電工學實驗(講義)

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1、實驗一基本電工儀表的使用與測量誤差的計算一、實驗目的1、熟悉實驗裝置上各類測量儀表的布局。2、熟悉實驗裝置上各類電源的布局及使用方法。3、掌握電壓表、電流表內電阻的測量方法。4、熟悉電工儀表測量誤差的計算方法。二、原理說明1、為了準確地測量電路中實際的電壓和電流，必須保證儀表接入電路后不會改變被測電路的工作狀態(tài)，這就要求電壓表的內阻為無窮大；電流表的內阻為零。而實際使用的電工儀表都不能滿足上述要求。因此，當測量計儀表一旦接入電路，就會改變電路原有的工作狀態(tài)，這就導致儀表的讀數(shù)值與電路原有的實際值之間出現(xiàn)誤差，這種測量誤差值的大小與儀表本身

2、內阻值的大小密切相關。2、本實驗測量電流表的內阻采用“分流法”，如圖1-1所示。A為被測內阻（RA）的直流電流表，測量時先斷開開關S，調節(jié)直流恒流源的輸出電流I使A表指針滿偏轉，然后合上開關S，并保持I值不變，調節(jié)電阻箱RB的阻值，使電流表的指針指在滿偏轉位置，此時有IA=IS=RA=RB║R1R1為固定電阻器之值，RB由可調電阻箱的刻度盤上讀得。R1與RB并聯(lián)，且R1選用小阻值電阻，RB選用較大電阻，則阻值調節(jié)可比單只電阻箱更為細微、平滑。3、測量電壓表的內阻采用“分壓法”，如圖1-2所示。V為被測電阻（RV）的電壓表，測量時先將開關S

3、閉合，調節(jié)直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓，使電壓表V的指針為滿偏轉。然后斷開開關S，調節(jié)RB阻值使電壓表V的指示值減半，此時有RV=RB+R1，電壓表的靈敏度為。4、儀表內阻引入的測量誤差（通常稱為方法誤差，而儀表本身構造上引起的誤差稱為儀表基本誤差）的計算。以圖1-3所示電路為例，R1上的電阻為45，若R1=R2，則，現(xiàn)用一內阻為RV的電壓表來測量值，當RV與R1并聯(lián)后，，以此來代替上式中的R1，則得,絕對誤差為，化簡后得,若R1=R2=RV，則得。相對誤差三、實驗內容1、根據(jù)“分流法”原理測定FM-47型（或其它型號）萬用電表直流毫安0.5m

4、A和5mA檔量限的內阻，線路如圖1-1所示。被測電流表量程S斷開時表讀數(shù)(mA)S閉合時表讀數(shù)(mA)RB（）R1（）計算內阻（）0.5mA5mA2、根據(jù)“分壓法”原理按圖1-2接線，測定萬用電表直流電壓2.5V和10V檔量限的內阻。被測電壓表量程S閉合時表讀數(shù)(V)S斷開時表讀數(shù)（V）RB（K）R1（K）計算內阻（K）S（）452.5V10V3、用萬用電表直流電壓10V檔量限測量圖1-3電路中R1上的電壓UR1之值，并計算測量的絕對誤差與相對誤差。UR2R1R10V（K）計算值UR1（V）實測值絕對誤差相對誤差10V10K20K四、實驗

5、注意事項1、控制屏提供所有實驗的電源，直流穩(wěn)壓源和直流恒流源均可通過粗調（分段調）旋鈕和細調（連續(xù)調）旋鈕調節(jié)其輸出量，并由指針式電壓表和毫安表顯示其輸出量的大小，啟動實驗裝置電源之前，應使其輸出旋鈕置于零位，實驗時再緩慢地增、減輸出。2、穩(wěn)壓源的輸出不允許短路，恒流源的輸出不允許開路。3、電壓表應與電路并聯(lián)使用，電流表與電路串聯(lián)使用，并且都要注意極性與量限的合理選擇。五、預習思考題1、根據(jù)實驗內容1和2，若已求出0.5mA檔和2.5V檔的內阻，可否直接計算得出5mA檔和10V檔的內阻？2、用量程為10A的電流表測實際值為8A的電流時，實

6、際讀數(shù)為8.1A，求測量的絕對誤差和相對誤差。六、實驗報告1、列表記錄實驗數(shù)據(jù)，并計算各被測儀表的內阻值。2、計算實驗內容3的絕對誤差和相對誤差。3、對思考題的計算。4、心得體會及其它。45實驗二減小儀表測量誤差的方法一、實驗目的1、進一步了解電壓表、電流表的內阻在測量過程中產生的誤差及其分析方法。2、掌握減小因儀表內阻引起測量誤差的方法。二、原理說明減小因儀表內阻而產生測量誤差的方法有:1、不同量限兩次測量計算法當電壓表的靈敏度不夠高或電流表的內阻太大時，可利用多量限儀表對同一被測量用不同量限進行兩次測量，所得讀數(shù)經計算后可得到準確的結

7、果。如圖2-1所示電路，欲測量具有較大內阻R。的電動勢E的開始電壓U。時，如果所用電壓表的內阻RV和R。相差不大的話，將會產生很大的測量誤差。設電壓表有兩檔量限，U1、U2分別在這兩個不同量限下測得的開路電壓值，令RV1和RV2分別為這兩個相應量限的內阻，則由圖2-1可得出U1=（1）U1=（2）由（1）式得（3）將（3）式代入（2）式可得從中解得E，經化簡后得（4）45由式（4）可知，不論電源內阻R。相對電表的內阻RV有多大，通過上述的兩次測量結果，經計算后可較準確地測量出開路電壓U0的大小。對于電流表，當其內阻較大時，也可用類似的

8、方法測得準確的結果。如圖2-2所示電路，不接入電流表時的電流為接入內阻為RA的電流表A時，電路中的電流變?yōu)?，如果RA=R。，則出現(xiàn)很大的誤差。如果用有不同內阻RA1，RA2的兩檔量限的電流表作