电路实习报告要求
思想政治课实践
------万用表安装实习
班级建电1001
学号101605111
姓名郭羽楠
二0一二年六月
目录
(一)实习的目的和任务…………………………………………1(二)万用表………………………………………………………1
一、万用表的概述…………………………………………1二、万用表的技术指标三、万用表的工作原理
1、直流电流测量电路2、直流电压测量电路
3、多量程交流电压测量电路4、直流电阻测量电路四、万用表的安装步骤五、万用表的校验
1、校验方法2、校验结果3、误差分析
六、调试中出现的故障及解决方法七、万用表使用方法及注意事项(三)实习总结(四)参考资料
附录1万用表电路图附录2万用表装配图附录3元件清单序号名称规格型号代号数量单位10.44R11电阻只20.5R21电阻只………………………………IN40076……二极管D1~D6只………………………………
一、实验教学目的与要求电工实习是电气类专业的重要实践教学环节。通过电工实习使学生掌握常用电工工具。常用电工仪表的正确安装和使用方法,掌握照明用具布线安装及电工安全作业的基本技能训练。树立劳动观点,发扬理论联系实际的科学作风,为今后从事生产技术工作打下必要的基础。1、知识要求
①熟悉常用电工仪表及工具的名称、规格和使用方法。②了解常用电工仪表的结构、工作原理、用途等。
③掌握磁电系仪表配置分流器及附加电阻的计算方法。
2、技能要求
①掌握常用电工工具的正确使用方法和安全注意事项。②熟悉电子产品的安装及焊接工艺。
③能独立完成万用表的安装、调试和校验工作。
扩展阅读:电路分析实习报告
电路分析课程设计
报告书
4.1仿真设计
1.用网孔法和节点法求解电路如图4.1-1所示电路2A113A+u_+i_2V
jX图4.1-1
(a)用网孔电流法计算电压u的理论值。
(b)利用multisim进行电路仿真,用虚拟表验证计算结果。(c)用节点电位法计算电流i的理论值。(d)用虚拟表验证计算结果。4A解:
(1)网孔法:
由图4.1-4分别设网孔电流i1,i2,i3;
根据已知
i1=2A,3i=-3A.
-3i1+5i2-i3=2(1)-i2+i3=-(2+u)(2)
联立(1)(2),解得u=2V,i2=1A
(2)节点法:
设3Ω电阻上方的节点为节点1,1Ω电阻上方的节点为节点2则有:
用multisim进行电路仿真所得结果如下图所示:
如图电压表和电流表所示,和计算的结果一致,验证了节点法和网孔法定
的正确性。
2、叠加定理和齐次定理的验证如图所示电路:
图4.1-2
(a)使用叠加定理求解电压u的理论值;
(b)利用multisim进行电路仿真,验证叠加定理。
(c)如果电路中的电压源扩大为原来的3倍,电流源扩大为原来的2倍,使用齐次定
理,计算此时的电压u;
(d)利用multisim对(c)进行电路仿真,验证齐次定理。解:(a)根据叠加定理求电压u的理论值:1.当电压源单独作用时,电流源断路,
设含有三个电阻的网孔电流为1,含有电压源的网孔电流为
网孔电流为
ii2,含有受控电流源的
i3。
利用网孔法以及辅助方程有:
7i1i20i13i22i34i33uu42i1联立解得u(1)
9v2.当电流源单独作用时,电压源短路,
设电流源上方的节点为节点1,2Ω电阻上方的节点为节点2,用节点法,有:
111()u1u22424111u1(1)u23u(2)442u(2)u1(2)u7v解得:
所以uu(1)u(2)16v
(b)利用multisim进行电路仿真所得结果如下:当电压源单独作用时,u(1)9v
当电流源单独作用时,u(2)7v
总电压为:uu(1)u(2)16v
比较(a)(b),电路仿真所得结果与理论值保持一致,验证了叠加原理的正确性。(c)
根据齐次定理求电压的理论值为:
(d)利用multisim进行电路仿真所得结果如下:
当电流源单独扩大为原来的2倍时:
当电压源单独扩大为原来的3倍时:
总电压u为:
显然,电路仿真所得结果与理论值保持一致,即uu齐次定理成立。
3.替代定理的验证如图所示电路:
(1)u(2)41v。从而证明了
图4.1-3
(a)求R上的电压u和电流i的理论值;
(b)利用multisim进行电路仿真,分别用相应的电压源u和电流源i替代电阻R,
分别测量替代前后支路1的电流i1和支路2的电压u2,验证替代定理。
解:
(a)运用网孔法计算R上的电压u和电流i的理论值为:
