電工學(xué)實(shí)驗(yàn)(講義)

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1、實(shí)驗(yàn)一基本電工儀表的使用與測(cè)量誤差的計(jì)算一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉實(shí)驗(yàn)裝置上各類測(cè)量?jī)x表的布局。2、熟悉實(shí)驗(yàn)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(nèi)電阻的測(cè)量方法。4、熟悉電工儀表測(cè)量誤差的計(jì)算方法。二、原理說明1、為了準(zhǔn)確地測(cè)量電路中實(shí)際的電壓和電流，必須保證儀表接入電路后不會(huì)改變被測(cè)電路的工作狀態(tài)，這就要求電壓表的內(nèi)阻為無(wú)窮大；電流表的內(nèi)阻為零。而實(shí)際使用的電工儀表都不能滿足上述要求。因此，當(dāng)測(cè)量計(jì)儀表一旦接入電路，就會(huì)改變電路原有的工作狀態(tài)，這就導(dǎo)致儀表的讀數(shù)值與電路原有的實(shí)際值之間出現(xiàn)誤差，這種測(cè)量誤差值的大小與儀表本身

2、內(nèi)阻值的大小密切相關(guān)。2、本實(shí)驗(yàn)測(cè)量電流表的內(nèi)阻采用“分流法”，如圖1-1所示。A為被測(cè)內(nèi)阻（RA）的直流電流表，測(cè)量時(shí)先斷開開關(guān)S，調(diào)節(jié)直流恒流源的輸出電流I使A表指針滿偏轉(zhuǎn)，然后合上開關(guān)S，并保持I值不變，調(diào)節(jié)電阻箱RB的阻值，使電流表的指針指在滿偏轉(zhuǎn)位置，此時(shí)有IA=IS=RA=RB║R1R1為固定電阻器之值，RB由可調(diào)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(diào)節(jié)可比單只電阻箱更為細(xì)微、平滑。3、測(cè)量電壓表的內(nèi)阻采用“分壓法”，如圖1-2所示。V為被測(cè)電阻（RV）的電壓表，測(cè)量時(shí)先將開關(guān)S

3、閉合，調(diào)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(zhuǎn)。然后斷開開關(guān)S，調(diào)節(jié)RB阻值使電壓表V的指示值減半，此時(shí)有RV=RB+R1，電壓表的靈敏度為。4、儀表內(nèi)阻引入的測(cè)量誤差（通常稱為方法誤差，而儀表本身構(gòu)造上引起的誤差稱為儀表基本誤差）的計(jì)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(nèi)阻為RV的電壓表來測(cè)量值，當(dāng)RV與R1并聯(lián)后，，以此來代替上式中的R1，則得,絕對(duì)誤差為，化簡(jiǎn)后得,若R1=R2=RV，則得。相對(duì)誤差三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、根據(jù)“分流法”原理測(cè)定FM-47型（或其它型號(hào)）萬(wàn)用電表直流毫安0.5m

4、A和5mA檔量限的內(nèi)阻，線路如圖1-1所示。被測(cè)電流表量程S斷開時(shí)表讀數(shù)(mA)S閉合時(shí)表讀數(shù)(mA)RB（）R1（）計(jì)算內(nèi)阻（）0.5mA5mA2、根據(jù)“分壓法”原理按圖1-2接線，測(cè)定萬(wàn)用電表直流電壓2.5V和10V檔量限的內(nèi)阻。被測(cè)電壓表量程S閉合時(shí)表讀數(shù)(V)S斷開時(shí)表讀數(shù)（V）RB（K）R1（K）計(jì)算內(nèi)阻（K）S（）452.5V10V3、用萬(wàn)用電表直流電壓10V檔量限測(cè)量圖1-3電路中R1上的電壓UR1之值，并計(jì)算測(cè)量的絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差。UR2R1R10V（K）計(jì)算值UR1（V）實(shí)測(cè)值絕對(duì)誤差相對(duì)誤差10V10K20K四、實(shí)驗(yàn)

5、注意事項(xiàng)1、控制屏提供所有實(shí)驗(yàn)的電源，直流穩(wěn)壓源和直流恒流源均可通過粗調(diào)（分段調(diào)）旋鈕和細(xì)調(diào)（連續(xù)調(diào)）旋鈕調(diào)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(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置電源之前，應(yīng)使其輸出旋鈕置于零位，實(shí)驗(yàn)時(shí)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(yīng)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(yù)習(xí)思考題1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1和2，若已求出0.5mA檔和2.5V檔的內(nèi)阻，可否直接計(jì)算得出5mA檔和10V檔的內(nèi)阻？2、用量程為10A的電流表測(cè)實(shí)際值為8A的電流時(shí)，實(shí)

6、際讀數(shù)為8.1A，求測(cè)量的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、列表記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并計(jì)算各被測(cè)儀表的內(nèi)阻值。2、計(jì)算實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。3、對(duì)思考題的計(jì)算。4、心得體會(huì)及其它。45實(shí)驗(yàn)二減小儀表測(cè)量誤差的方法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、進(jìn)一步了解電壓表、電流表的內(nèi)阻在測(cè)量過程中產(chǎn)生的誤差及其分析方法。2、掌握減小因儀表內(nèi)阻引起測(cè)量誤差的方法。二、原理說明減小因儀表內(nèi)阻而產(chǎn)生測(cè)量誤差的方法有:1、不同量限兩次測(cè)量計(jì)算法當(dāng)電壓表的靈敏度不夠高或電流表的內(nèi)阻太大時(shí)，可利用多量限儀表對(duì)同一被測(cè)量用不同量限進(jìn)行兩次測(cè)量，所得讀數(shù)經(jīng)計(jì)算后可得到準(zhǔn)確的結(jié)

7、果。如圖2-1所示電路，欲測(cè)量具有較大內(nèi)阻R。的電動(dòng)勢(shì)E的開始電壓U。時(shí)，如果所用電壓表的內(nèi)阻RV和R。相差不大的話，將會(huì)產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差。設(shè)電壓表有兩檔量限，U1、U2分別在這兩個(gè)不同量限下測(cè)得的開路電壓值，令RV1和RV2分別為這兩個(gè)相應(yīng)量限的內(nèi)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(jīng)化簡(jiǎn)后得（4）45由式（4）可知，不論電源內(nèi)阻R。相對(duì)電表的內(nèi)阻RV有多大，通過上述的兩次測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算后可較準(zhǔn)確地測(cè)量出開路電壓U0的大小。對(duì)于電流表，當(dāng)其內(nèi)阻較大時(shí)，也可用類似的

8、方法測(cè)得準(zhǔn)確的結(jié)果。如圖2-2所示電路，不接入電流表時(shí)的電流為接入內(nèi)阻為RA的電流表A時(shí)，電路中的電流變?yōu)椋绻鸕A=R。，則出現(xiàn)很大的誤差。如果用有不同內(nèi)阻RA1，RA2的兩檔量限的電流表作