2.8 直流電路的操作實踐

2.8.1 萬用表的使用

1.實驗目的

學會對萬用表的使用，了解萬用表的內部結構；

學會較熟練地使用萬用表正確測量直流電和直流電流；

學會較熟練地使用萬用表正確測量電阻。

圖2-30 萬用表實驗電路

2.實驗器材

（1）萬用表 一塊

（2）面板 一塊

（3）恒壓電壓源 一臺

（4）導線 若干根

（5）電阻 若干只

3.實驗內容及步驟

（1）電阻的測量 未接成電路前分別測量圖2-30電路的各個電阻的電阻值，將數據記錄在表2-2中；再按圖2-30所示連成電路，并將圖中各點間電阻的測量和計算數據記錄在表2-3中，注意帶上單位。

表2-2 電阻測量

（2）直流電流、電壓的測量 開啟實訓臺電源總開關，開啟直流電源單元開關，調節電壓旋鈕，對取得的直流電源進行測量，測量后將數據填入表2-3中。

表2-3 直流電壓、直流電流測量記錄

2.8.2 疊加原理的驗證

1.實驗目的

學習直流電壓表、電流表的測量方法，加深對參考方向的理解；

通過實驗來驗證線性電路中的疊加原理以及適用范圍；

熟悉電工學實驗臺的使用以及電路的接線方法。

2.實驗器材

（1）面板 一塊

（2）直流穩壓電源 兩臺

（3）萬用表 一塊

（4）電阻 三個

（5）導線 若干根

3.實驗內容及步驟

（1）實驗電路連接及參數選擇 實驗電路如圖2-31所示。電路由R₁、R₂和R₃組成的T型網絡實驗線路及直流電壓源U_S1和U_S2構成線性電路。在面板上按圖2-31所示電路選擇電路參數并連接電路。參數數值及單位填入表2-4。

圖2-31 實驗電路

表2-4 實驗線路元件參數

（2）疊加原理的驗證 首先調節穩壓電源輸出電壓U_S1、U_S2。

然后在兩個電壓源單獨作用以及共同作用下分別測試出各支路電流和電壓值，填入表2-5。最后根據實測數據驗證疊加原理。

表2-5 驗證疊加原理（U_S1=V，U_S2=V）

2.8.3 戴維南定理的驗證

1.實驗目的

加深對戴維南定理的理解；

學習有源二端網絡等效電動勢和等效內阻的測量方法；

熟悉穩壓電源、數字萬用表的使用。

圖2-32 驗證電路

2.實驗器材

（1）數字萬用表 一塊

（2）直流穩壓電源 兩臺

（3）電阻 若干只

（4）導線 若干根

（5）面板 兩塊

3.實驗內容和步驟

（1）實驗電路連接及參數選擇 實驗電路如圖2-32所示。由R₁、R₂和R₃組成的T型網絡及直流電源U_S構成線性有源二端網絡?？烧{電阻箱作為負載電阻R_L。

在實驗臺上按圖2-32所示電路選擇電路各參數并連接電路。參數數值及單位填入表2-6中。

表2-6 實驗線路元件參數

（2）戴維南等效電路參數理論值的計算 根據圖2-32給出的電路及實驗步驟（1）所選擇參數計算有源二端網絡的開路電壓U_oc、短路電流I_SC及等效電阻R_O并記入表2-6中。

1）開路電壓U_oc可以采用電壓表直接測量，如圖2-33所示。

直接用萬用表的電壓擋測量電路中有源二端網絡端口（N-P）的開路電壓U_oc，如圖2-33，結果記入表2-7中。

2）等效電阻R_O的測量可以采用開路電壓、短路電流法。

當二端網絡內部有源時，測量二端網絡的短路電流I_SC，電路連接如圖2-34所示，計算等效電阻R_O=U_oc/I_SC，結果記入表2-7中。

圖2-33 測開路電壓U_oc

圖2-34 測短路電流I_SC

表2-7 開路電壓U_oc、短路電流I_SC及等效電阻R_O實驗記錄

（3）驗證戴維南定理、理解等效的概念

1）測量原有源二端網絡外接負載時的電流、電壓

將圖2-35a的原有源二端網絡外接負載R_L，測量R_L上的電流I_L及端電壓U_L，結果記入表2-8中，并與前一步實驗結果進行比較，驗證戴維南定理。

2）測量戴維南等效電路外接同樣負載時的電流、電壓

①組成戴維南等效電路。根據表2-8的實驗數據，調節穩壓電源輸出電壓值E，使E=U_oc，調節一個可調電阻箱，使其阻值為R_O，查閱表2-6中作為負載R_L的阻值，用另一個可調電阻箱作為負載R_L，組成如圖2-35b所示戴維南等效電路。

圖2-35 戴維南等效電路

a）原電路 b）戴維南等效電路

②測量戴維南等效電路負載電阻R_L上的電流I_L及端電壓U_L，結果記入表2-8中。

表2-8 驗證戴維南定理