电工-02 电压和功率测量

实验一 戴维宁定理——有源二端网络等效参数的测定一．实验目的1．验证戴维宁定理、诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解； 2．掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

二．实验原理1．戴维宁定理戴维宁定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源U S 和一个电阻R S 串联组成的实际电压源来代替，其中：电压源U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC , 内阻R S 等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻R O 。

U S 、R S 和I S 、R S 称为有源二端网络的等效参数。

2．有源二端网络等效参数的测量方法 (1)开路电压、短路电流法在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压U OC , 然后再将其输出端短路，测其短路电流I S Ｃ，且内阻为：SCOCS I U R =。

若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。

(2)伏安法一种方法是用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图1-1所示。

开路电压为U OC ，根据外特性曲线求出斜率tg φ，则内阻为：IUR ∆∆==φtg S 。

另一种方法是测量有源二端网络的开路电压U OC ，以及额定电流I N 和对应的输出端额定电压U N ，如图1-1所示，则内阻为：NNOC S I U U R -=。

(3)半电压法如图1-2所示，当负载电压为被测网络开路电压U OC 一半时，负载电阻R L 的大小（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻R S 数值。

(4)零示法在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大的误差，U U NI NU I UI SC图6-1V 图6-2U SU OCU OC有源网络V有源网络图1-1图1-2为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图1-3所示。

零示法测量原理是用一低内阻的恒压源与被测有源二端网络进行比较，当恒压源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为“0”，然后将电路断开，测量此时恒压源的输出电压U ，即为被测有源二端网络的开路电压。

电压测量方法电压是电路中的重要参数，电压的测量对于电子工程师来说是一项基本的技能。

本文将介绍电压测量的方法，包括直流电压和交流电压的测量方法，希望能够帮助读者更好地理解电压测量的原理和技术。

首先，我们来看直流电压的测量方法。

在直流电路中，常用的电压测量仪器是电压表或万用表。

使用电压表测量直流电压时，需要将电压表的电压量程调整到比待测电压稍大的档位，然后将电压表的正负极分别连接到待测电压的正负极，读取电压表上的示数即可得到待测电压的数值。

如果使用万用表测量直流电压，同样需要将万用表的电压量程调整到合适的档位，然后将红表笔连接到待测电压的正极，黑表笔连接到待测电压的负极，读取示数即可得到待测电压的数值。

