电工学实验(讲义)

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1、实验一基本电工仪表的使用与测量误差的计算一、实验目的1、熟悉实验装置上各类测量仪表的布局。2、熟悉实验装置上各类电源的布局及使用方法。3、掌握电压表、电流表内电阻的测量方法。4、熟悉电工仪表测量误差的计算方法。二、原理说明1、为了准确地测量电路中实际的电压和电流，必须保证仪表接入电路后不会改变被测电路的工作状态，这就要求电压表的内阻为无穷大；电流表的内阻为零。而实际使用的电工仪表都不能满足上述要求。因此，当测量计仪表一旦接入电路，就会改变电路原有的工作状态，这就导致仪表的读数值与电路原有的实际值之间出现误差，这种测量误差值的大小与仪表本身

2、内阻值的大小密切相关。2、本实验测量电流表的内阻采用“分流法”，如图1-1所示。A为被测内阻（RA）的直流电流表，测量时先断开开关S，调节直流恒流源的输出电流I使A表指针满偏转，然后合上开关S，并保持I值不变，调节电阻箱RB的阻值，使电流表的指针指在满偏转位置，此时有IA=IS=RA=RB║R1R1为固定电阻器之值，RB由可调电阻箱的刻度盘上读得。R1与RB并联，且R1选用小阻值电阻，RB选用较大电阻，则阻值调节可比单只电阻箱更为细微、平滑。3、测量电压表的内阻采用“分压法”，如图1-2所示。V为被测电阻（RV）的电压表，测量时先将开关S

3、闭合，调节直流稳压电源的输出电压，使电压表V的指针为满偏转。然后断开开关S，调节RB阻值使电压表V的指示值减半，此时有RV=RB+R1，电压表的灵敏度为。4、仪表内阻引入的测量误差（通常称为方法误差，而仪表本身构造上引起的误差称为仪表基本误差）的计算。以图1-3所示电路为例，R1上的电阻为45，若R1=R2，则，现用一内阻为RV的电压表来测量值，当RV与R1并联后，，以此来代替上式中的R1，则得,绝对误差为，化简后得,若R1=R2=RV，则得。相对误差三、实验内容1、根据“分流法”原理测定FM-47型（或其它型号）万用电表直流毫安0.5m

4、A和5mA档量限的内阻，线路如图1-1所示。被测电流表量程S断开时表读数(mA)S闭合时表读数(mA)RB（）R1（）计算内阻（）0.5mA5mA2、根据“分压法”原理按图1-2接线，测定万用电表直流电压2.5V和10V档量限的内阻。被测电压表量程S闭合时表读数(V)S断开时表读数（V）RB（K）R1（K）计算内阻（K）S（）452.5V10V3、用万用电表直流电压10V档量限测量图1-3电路中R1上的电压UR1之值，并计算测量的绝对误差与相对误差。UR2R1R10V（K）计算值UR1（V）实测值绝对误差相对误差10V10K20K四、实验

5、注意事项1、控制屏提供所有实验的电源，直流稳压源和直流恒流源均可通过粗调（分段调）旋钮和细调（连续调）旋钮调节其输出量，并由指针式电压表和毫安表显示其输出量的大小，启动实验装置电源之前，应使其输出旋钮置于零位，实验时再缓慢地增、减输出。2、稳压源的输出不允许短路，恒流源的输出不允许开路。3、电压表应与电路并联使用，电流表与电路串联使用，并且都要注意极性与量限的合理选择。五、预习思考题1、根据实验内容1和2，若已求出0.5mA档和2.5V档的内阻，可否直接计算得出5mA档和10V档的内阻？2、用量程为10A的电流表测实际值为8A的电流时，实

6、际读数为8.1A，求测量的绝对误差和相对误差。六、实验报告1、列表记录实验数据，并计算各被测仪表的内阻值。2、计算实验内容3的绝对误差和相对误差。3、对思考题的计算。4、心得体会及其它。45实验二减小仪表测量误差的方法一、实验目的1、进一步了解电压表、电流表的内阻在测量过程中产生的误差及其分析方法。2、掌握减小因仪表内阻引起测量误差的方法。二、原理说明减小因仪表内阻而产生测量误差的方法有:1、不同量限两次测量计算法当电压表的灵敏度不够高或电流表的内阻太大时，可利用多量限仪表对同一被测量用不同量限进行两次测量，所得读数经计算后可得到准确的结

7、果。如图2-1所示电路，欲测量具有较大内阻R。的电动势E的开始电压U。时，如果所用电压表的内阻RV和R。相差不大的话，将会产生很大的测量误差。设电压表有两档量限，U1、U2分别在这两个不同量限下测得的开路电压值，令RV1和RV2分别为这两个相应量限的内阻，则由图2-1可得出U1=（1）U1=（2）由（1）式得（3）将（3）式代入（2）式可得从中解得E，经化简后得（4）45由式（4）可知，不论电源内阻R。相对电表的内阻RV有多大，通过上述的两次测量结果，经计算后可较准确地测量出开路电压U0的大小。对于电流表，当其内阻较大时，也可用类似的

8、方法测得准确的结果。如图2-2所示电路，不接入电流表时的电流为接入内阻为RA的电流表A时，电路中的电流变为，如果RA=R。，则出现很大的误差。如果用有不同内阻RA1，RA2的两档量限的电流表作