2.5 技能訓(xùn)練

2.5.1 技能訓(xùn)練1 驗(yàn)證疊加原理

1.訓(xùn)練目的

1）驗(yàn)證疊加原理的正確性，加深對(duì)疊加原理的理解。

2）掌握支路電流、電壓的測(cè)量方法。

2.訓(xùn)練器材

直流穩(wěn)壓電源（0～30V）兩組，直流電流表（150mA，1.0級(jí)）一塊，直流電壓表（0～15V，1.0級(jí)）一塊，電阻1kΩ、510Ω、300Ω各一只，開(kāi)關(guān)兩只，導(dǎo)線若干。

3.訓(xùn)練步驟

1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)驗(yàn)證疊加原理電路如圖2-34所示。

2）按圖連接電路。

3）調(diào)節(jié)U_S1和U_S2分別為6V和12V。

4）當(dāng)U_S1單獨(dú)作用時(shí)，測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)。

5）當(dāng)U_S2單獨(dú)作用時(shí)，測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)。

6）當(dāng)U_S1和U_S2共同作用時(shí)，測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)。

4.數(shù)據(jù)記錄與計(jì)算

將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表2-1所示疊加原理實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)記錄中，并進(jìn)行分析計(jì)算。

5.問(wèn)題思考

按電路元器件參數(shù)計(jì)算各支路電流，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，分析產(chǎn)生誤差的原因。

2.5.2 技能訓(xùn)練2 驗(yàn)證戴維南定理

1.訓(xùn)練目的

1）學(xué)會(huì)用電壓表和電流表測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻和開(kāi)路電壓。

2）利用實(shí)驗(yàn)了解兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)等效的驗(yàn)證方法，從而加深對(duì)戴維南定理的理解。

2.訓(xùn)練器材

可調(diào)直流穩(wěn)壓電源（0～30V）一臺(tái)，直流電流表（150mA，1.0級(jí)）一塊，直流電壓表（0～15V，1.0級(jí)）一塊，電阻3kΩ、6kΩ、10kΩ 以及可變電阻各兩只，導(dǎo)線若干。

3.訓(xùn)練步驟

（1）連接線性有源二端網(wǎng)絡(luò)

按圖2-35電路圖連好線性有源二端網(wǎng)絡(luò)。其中a、b是二端網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)端鈕，而U_S1=10V、U_S2=15V、R₁=R₃=3kΩ、R₂=R₄=6kΩ。

（2）測(cè)量線性有源二端網(wǎng)絡(luò)的電路參數(shù)

1）測(cè)量開(kāi)路電壓U_OC。

用直流電壓表，選擇合適的量程測(cè)量開(kāi)路電壓U_OC，測(cè)量開(kāi)路電壓如圖2-36所示，并將測(cè)量結(jié)果填入表2-2所示電路參數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)中。

2）測(cè)量短路電流I_SC。

選擇合適的量程，用直流電流表測(cè)出有源二端網(wǎng)絡(luò)端口的短路電流I_SC，測(cè)量短路電流如圖2-37所示，并將測(cè)量結(jié)果填入表2-2中。

（3）計(jì)算等效電阻R₀

利用測(cè)得的短路電流I_SC和第（1）步中測(cè)得的開(kāi)路電壓U_OC，根據(jù)公式R₀=U_OC/I_SC，求出等效電阻并將結(jié)果填入表2-2中。

（4）外加電源法測(cè)等效電阻R₀

將有源二端網(wǎng)絡(luò)的電源去掉，使之成為無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，然后在a、b兩端另外加一個(gè)給定的電壓U=15V，測(cè)得此時(shí)端口的電流I，則等效電阻R₀=U/I。外加電源法測(cè)量等效電阻如圖2-38所示，測(cè)量并將結(jié)果記入表2-2中。

用兩種方法測(cè)得的等效電阻應(yīng)該相等，若誤差太大，應(yīng)找出原因，排除干擾，重新測(cè)量，并將兩次測(cè)量結(jié)果求平均值，填入表2-2中。

（5）等效電路

根據(jù)測(cè)得的開(kāi)路電壓和等效電阻值，選擇合適的電阻和電壓源組成戴維南等效電路。戴維南等效電路如圖2-39所示，此等效電路與圖2-35的二端網(wǎng)絡(luò)對(duì)外電路來(lái)說(shuō)效果相同。

（6）驗(yàn)證兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的等效性

將兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接相同的滑動(dòng)變阻器作為負(fù)載，并用電壓表和電流表分別測(cè)其端口電壓和電流，驗(yàn)證兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的等效性如圖2-40所示。改變滑動(dòng)變阻器阻值使兩圖中的端口電流相同，觀察電壓表的示數(shù)是否相同，并將結(jié)果記錄在表2-3所示等效性數(shù)據(jù)比較中。若每次改變滑動(dòng)變阻器的數(shù)值，測(cè)量結(jié)果都相同，則說(shuō)明兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)等效。

4.數(shù)據(jù)記錄

5.操作注意事項(xiàng)

1）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要明確二端網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)端鈕位置。

2）測(cè)量端口電壓時(shí)，電壓表要與被測(cè)電路并聯(lián)，即電壓表的兩個(gè)接線柱要分別與網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)端鈕相連。

3）測(cè)量短路電流時(shí)，電流表要與被測(cè)支路串聯(lián)。由于電流表要測(cè)的是端口短路電流，故需將電流表兩個(gè)接線柱分別與電路的兩個(gè)端鈕相連。因電流表內(nèi)阻很小，所以流過(guò)電流表的電流就是網(wǎng)絡(luò)端口的短路電流。

4）在驗(yàn)證等效性電路連接中，注意電壓表的位置要連接正確。

6.問(wèn)題思考

對(duì)每一步的結(jié)果進(jìn)行理論計(jì)算，并將理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，分析誤差產(chǎn)生的原因。