电路各试验思考题

电路各实验思考题 戴维宁定理 1.1.举例说明测量一个线性有源二端网络的开路 电压 U 和等效入端电阻 R的两种方法。 答测开路电压 U 方法一直接测量 在有源二端网络 输出端开路 时，直接用电压表接开路两端， 即可测其输 出端的开路电压 U 方法二零示法（如右图所示） 在有 源二端网络输出端外加一 个与 U 反向的可调的稳压源 U U。一 慢慢调节稳压源 U U 使被测电路中的电流表U 示数 为零。根据补偿法可知 U等于稳压电源电压 U U （如右图所示） oc o oc oc oc oc oc 测等效入端电阻 R o 方法一开路电压、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，然后再将其输出端 短路，用电流表 oc 测其短路电流 I ，则等效内阻为 R SC 1 o * SC 因此，只要测出有源二端网络的开路电压 U 和 短路电 oc 流 I , R 就可得出，这种方法最简便。但是, 对于不允许将 SC o 外部电路直接短路的网络 （例如有 可能因短路电流过大 而损坏网络内部的器件 时），不能采用此法。 方法二外加电源法 令含源一端口网络中的所有独立电源置零， 然后在 端口处加一给定电压 U U 测得流入端口的 I I （如右图）, ,贝 V R 也可以在端口处接入电流 电流 o * 源 U U（（如右图），则R匕 o I I /，测得端口 a 电源 无 源 网 络 ①①U U 2.2.通常直流稳压电源的输出端不允许短路， 直流 恒流源 的输出端不允许开路，为什么 如果电压源短路，会把电源给烧坏，相当于负载 2 无限小，功率 P 为无穷大。 U R 如果电流源开路，相当于负载无穷大，那么功率 P I R为 2 无穷大，也会烧坏电流源。 3.3.电压源与电流源的外特性为什么呈下降趋势， 稳压源 和恒流源的输出在任何负载下是否保持 恒值 因为电压源有一定内阻，随着负载的增大， 内阻的 压降也增大，因此外特性呈下降趋势。 电流源实际也有 一个内阻，是与理想恒流源并联 的，当电压增加时，同 样由于内阻的存在，输出 的电流就会减少，因此，电流 源的外特性也呈下 降的趋势。 R 不是。当负载大于稳压源对电压稳定能力 时，就不 能再保持电压稳定了，若负载进一步增 加，最终稳压源 将烧坏。 实际的恒流源的控制能力一般都有一定的 范围，在 这个范围内恒流源的恒流性能较好， 可 以基本保持恒 流，但超出恒流源的恒流范围后， 它同样不具有恒流能 力了，进一步增加输出的功 率，恒流源也将损坏。 功率因数的提高 1 为提高电路功率因数所并联的电容器的电容 值是否越 大越好 答不是。 功率因数由 cos 提高到 cos ，并联电容、无功 容量 的确定 12 由上述向量图，有 将U cos 2 1, I ICILsin r I sin 2 L 代入上式，得 IC Uptan i tan 2 C Q C 2 P 匸刁tan r tan2 U CUPtan r tan 心 综上所述可知，补偿容量不同功率因素提高也不 一样 欠补偿功率因素提高适合 全补偿电容设备投资增加，， 经济效果不明显 过补偿使功率因数又由高变低（性质不同）。 综合考 虑，功率因素提高到适当值为宜（ 左右）。 2.2.说明电容值的改变对负载的有功功率 P、总电 流I， 日光灯支路电流 I 有何影响 RL 0.950.95 答电容值的改变并不会影响负载的有功功率及 日光灯支 路的电流。 3.3.提高电路的功率因数为什么只采用并联电容 法，而不采用串联法 答因为串联电容虽然也可以提高功率因数，但 它会使电 路中的电流增大，从而增大日光灯的有 功功率，可能会超 过它的额定功率而使日光灯损 坏。 4.4.在 50Hz50Hz 的交流电路中，测得一只铁心线圈的 P、i 和 U，如何算得它的阻值及电感量 答若测得一只 铁心线圈的 P、I 和 U，则联立以 等效电阻 | |cos ,等效 RZ 电抗 X |Z|sin , XX 2 fL 可计算出阻值 R 和电感量 L。 L 下公式阻抗的模 IZ ，电路的功率因数 cos P UI 5.5. 为了改变电路的功率因数常在感性负载上并 联电容器 此时增加了一条电流支路问电路的总 电流增大还是减小， 此时感性原件上的电流和功 率是否改变 答总电流减小；此时感性原件上的电流和功率 不变。 三相电路 1.1. 采用三相四线制时，为什么中线上不允许装保 险丝 答会增加““断零””的可能性，如开关拉开。 开关接 触不良“ “断零“ “后接在三相四线上的 220V220V 负载相当于星形 联接接在 380V380V 上，，然而三相负 载不可能是平衡的，，负载 轻的一相电压最高，，使 这一相上的 220V220V 设备大量烧坏， 而对单相负荷 则不可能有回路。“断零“后会造成中性线 对地 电压升高，，增加触电的可能性。因此，规定在中 线 上不允许安装熔断器和开关设备，并选择机械 强度高的导 线。 2.2. 本实验中为什么要将每相负载设为两个 灯泡的串联 答 3.3. 试说明对称三相电路中的 品关系。 40W40W 答在三相电路的星形连接中，在电源和负 载都对称 情况下，线电压与相电压的数值关系为 线电压是相电压的 ＜3倍，即U i V3U p。 在三相电路的三角形联接中，线电压恒等于 相电 压。两线电流则为两个相电流的矢量差， 当 电源和负载 都对称时，线电流在数值上为相电流 的同咅，即 ir. 。 4.4. 试分析三相对称星形负载一相开路时各相电 压的变化 情况（设 A A 相负载开路）（了解）。 答实验数据表明当三相对称星形负载 B B 相开路 时，在 有中线的情况下，即使负载不对称，各相 负载都可以得到 对称的电压。在无中线的情况 下，负载不对称则导致各相 负载获得的电压不对 称。阻抗小的负载获得的电压很低， 导致负载无 法工作；而阻抗大的负载获得的电压与线电压 相 同，可能会导致负载烧毁。 由此可推出中线的作用无论负载对称与 否，只要 有中线，就可以保证各相负载获得对称 的相电压，安全供电。如果没有的话，在三相负 载不对称 时会造成三相负载获得的电压不相等， 导致有的负载相电 压高（甚至高过额定电压） 有的负载的相电压降低，导致 负载无法正常工 作。 5.5. 用实验结果分析，三相对称星形负载一相短路 时各相 电压的变化情况（设 B B 相负载短路）。 答实验数据表明 B B 相负载短路后，相电压 U 220V。相电压提高到了 AO 220V UBO 0V UCO 220V,若线电压是 380V,380V,贝 V BV B 相 短路后 A A 相电压和 C C 相电压会升高到 380V,380V,两相负载获得 的电压将 会高于负载的额定工作电压，甚至会烧坏负载设 备。 三相电路的功率测量 判另在图载的性如何根据两只功率表的读数的大小 三 相 负 載 答在负载对称情况下 （（1 1））当负载为纯电阻时，两功率表的读数相 22 当负载的功率因数为 0.50.5 时，将有一个功 率