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实验操作:基尔霍夫定律的验证及故障检测

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3.3.3基尔霍夫定律实验接线图①实验前先任意设定3 条支路和3 个闭合回路的电流正方向。图3.3.4基尔霍夫定律实验接线图⑥令IS=9 mA,将恒流源输出端子接至直流电流表的输入端,注意正确的极性连接,调整恒流源输出为9 mA。⑦分别测量电压源U1和电流源IS分别作用与共同作用时电路各处电压与电流值,数据记入表3.3.4,验证叠加定理。表3.3.6故障电路的实验数据记录表表3.3.7故障电路原因及判断依据

实验操作:基尔霍夫定律的验证及故障检测

1)基尔霍夫定律

按照如图3.3.3 所示接线,3 个故障按键均在弹起位置。

图3.3.3 基尔霍夫定律实验接线图(U1和U2作用)

①实验前先任意设定3 条支路和3 个闭合回路电流正方向。如图3.3.3 所示中的I1,I2,I3的方向已设定。3 个闭合回路的绕行方向可设为ADEFA,BADCB 和FBCEF。

②分别将两路直流稳压源接入电路,令U1=6 V,U2=12 V。将稳压电源输出端子接至直流电压表的输入端,注意正确的极性连接,调整稳压电源输出分别为6 V 和12 V。

③将电路实验箱上的直流数字毫安表分别接入3 条支路中,测量支路电流,数据记入表3.3.1,验证基尔霍夫电流定律。接线时应注意,毫安表的极性应与电流参考方向一致。

④用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值,数据记入表3.3.1,分别选取3 个闭合回路验证基尔霍夫电压定律。

表3.3.1 基尔霍夫定律实验数据记录表(U1=6 V,U2=12 V)

⑤保持电压源U1=6 V,将电路中电压源U2用电流源IS替代,连接电路如图3.3.4 所示。

图3.3.4 基尔霍夫定律实验接线图(U1和IS共同作用)

⑥令IS=9 mA,将恒流源输出端子接至直流电流表的输入端,注意正确的极性连接,调整恒流源输出为9 mA。

⑦重复步骤③和④,数据记入表3.3.2,分别验证基尔霍夫电流定律和电压定律。

表3.3.2 基尔霍夫定律实验数据记录表(U1=6 V,IS=9 mA)

2)叠加原理

(1)线性电阻电路

按图3.3.5 所示接线,开关K 接入330 Ω 电阻。

图3.3.5 叠加原理实验接线图(www.xing528.com)

①将两路稳压源的接入电路,其中,U1=6 V,U2=12 V。

②令电压源U1单独作用,短路BC。用毫安表和直流数字电压表分别测量各支路电流及各电阻元件两端的电压,数据记入表3.3.3。

③令电压源U2单独作用,短路FE,重复实验步骤②的测量和记录,数据记入表3.3.3。

④令电压源U1和U2共同作用,重复上述的测量和记录,数据记入表3.3.3,与两个电源分别作用结果相比较,验证叠加定理

⑤取U1=12 V,重复上述第③项的测量并记录,数据记入表3.3.3,与U1=6 V 时的测量结果相比较,验证齐次性定律。

表3.3.3 叠加定理实验数据记录表(线性电阻电路,U1=6 V,U2=12 V)

⑥保持电压源U1=6 V,将电路中电压源U2用电流源IS替代,令IS=9 mA。

⑦分别测量电压源U1和电流源IS分别作用与共同作用时电路各处电压与电流值,数据记入表3.3.4,验证叠加定理。注意电流源不作用时为开路。

⑧取IS=18 mA,使其单独作用于电路,测量数据记入表3.3.4,与IS=9 mA 时的测量结果相比较,验证齐次性定律。

表3.3.4 叠加定理实验数据记录表(线性电阻电路,U1=6 V,IS=9 mA)

(2)非线性电阻电路

按如图3.3.5 所示接线,开关K 接入二极管1N4007。重复线性电阻电路中实验步骤①—⑤的测量过程,数据记入表3.3.5。分析当电路接入非线性元件后,叠加定理是否成立。

表3.3.5 叠加定理实验数据记录表(非线性电阻电路)

(3)电路故障判断

按如图3.3.5 所示接线,开关S 接入330 Ω 电阻。任意按下某个故障设置按键,重复线性电阻电路中实验内容④的测量和记录,再根据测量结果判断出故障的性质。数据记入表3.3.6,将电路故障判断记入表3.3.7。

表3.3.6 故障电路的实验数据记录表(U1,U2共同作用)

表3.3.7 故障电路原因及判断依据

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