4i12i2i322i15i26
i13i36
解得:
i2.186AuRi4.372v
(b)利用multisim进行电路仿真,可得如下结果:
用虚拟表测得电阻R上的电压U=4.372V,通过R的电流I=2.186A与理论值一致。
用一个与电阻两端电压相同的电压源代替电阻,用虚拟表测出电流I1和电压U2如下:
用一个与电阻两端电流相同的电流源代替电阻,用虚拟表测出电流I1和电压U2如下:
通过比较(a)(b),可以验证替代定理
4、测如下电路中的N1、N2的戴维南等效电路参数,并根据测得参数搭建其等效电路;分别测量等效前后外部电流I,并验证是否一致。
图4.1-4
解:首先用multisim把图4.1-4的电路画出来,并用电流表测得i的电流,如
下图所示:
把电路的左边进行戴维南等效,分别算出开路电压
uoc和短路电流iscisc,如下图所示:
由图可得,开路电压
uoc=6v,短路电流isc=3A,则等效电阻Req=2Ω。
uoc和短路电流iscisc,如下图所示:
同理可得右边电路的开路电压
由图可得,开路电压
uoc=8v,短路电流isc=2A,则等效电阻Req=4Ω。
将左右电路进行戴维南等效,如下图所示:
显然,电流I的值都是1.053A,从而验证了戴维南等效电路定理的正确性,定理成立。
5、设计一阶动态电路,验证零输入响应和零状态响应的齐次性。
如图所示电路,t0时的电压u1x(t),u1f(t)理论值,并合理搭建求解时所需仿真电路图。(b)若Us改为16V,重新计算u1x(t)理论值。并用示波器观察波形。找出此时u1x(t)与
(a)中u1x(t)的关系。
(c)Us仍为8V,Is改为2A,重新计算u1f(t)理论值。并用示波器观察波形。找出此时
u1f(t)与(a)u1f(t)的关系。
(d)若Us改为24V,Is改为8A,计算u1(t)全响应
图4.1-5
解:
根据已知,
Req23//64,所以
Reqc0.004s
(a)t0时电路图如下所示:
根据换路定理有:
求零输入响应:
零输入响应时,应将激励置零(电压源短路,电流源开路),所以将电流源置零。
uc(0)uc(0)4v
将3Ω和6Ω的电阻等效成一个电阻,由于它们是并联关系,所以电压不变,则:
3642u1x(20)3622,
t2e250t(v)所以零输入响应为:
u1x(t)u1x(0)e,t0
求零状态响应:
零状态响应时,应将初始状态置零,
零状态响应等效电路
3//6//2=1Ω,则
u1f(0)414v
t的等效电路
u1f()4(3//6)8v
则零状态响应为:
u1f(t)u1f()[u1f(0)u1f()]et84e250tv,t0
下面是用multisim进行电路仿真的电路图:
250tu4evU16v1"(t)(b)同理可得,s时的零输入响应:,t0,
用multisim进行电路仿真:
250tu42eI2A1f(t)(c)同理可得,当s时的零状态响应为:,t0,
用multisim进行电路仿真:
(d)当Us=24v,Is=8A时,不变,同理解得,
uc(0)24612v,根据换路定理,uc(0)uc(0)12v66,126v22,
,t0,
u1(0)2所以,
u1x(t)6e250tu1f(0)8(3//6//2)818vu1f()8(3//6)8216v,
,所以,
u1f(t)168e250t,t0,
所以全响应为:
u1(t)u1x(t)u1f(t)1614e250tv,t0
结论:①t
IRU/R0.20AICU/ZCUjwc0.590oAU100v设,则,,
ooILU/ZLU0.490oAojwl,所以IIRILIC0.23326.6A,
向量图
用multisim进行电路仿真:
由此可得:KCL、KVL定理在相量形式中也是成立的。
8、如图所示一阶动态电路,在t
解:(a)t0时的电路为:
根据网孔法有:
9i26i368i36i243i1(0)解得:i1(0)0(A)
iii(0)231t=∞时的电路为:
根据电路可得:
62(A)3633622)0.1(s)又有RC(365t225t故可得:i1(t)i1()i1(0)i1()ee2(A),t0
33i1()(b)用multisim进行电路仿真:
结论:观察示波器显示的波形与理论计算值一样,从而可以验证三要素法的正确
性。
4.2综合设计
设计1:设计二级管整流电路。