接下来，我们来介绍交流电压的测量方法。

在交流电路中，常用的电压测量仪器是示波器。

使用示波器测量交流电压时，需要将示波器的探头连接到待测电压的正负极，调整示波器的水平和垂直灵敏度，观察示波器屏幕上波形的振幅即可得到待测电压的数值。

另外，如果需要测量交流电压的有效值，可以使用交流电压表进行测量，方法和测量直流电压类似。

除了上述基本的电压测量方法外，还有一些特殊情况下的电压测量技术。

例如，对于高压电路的电压测量，需要使用特殊的高压测量仪器，如高压电压表或高压示波器；对于微小电压信号的测量，需要使用微电压表或微电压示波器。

此外，还有一些特殊形式的电压信号，如脉冲电压、峰峰值电压等，需要使用相应的测量仪器进行测量。

总之，电压测量是电子工程中的基本技能，掌握好电压测量方法对于工程师来说至关重要。

通过本文的介绍，希望读者能够对电压测量有一个更清晰的认识，从而能够更好地应用于实际工程中。

希望本文所介绍的电压测量方法能够对读者有所帮助，谢谢阅读！。

常用的电工测量方法有以下几种：
电压测量：使用电压表或万用表的电压档位进行测量，可以测量直流电压、交流电压等。

电流测量：使用电流表或万用表的电流档位进行测量，可以测量直流电流、交流电流等。

电阻测量：使用万用表的电阻档位进行测量，可以测量电路中的电阻值。

容量测量：使用电容表进行测量，可以测量电路中的电容值。

频率测量：使用频率计进行测量，可以测量电路中的频率值。

功率测量：使用电能表或万用表的功率档位进行测量，可以测量电路中的功率值。

磁场测量：使用磁力计或磁通量计进行测量，可以测量电路中的磁场强度值。

光强测量：使用光度计或光功率计进行测量，可以测量光源的光强值。

声强度测量：使用声强计进行测量，可以测量声源的声强度值。

温度测量：使用温度计或红外测温仪进行测量，可以测量电路中的温度值。

物理知识点功率和电能的实验测量物理知识点：功率和电能的实验测量在物理学中，功率和电能的实验测量是非常重要的知识点。

通过实验测量功率和电能，我们能够更加深入地理解它们的概念和相关性质。

本文将介绍功率和电能的实验测量方法，并探讨一些相关的应用和实际意义。

一、功率的实验测量功率是指单位时间内所做的工作量，用来衡量能量转化或传递的速率。

在物理实验中，测量功率有多种方法。

以下是一种常用的实验测量方法：1. 使用电瓶驱动电动机：通过连接电瓶和电动机，可以将电能转化为机械能。

通过测量电瓶产生的电流和电压，以及电动机输出的功率，可以计算出功率的数值。

2. 利用电阻元件：将电阻元件与电源连接，测量电阻上的电压和电流，根据功率公式P= VI，即可计算出功率。

值得注意的是，功率的单位是瓦特（W），它表示每秒钟所做的工作量。

功率的测量不仅适用于电能的转化，也适用于其他能量形式的转化，如机械能和热能等。

二、电能的实验测量电能是指由电荷所携带的能量，是我们日常生活中广泛使用的一种能量形式。

电能的实验测量也有多种方法，以下是一种常用的实验测量方法：1. 使用电流表和电压表：通过将电流表和电压表连接到电路中，可以测量电流和电压的数值。

然后，根据电能的定义E= P×t，其中P指功率，t指时间，可以计算出电能的数值。

2. 利用电能表：电能表是一种专门用于测量电能的仪器，它可以直接显示电能的数值。

电能表通常由一个电流表和一个电压表组成，它们将电流和电压乘积的平均值作为电能的测量结果。

电能的单位是焦耳（J），在实际应用中，常用千瓦时（kWh）来表示较大的电能。

电能的测量对于电力公司和个人用户来说都非常重要，可以帮助他们了解用电量和用电成本，促进能源的节约与合理使用。

三、应用与实际意义功率和电能的实验测量在物理学和工程领域都有着广泛的应用和实际意义。

以下是一些常见的应用：1. 电力工程：通过对功率和电能的实验测量，可以监测电网中的功率流动和电能消耗情况，有助于电力工程师进行电网的运行管理和优化。

常用仪器仪表的使用一、实验目的1．了解常用电工测量仪表的分类、用途。

2．掌握电源、信号源、测量仪表的正确使用方法，掌握用示波器测量交流信号的电压幅值、周期、频率等参数。

3．熟悉NEEL-II型电工电子实验装置。

二、实验预习1．打印实验指导书，预习实验的内容，了解本实验的目的、原理和方法。

2．计算各表中要求的电压、电流理论值，写出计算过程。

三、实验设备与仪器NEEL-II型电工电子实验装置：含直流电压表、直流电流表、交流电压表、交流电流表、功率与功率因数组合表、交流毫伏表、直流电压源、直流电流源、交流电源、函数信号源及实验电路。

双踪示波器。

四、实验原理1．电压表、电流表、交流功率表的使用方法。

电压测量电流测量功率测量图1 电压表、电流表、功率表的使用方法2．交流毫伏表：用于测量电路中的交流信号电压有效值。

3．函数信号源：用于产生幅值和频率可调的交流信号（正弦波、方波、三角波）。

信号源输出信号的调节：调节“波形选择”开关可选择输出信号波形（正弦波、方波、三角波）。

调节“频率选择”开关，配合“频率粗调”、“频率细调”旋钮可调出信号发生器输出频率范围内任意一种频率，LED显示窗口将显示出相应频率值。

调节“输出衰减”开关和“幅值调节”旋钮可得到所需要的输出电压。

4．电源：包括直流可调稳压电源（0～30V），直流可调稳流电源（0～500mA），三相四线制的交流电源，单相交流电源（0～250V ）。

图2 三相交流可调电源与单相交流可调电源5．数字万用表：测量直流和交流电压、电流、电阻等。

某些万用表还可以测量三极管、二极管、电容和频率等。

① 型号栏；② 液晶显示屏：显示测量数值； ③ 发光二极管：通断检测报警；④ 档位开关：改变测量功能、量程及开关机； ⑤ 20A 电流测试正极插座； ⑥ 200mA 电流测试正极插座； ⑦ 电容、温度、及公共负极插座； ⑧ 电压、电阻及二极管正极插座； ⑨ 三极管测试插座； ⑩ 背光灯/自动关机开关。

