现代电工实验指导书(3)

现代电工实验指导书 出端，内阻RS选用固定电阻。 2．测量电路传输功率

用上述设计的实际电压源与负载电阻RL相连，电路如图7－3所示，图中RL选用电阻箱，从0～600Ω改变负载电阻RL的数值，测量对应的电压、电流，将数据记入表7－1中。

表7－1 电路传输功率数据 RL（Ω） U（V） I（ｍA） P（ｍW） Lη% 0 100 200 300 400 500 600 五．实验注意事项

电源用恒压源的可调电压输出端，其输出电压根据计算的电压源US数值进行调整，防止电源短路。

六．预习与思考题

1．什么是阻抗匹配？电路传输最大功率的条件是什么？ 2．电路传输的功率和效率如何计算？

3．根据图7－2给出的电源外特性曲线，计算出实际电压源模型中的电压源US和内阻RS，作为实验电路中的电源。

4．电压表、电流表前后位置对换，对电压表、电流表的读数有无影响？为什么？

七．实验报告要求

1．回答思考题。

2．根据表7－1的实验数据，计算出对应的负载功率PL，并画出负载功率PL随负载电阻RL变化的曲线，找出传输最大功率的条件。

3．根据表7－1的实验数据，计算出对应的效率η，指明：（1）传输最大功率时的效率；（2）什么时候出现最大效率？由此说明电路在什么情况下，传输最大功率才比较经济、合理。

11

现代电工实验指导书 实验十一 典型周期性电信号的观察和测量

一．实验目的

1．加深理解周期性信号的有效值和平均值的概念，学会计算方法；

2．了解几种周期性信号（正弦波、矩形波、三角波）的有效值、平均值和幅值的关系； 3．掌握信号源的使用方法。

二．原理说明

正弦波、矩形波、三角波都属于周期性信号，它们的电压波形如图9－1（ａ）、（ｂ）、（ｃ）所示，图中各波形的幅值为Uｍ，周期为T。用有效值表示周期性信号的大小（作功能力），平均值表示周期性信号在一个周期里平均起来的大小，本实验是取波形绝对值的平均值，它们都与幅值有一定关系。

u π 2π u Um u Um T 2 Um 0 T ? t

0 - Um(a)

T t

t 0 - UmT 4 T 2 T (b) 图 11－1

(c)

1．正弦波电压有效值、平均值的计算

如图11-1（ａ）所示，设正弦波电压u?Umsin?t，

Um12122有效值：U?udt?Usin?td(?t)??0.707Um ?mT?T200正弦波电压的平均值为零，若按正弦波电压绝对值（即全波整流波形）计算，

TTTT平均值：UV1?T2?024Um2Um12udt?Usin?td(?t)???0.636Um mT?T?202．矩形波电压有效值、平均值的计算

如图11－1（ｂ）所示，有效值等于电压的?方均根?，由于电压波形对称，只计算半个周期即可，

U?1T2T?022Umdt2TUm??t02?Um

T2 取波形绝对值的平均值，同样，只计算半个周期即可，

12

现代电工实验指导书 UV?Um?T2T2?U

m3．三角波电压有效值、平均值的计算

如图11－1（ａ）所示，由于波形对称，在四分之一个周期里，u?TT242UmT4Um?t，则有效值： TU?1T44udt??T024?04T2?tdt?243T2Um32t?dt?04Um3?0.577Um

取波形绝对值的平均值，同样，只计算四分之一个周期即可，

T(Um?)/2U4UV??m?0.5Um

T24

三．实验设备

1．示波器（自备）； 2．信号源。

四．实验内容

1．观测正弦波的波形和幅值

ａ.将信号源的?波形选择?开关置正弦波信号位置上；? ｂ.将信号源的信号输出端与示波器连接；

ｄ.接通信号源电源，调节信号源的频率旋钮（包括?频段选择?开关、频率粗调和频率细调旋钮），使输出信号的频率为１kＨz（由频率计读出），调节输出信号的?幅值调节?旋钮，使信号源输出?幅值? 为１Ｖ，观察波形。

2．观测矩形波的波形和幅值

将信号源的?波形选择?开关置方波信号位置上，重复上述步骤。 3．观测三角波的波形和幅值

将信号源的?波形选择?开关置锯齿波信号位置上，重复上述步骤。

五．预习与思考题

1．了解周期性信号有效值、平均值和幅值的概念。

2．若正弦波、矩形波、三角波的幅值均为1V，试计算它们的有效值和平均值（正弦波的平均值按全波整流波形计算）。

六．实验报告要求

13

现代电工实验指导书 1．回答思考题。 2．整理实验数据，并与计算值（思考题2）相比较。

3．试计算图11－2所示波形（方波）的有效值和平均值。

u Um 0 T 2 T t

图 11－2

14

现代电工实验指导书 实验十二 RC一阶电路的响应测试

一．实验目的

1．研究RC一阶电路的零输入响应、零状态响应和全响应的规律和特点。 2．学习一阶电路时间常数的测量方法，了解电路参数对时间常数的影响。 3．掌握微分电路和积分电路的基本概念。? 2 R S C 二．原理说明

1．RC一阶电路的零状态响应

RC一阶电路如图12－1所示，开关S在?1?的位置，ｕC＝0，处于零状态，当开关S合向?2?的位置时，电源通过R向电容C充电，ｕC（ｔ）称为零状态响应，

uc?US?USe?

变化曲线如图12－2所示，当ｕC上升到0.632US所需要的时间称为时间常数?，τ?RC。

2．RC一阶电路的零输入响应

在图12－1中，开关S在?2?的位置电路稳定后，再合向?1?的位置时，电容C通过R放电，ｕC（ｔ）称为零输入响应，

-t? U S ? 1 ? u c

?图 12－1

u / V c U S 0 . 632 U S 0 t / s ? 图 12－2

uc?USe?

变化曲线如图12－3所示，当ｕC下降到0.368US所需要的时

-tu c / V U S 0 . 368 U S t / s 间称为时间常数?，τ?RC。 0 ? 3．测量RC一阶电路时间常数?

图12－3

ucuS

USa

b

0.632a

T0tT 2xt0?图 12－4

图 12－5

图12－1电路的上述暂态过程很难观察，为了用普通示波器观察电路的暂态过程，需采用图12－4所示的周期性方波ｕS作为电路的激励信号，方波信号的周期为T，只要满足

T?5?，便可在2示波器的荧光屏上形成稳定的响应波形。

电阻R、电容C串联与方波发生器的输出端连接，用双踪示波器观察电容电压ｕC，便可观察到稳定的指数曲线，如图12－5所示，在荧光屏上测得电容电压最大值UCm?a(cm)，取

15

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说教育文库现代电工实验指导书(3)在线全文阅读。