条件:输入正弦电压,有效值220V,频率50HZ;要求:输出直流电压20V+2V。解:电路原理图以及最终的波形为:
由结果可以看出得出的直流电压是在20V附近变动。二极管具有单向导通的作用,如图
设计可以将电压的负值滤掉。两个电阻可以起到一个分压的作用使R=1的两端电压分得20V左右的电压。将电容并在R=1的两端使得电容两端的电压也是20V左右。电容电容充当电源放电而且电压保持不变,因为一直有来自二极管的电流充电,而且周期为0.02秒,即电容两端电压能维持不变的放电到输出端。将电容的C调的小一点可以使充放电的速度加快,就可以使得输出电压变化幅度很小。
设计2:设计风扇无损调速器。
条件:风扇转速与风扇电机的端电压成正比;风扇电机的电感线圈的内阻为200
欧姆,线圈的电感系数为500mH。风扇工作电源为市电,即有效值220V,频率50Hz的交流电。
要求:无损调速器,将风扇转速由最高至停止分为4档,即0,1,2,3档,其中
0档停止,3档最高。
设计图如下:
(1)下图为0档,端电压为零,故停转;
2)下图为1档,端电压为73.333V,转速为低等;
(3)下图为2档,端电压为110V,转速为中等;
(4)下图为3档,端电压为220V,转速为高等
设计3:设计一阶RC滤波器。
条件:一数字电路的工作时钟为5MHz,工作电压为5V。但是该数字电路的+5V电
源上存在一个100MHz的高频干扰。
要求:设计一个简单的RC电路,将高频干扰滤除。设计图如下:
5MHz电源单独作用的电路图及对应的波形图如下:
100MHz电源单独作用的电路图及对应的波形图如下
滤波后的电路图及对应的波形图如下:
如上图,通过简单的RC电路将100MHz的高频率波形基本滤去,而经过滤波后的波形图基本和5MHz频率矩形波一致,可以看做将高频率波滤去了。
设计4:降低电力传输损耗电路的设计
条件:一感性的电力传输线路(包含电路损耗),负载为感性阻抗,传输电压可变。
电路等效结构如图所示:
要求:设计两种降低传输损耗的方法。不得改变整个电路的阻抗性质,分别画出电
路,给出详细得分析。
解:设负载的功率因数为cos
o设负载电压U2的初相为零,即U2U20v
由于负载吸收功率PU2Icos,故线路电流IP
U2cos所以线路损耗功率为:P损耗P2Ir12r1;
U2cos22所以,要减少损耗就应该提高U2或功率因数cos。所以有两种方案:
第一种:提高负载的电压。
对一个变压器:
U0N0I1,U1N1I0U0,I0为原线圈电压,电流,U1,I1为副线圈电压,电流。
当我们降低
N0的比值时,即相应的提高U1,降低I1,以提高了U2。N1
P1减少。损耗I1r02第二种:当负载端口并联电容,若电容电流为Ic(其超前电压90),
原理电路图如
下:
则线路电流为
IICIL其向
量关系如图:
原理电路图如下:
则线路电流为IICIL其向量关系如图:
由图可以看出:线路电流I明显减少。由向量知道12,并联电容C
后cos1cos2,功率因数增加了,所以P损耗P2Ir12r1会减小。2U2cos2仿真电路如下:第一种方法:(提高负载的电压)
未升压时的功率,左边为传输损耗,右边为所需功率:
升压后的功率,左边为传输损耗,明显减小,右边为所需功率却几乎不变:
提高负载的电压,使的保证所需功率不变条件下,大大的减少了传输损耗
第二种方法:(加大功率因数法,即负载端口并联电容)并联电容前:
测得11.12059.00%
22.241
并联电容后:
测得
可验证并联电容提高电力传输效率,减小电力传输损耗。
39.59791.06%
43.477
设计7:设计题:已知ω=103rad/Zs=Rs+jXs=50+j100ohm,R=
100ohm,Us=100V,现手头只有电容器,问在R电源之间连接一个什么样的电路才能使R获得最大功率Pm,画出仿真电路图,并求出元件的参数取值和Pm的值。
解:电路原理图以及最终示数为:
(100-jX1)*(-jX2)/(100-jX1-jX2)=50-j100;X1=1/(ω*C1);X2=1/(ω*C2);
所以:C1=79.27μF;
C2=30.11μF。
UR=(50-100j)*R2/|R2-jX1|=70.71V;所以:Pm=UR2/R2=50W。理论值与实验值基本一致。
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