2.8 直流电路的操作实践

2.8.1 万用表的使用

1.实验目的

学会对万用表的使用，了解万用表的内部结构；

学会较熟练地使用万用表正确测量直流电和直流电流；

学会较熟练地使用万用表正确测量电阻。

图2-30 万用表实验电路

2.实验器材

（1）万用表 一块

（2）面板 一块

（3）恒压电压源 一台

（4）导线 若干根

（5）电阻 若干只

3.实验内容及步骤

（1）电阻的测量 未接成电路前分别测量图2-30电路的各个电阻的电阻值，将数据记录在表2-2中；再按图2-30所示连成电路，并将图中各点间电阻的测量和计算数据记录在表2-3中，注意带上单位。

表2-2 电阻测量

（2）直流电流、电压的测量 开启实训台电源总开关，开启直流电源单元开关，调节电压旋钮，对取得的直流电源进行测量，测量后将数据填入表2-3中。

表2-3 直流电压、直流电流测量记录

2.8.2 叠加原理的验证

1.实验目的

学习直流电压表、电流表的测量方法，加深对参考方向的理解；

通过实验来验证线性电路中的叠加原理以及适用范围；

熟悉电工学实验台的使用以及电路的接线方法。

2.实验器材

（1）面板 一块

（2）直流稳压电源 两台

（3）万用表 一块

（4）电阻 三个

（5）导线 若干根

3.实验内容及步骤

（1）实验电路连接及参数选择 实验电路如图2-31所示。电路由R₁、R₂和R₃组成的T型网络实验线路及直流电压源U_S1和U_S2构成线性电路。在面板上按图2-31所示电路选择电路参数并连接电路。参数数值及单位填入表2-4。

图2-31 实验电路

表2-4 实验线路元件参数

（2）叠加原理的验证 首先调节稳压电源输出电压U_S1、U_S2。

然后在两个电压源单独作用以及共同作用下分别测试出各支路电流和电压值，填入表2-5。最后根据实测数据验证叠加原理。

表2-5 验证叠加原理（U_S1=V，U_S2=V）

2.8.3 戴维南定理的验证

1.实验目的

加深对戴维南定理的理解；

学习有源二端网络等效电动势和等效内阻的测量方法；

熟悉稳压电源、数字万用表的使用。

图2-32 验证电路

2.实验器材

（1）数字万用表 一块

（2）直流稳压电源 两台

（3）电阻 若干只

（4）导线 若干根

（5）面板 两块

3.实验内容和步骤

（1）实验电路连接及参数选择 实验电路如图2-32所示。由R₁、R₂和R₃组成的T型网络及直流电源U_S构成线性有源二端网络。可调电阻箱作为负载电阻R_L。

在实验台上按图2-32所示电路选择电路各参数并连接电路。参数数值及单位填入表2-6中。

表2-6 实验线路元件参数

（2）戴维南等效电路参数理论值的计算 根据图2-32给出的电路及实验步骤（1）所选择参数计算有源二端网络的开路电压U_oc、短路电流I_SC及等效电阻R_O并记入表2-6中。

1）开路电压U_oc可以采用电压表直接测量，如图2-33所示。

直接用万用表的电压挡测量电路中有源二端网络端口（N-P）的开路电压U_oc，如图2-33，结果记入表2-7中。

2）等效电阻R_O的测量可以采用开路电压、短路电流法。

当二端网络内部有源时，测量二端网络的短路电流I_SC，电路连接如图2-34所示，计算等效电阻R_O=U_oc/I_SC，结果记入表2-7中。

图2-33 测开路电压U_oc

图2-34 测短路电流I_SC

表2-7 开路电压U_oc、短路电流I_SC及等效电阻R_O实验记录

（3）验证戴维南定理、理解等效的概念

1）测量原有源二端网络外接负载时的电流、电压

将图2-35a的原有源二端网络外接负载R_L，测量R_L上的电流I_L及端电压U_L，结果记入表2-8中，并与前一步实验结果进行比较，验证戴维南定理。

2）测量戴维南等效电路外接同样负载时的电流、电压

①组成戴维南等效电路。根据表2-8的实验数据，调节稳压电源输出电压值E，使E=U_oc，调节一个可调电阻箱，使其阻值为R_O，查阅表2-6中作为负载R_L的阻值，用另一个可调电阻箱作为负载R_L，组成如图2-35b所示戴维南等效电路。

图2-35 戴维南等效电路

a）原电路 b）戴维南等效电路

②测量戴维南等效电路负载电阻R_L上的电流I_L及端电压U_L，结果记入表2-8中。

表2-8 验证戴维南定理