要求设计验证实验电路（给出电路中各元器件的具体参数），列出实验所需要的主要设备和材料，写出实验内容（实验方法与步骤），画出相应的实验数据记录表格，并进行实验验证

五、预习要求

1、学习实验室规章制度和安全用电知识熟悉实验室供电情况

2、到实验室熟悉实验使用的实验工作台，了解实验器件，掌握实验方法

3、阅读常用电工仪器仪表说明书（使用手册），了解仪器仪表的主要技术性能指标及其使用方法熟悉电压、电流等电路基本参数的测量方法和测量误差的计算方法

4、熟悉实验原理，了解实验内容，完成数据记录表格中有关的理论计算

5、确定综合设计性实验（实验内容3）方案

六、实验报告与思考题

1、按实验内容整理记录数据，分析误差并解释原因

2、根据实验数据表格，进行分析、比较、归纳，总结实验结论图

1.

1.1实验

1.1实验电路。