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直流电压与直流电流的测量
2011-10-19 10:36:38 来源: 作者: 【 】 浏览:3404次 评论:0

  一、学时分配

  1学时。

  二、实验目的

  1.学会用万用的直流电压档和直流电流档分别测量直流电压和电流。

  2.学会用直流电压表、直流电流表分别测量直流电压和电流。

  3.掌握串、并联电路的正确联接。

  4.学会电压源及电位器的正确使用。

  三、实验说明

  1.连接电流表的特殊插头及插座介绍

  测量电流时,电流表必须串接在电路中。用一个电流表测量几条支路的电流,可以借助于特殊插头、插座。话筒插头、插座常用来连接电流表,如图1-1(a)所示。电流表接在话筒插头的两脚上,它们之间有绝缘体l隔开;插座串接在电路中,由两块接触的弹簧铜片2和3组成。测量电流时,将插头插入插座中即可,如图1-1(b)所示。图1-1(c)是另一种连接电流表的插头、插座,由两脚插座和短接桥组成。测量电流时,将短接桥拔掉,电流表的表笔插入插座的两脚中,如图1-1(c)所示。测量完毕后,将电流表的表笔拨出,插入短接桥,如图1-1(d)所示。

(a)                  (b)  

(c)               (d)

图1-1连接电流表的特殊插头及插座

  2.电路的接线方法

  按照实验原理图,在实验板上连接电路。先连接串联元件,后连接并联元件。从电源一端开始,依次将元件、测量仪表和短接桥联接起来,最后终止于电源另一端。电流表应串联在支路中,电压表并联在被测支路的两端,并且注意它们的极性应与参考方向一致。要注意的是,连接电路时,应将电源关闭,等电路全部接好并检查无误后,打开电源开关。实验完毕拆除电路时,必须先关掉电源,再拆电路。

  3.电压、电流方向的读取

  从数字万用表上读取的数值前的正、负号是电压、电流的实际方向,但实验原理图中标出的是参考方向。如果万用表接入电路的极性与参考方向相同,那么万用表显示屏中的符号位不显示(正值),说明被测电压或电流的实际方向与参考方向相同;符号位显示“-”(负值),说明实际方向与参考方向相反。

  四、实验仪器和器材

  1.直流电压源1台0~30V可调;1组+12V固定

  2.数字万用表1块

  3.直流电压、电流表各1块

  4.电位器2只100Ω×1;1kΩ×1

  5.电阻4只100Ω×1;330W×1;510W×1;1KW×1

  6.短接桥和连接导线若干P8-1和50148

  7.实验用9孔插件方板1块297mm×300mm

  五、实验内容

  1.串联电路电压、电流的测量

  (1)连接线路

  ①将直流电压表连接到电压源的输出端钮上,打开电源开关,指示灯亮,根据实验要求调节输出电压为U=6V,关掉电源;

  ②将电位器的活动脚调到极限位置,使一个固定脚与活动脚之间的电阻最大;

  ③按图1-2(a)所示实验原理图接线。先不接电源线,从A点出发串接测电流用的短接桥,然后顺序串接电阻R1、R2和电位器R,最后接到E点,如图1-2(b)所示;

  ④将A点接到电压源的正极,E点接到负极。接线完毕。

  (2)测量回路电流

  将连接电流表插座的短接桥去掉,把电流表按图1-2(a)中给定的电流参考方向接入电路中,打开电源开关,测出回路电流I,记入表1-1中。

  (3)测量各段电压

  将电压表分别并联于各元件上,测出电压UAB、UBC、UCD、UDE、UEA的值,记入表1-1中。  

(a)                   (b)

图1-2串联电路电压、电流的测量

表1-1串联电路电压、电流的测量值

 

  2.并联电路电压、电流的测量

  (1)连接线路

  ①打开电压源的开关,根据实验要求调节电压源输出电压为U=10V,关掉电压源。然后将电压源、电位器R和电阻R1按图1-3(a)连接起来。

②先不连接电位器的C脚,将测电流I和的短接桥以及电阻R2接成串联,再将测电流的短接桥和R3接成串联,再并联在D、E两点,如图1-3(b)所示。

  ③将测电流I的短接桥的一个空端接到电位器的活动脚C端上,将E端接在B端上。检查联接线路,确认正确无误后打开电压源开关。

  (2)调节电位器R,使C端输出6V电压

  打开电压源,将电压表的红表笔接在C端、黑表笔接在B端,调节电位器改变C端的位置,使等于6V。

  (3)测量各支路电流

  按图1-3(b)给定的电流参考方向,分别将短接桥去掉,用电流表代替,测出各支路的电流,记入表1-2中。  

(a)                 (b)

图1-3并联电路电压、电流的测量

表1-2并联电路电压、电流的测量值

 

  六、实验注意事项

  1.万用表、直流电流表和直流电压表使用前要明确测量对象,正确选择仪表量程并注意及时更换。在不知道被测量大小的情况下,应选择最大量程。

  2.用电流表测量各支路电流时,应注意仪表的极性及数据表格中“+”、“-”号的记录。

  3.实验台面板上各控制旋扭,调节时不能超过刻度标志范围。

  4.电压源输出应由小至大,逐渐增加,输出端切勿碰线短路,实验结束后稳压电源应该归到零位。

  七、思考题

  1.如将图1-2中电位器的活动脚由原来的一个极限位置向另一个极限位置移动时,电路中的电流I和电压将如何变化?

  2.图1-3中,如并联电阻R2、R3的阻值很小,电位器的阻值又很大,调节输出电压时将会发生什么情况?

  3.图1-3中,如已知电压源U的极性,用模拟万用表测量电流时,R2、R3支路的电流表反向偏转,应采取什么措施?按图中参考方向,应是正还是负?

  4.电流表的内阻大约是多少?电流表应如何连接于电路中?

  5.电压表的内阻大约是多少?电压表应如何连接于电路中?

  八、实验报告要求

  1.整理各项记录并进行分析。

  2.总结电压表、电流表和数字万用表读数的方法。

  3.总结电压表、电流表和数字万用表的量程选择及接线测量时的注意事项。

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