电气测量技术概述电气测量技术是电工工程领域中十分重要的一部分。

它涉及到电流、电压、功率、电阻等各种电气参数的测量与分析。

电气测量技术的发展为电力系统的正常运行和设备的可靠性提供了必要的技术支持。

本文将对电气测量技术的基本原理、常见的测量仪器及其应用进行概述。

一、电气测量技术的基本原理电气测量技术的基本原理包括电流、电压、功率和电阻的测量方法与公式。

电流测量可通过电流互感器、霍尔传感器等实现。

电压测量通常采用电压互感器、电压变压器等设备。

功率的测量可通过电力仪表、功率因数仪等实现。

而电阻的测量则需要采用万用表、电阻箱等工具。

二、常见的电气测量仪器及其应用1. 万用表万用表是电气测量中最常用的仪器之一。

它能够测量电流、电压和电阻。

万用表的应用领域十分广泛，既可以在实验室中用于科学研究，也可以在生产现场进行设备故障排查和维修。

2. 示波器示波器是一种用于测量电压波形的仪器。

它能够显示电流或电压随时间变化的波形图像。

示波器广泛应用于电子电路设计、通信系统测试、医学诊断等领域。

3. 功率因数仪功率因数仪用于测量交流电路的功率因数，以评估电气设备的效率。

功率因数仪在电力系统中具有重要作用，可用于分析电能质量和提高电网功率因数。

4. 电力质量分析仪电力质量分析仪用于对电力系统中的电力质量进行监测和分析。

它能够检测电压的波动、谐波、闪变等问题，并提供相应的解决方案。

5. 频谱分析仪频谱分析仪用于分析信号的频谱特性。

它能够对信号进行频谱分析，发现并解决电路中的谐波问题。

三、电气测量技术在实际应用中的意义电气测量技术在电力系统的建设和运行中扮演着重要角色。

它能够帮助工程师监测电力系统的运行状态，预测设备的寿命，及时检测并排除故障隐患。

1. 保障电力系统的安全运行电气测量技术可用于实时监测电力系统的参数变化，如电压、电流和功率等。

通过对这些数据的采集与分析，可以及时发现异常情况，并采取相应的措施来保护电力系统的运行安全。

课内实验二 单相电路参数测量及功率因素的提高一 实验目的1．掌握单相功率表的使用。

2．了解日光灯电路的组成、工作原理和线路的连接。

3．研究日光灯电路中电压、电流相量之间的关系。

4．理解改善电路功率因数的意义并掌握其应用方法。

二 实验原理1．日光灯电路的组成日光灯由灯管，镇流器，启辉器组成，如图4.2.1所示。

日光灯管 A补偿电容 C~ 220V起辉器 S镇流器 LL I I C4.2.1日光灯的组成电路图灯管：内壁涂上一层荧光粉，灯管两端各有一个灯丝（由钨丝组成），用以发射电子，真空情况下充有一定的氩气与少量水银，当管内产生辉光放电时，发出可见光。

镇流器：是绕在硅钢片铁芯上的电感线圈。

它有两个作用，一是在启动过程中，启辉器突然断开时，其两端感应出一个足以击穿管中气体的高电压，使灯管中气体电离而起燃。

二是正常工作时，它相当于电感器，与日光灯管相串联产生一定的电压降，用以限制、稳定灯管的电流，故称为镇流器。

实验时，可以认为镇流器是由一个小电阻和一个电感串联组成。

启辉器：是一个充有氖气的玻璃炮，内有一对触片，一个是固定的静触片，一个是用双金属片制成的U 形动触片。

动触片由两种热膨胀系数不同的金属制成，受热后，双金属片伸张与静触片接触，冷却时又分开。

所以起辉器的作用是使电路接通和自动断开，起一个自动开关作用。

2．日光灯点亮过程电源刚接通时，灯管尚未放电，起辉器的触片处在断开位置，此时电源电压通过镇流器和灯管两端的灯丝全部加在启辉器的二个触片上，启辉器的两触片之间的气隙被击穿，发生辉光放电，使动触片受热伸张而与静触片构成通路，于是电流流过镇流器和灯管两端的灯丝，使灯丝通电预热而发射热电子。

与此同时，由于启辉器中动、静触片接触后放电熄灭，双金属片因冷却复原而与静触片分离。

在断开瞬间镇流器感应出很高的自感电动势，它和电源电压串联加到灯管的两端，使灯管内水银蒸气电离产生弧光放电发出紫外线射到灯管内壁，激发荧光粉发光，日光灯就点亮了。

第二章 电阻电路的分析本章的主要任务是学习电阻电路的分析计算方法，并运用这些方法分析计算各种电阻电路中的电流、电压和功率。

本章基本要求1． 正确理解等效电路的概念，并利用等效变换化简电路。

2． 掌握电阻串、并联等效变换、电源的等效变换。

3． 电阻电路的分压公式和分流公式的应用。

4． 运用支路电流法和结点电压法分析计算电路。

5．运用叠加定理分析计算电路。

6．熟练应用戴维宁定理分析计算电路。

7．应用戴维宁定理求解电路中负载电阻获得的最大功率。

8．学会含有受控源电路的分析计算。

9．了解非线性电阻电路的分析方法。

本章习题解析2-1 求习题2-1所示电路的等效电阻，并求电流I 5。

ΩΩ解：电路可等效为题解2-1图由题解2-1图，应用串并联等效变换得5.1)6//)12(2//2//(3ab =++=R Ω由分流公式3136********=⋅+++⋅+=ab R I A 2-2 题2-2图所示的为变阻器调节分压电路。

50=L R Ω，电源电压220=U V ，中间环节是变阻器。

变阻器的规格是100Ω 3A 。

今把它平分为4题解2-1图题2-1图段，在图上用a 、b 、c 、d 、e 等点标出。

试求滑动触点分别在a 、b 、c 、d 四点是，负载和变阻器所通过的电流及负载电压，并就流过变阻器的电流与其额定电流比较来说明使用时的安全问题。

L解：1）a 点： 0L =U 0L =I 2.2100220ea ea ===R U I A 2) c 点：75eq =R Ω 93.275220eq ec ===R U I A 47.121ec L ==I I A 5.73L =U V3) d 点：55eq =R Ω 455220eq ed ===R U I A 4.2L =I A 6.1da =I A 120L =U V4) e 点： 2.2100220ea ea ===R U I A 4.450220L ==I A 220L =U V 2-3 试求习题2-3ab 之间的输入电阻。