實訓指導書課程名稱:電路基礎開課學期：學年第一學期開課單位：編寫教師:授課班級:編制日期：

編寫說明電路基礎實訓是<<電路基礎>>課程教學的重要環節，，它對學生掌握基本理論，訓練基本技能，培養工程素質，提高技術能力起著重要作用。電路基礎實踐教學主要通過操作性實訓和仿真性實訓等多種方式來完成的。本實訓指導書配套有proteus軟件電路文件，方便同學先在電腦上進行仿真實訓，再進行硬件驗證，達到從理論學習到仿真實訓再到硬件驗證的逐步加深循序漸進的學習過程，提高學習的興趣和主動性。本實訓指導書可以用于實訓指導，學生按照實訓步驟完成實訓任務，還可以用于實訓報告的撰寫，規范報告格式，培養學生科學嚴謹的研究精神。目錄實訓1實訓板的焊接和測試 2實訓2基爾霍夫定律（KVLKCL）的驗證 3實訓3電路測試與仿真 5實訓4疊加定理的驗證 6實訓5戴維南定理的驗證 7實訓6RLC串聯諧振仿真 9

實訓1實訓板的焊接和測試實訓目的：掌握元器件的焊接、萬用表的使用制作一個實訓板，作為后續實訓的工具實訓器材：實訓萬能板、電烙鐵、焊錫絲、排孔若干實訓步驟：1.按圖布局2.焊接所有的排孔到萬能板，并相互用焊錫連接3.測量連通性（24個連接）要點：總共焊接出來6個節點位，相鄰兩個點之間的距離正好插放1個電阻元件

實訓2基爾霍夫定律（KVLKCL）的驗證實訓目的：掌握KCL和KVL的驗證方法實訓器材：1k電阻3個、直流穩壓電源2臺、實訓板1塊實訓步驟：1.插入電阻元件2.調節電源并接入電路3.測量三個流入節點A的電流值（可以通過測量電阻電壓換算），與計算值進行比較并驗證KCL4.測量左邊網孔的各電壓值，與計算值進行比較并并驗證KVL實訓數據：I1I2I3I1+I2+I3（誤差）計算值0測量值左網孔(順時針為各電壓的參考方向)U1U2U3U1+U2+U3U1U2U3U1+U2+U3（誤差）計算值0測量值要點：1.測量電壓時，萬用表的表筆紅為+黑為-測量值為負值表示實際方向與參考方向相反。2.測量電流時，萬用表的表筆紅為+黑為-測量值為負值表示實際方向與參考方向相反。3.要先對電路進行計算各電壓電流值，記錄在計算值表中4.再先對電路進行測量各電壓電流值，記錄在測量值表中，方便進行對比。

實訓3電路測試與仿真實訓目的：掌握proteus軟件的使用方法實訓器材：電腦和proteus軟件實訓步驟：1.調入100K電阻元件、1H電感元件和100uF電容元件2.調入10V電壓源、1A電流源和開關3.調入電壓表、電流表和歐姆表以及電位探針和電流探針4.按圖連接電路實訓任務：1.使用歐姆表測量電阻元件的電阻值2.使用電壓表測量電壓源的電壓值3.使用電流表測量電流源的電流值，并用電流探針進行驗證。4.將電阻元件和電流表串聯接入電壓源，驗證歐姆定律5.將4中的電路的某點接地，用電位探針探測其他各點電位6.使用電阻(阻值100kΩ)、電容和開關串聯進行電容電壓測量，理解電容電壓不能突變這一特性7.使用電阻(阻值1Ω)、電感和開關串聯進行電流測量，理解電感電流不能突變這一特性

實訓4疊加定理的驗證實訓目的：掌握疊加定理的定義和驗證方法實訓器材：1k電阻3個、直流穩壓電源2臺、實訓板1塊實訓驗證方案1.先利用疊加定理計算原電路的參數，即兩個電源單獨作用時中間電阻上的電壓U'和U"以及總電壓U2.然后分別按兩個獨立電壓源單獨作用連接電路，實測中間電阻上的電壓U'和U"3.再按兩個獨立電壓源共同作用連接電路，實測中間電阻上的電壓U。4.驗證實測值U=U'+U"實訓步驟：1.插入電阻元件2.單獨讓左電壓源起作用連接電路，并測量中間1k電阻上的電壓U'3.單獨讓右電壓源起作用連接電路，并測量中間1k電阻上的電壓U"4.讓兩個電壓源同時起作用連接電路，并測量中間1k電阻上的電壓U5.三個電壓值分別與計算值進行比較并驗證疊加定理實訓數據：U'U"U(U'+U")-U(誤差)計算值0測量值實訓5戴維南定理的驗證實訓目的：掌握戴維南定理的定義和驗證方法實訓器材：1k電阻3個、1.5k電阻1個、直流穩壓電源2臺、實訓板1塊實訓驗證方案1.先計算原電路的戴維南等效電路，即Voc和Ri2.根據Voc和Ri搭建新的電路3.測量原電路和新電路的開路電壓Voc、短路電流Is、接入1k負載RL后的輸出電壓V4.比較原電路和新電路的值是否相等，判斷是否符合戴維南定理實訓步驟：1.按上圖連接電路，測量上圖Uab1和ab短路后的Iab12.再連接1k電阻作為負載，測量負載電壓UL1（a端+b端-）3.按下圖連接電路，測量上圖Uab2和ab短路后的Iab24.再連接1k電阻作為負載，測量負載電壓UL2（a端+b端-）5.比較三個值的大小實訓數據：Uab1Iab1UL1計算值測量值Uab2Iab2UL2計算值測量值根據上面兩個表計算誤差Uab2-Uab1Iab2-Iab1UL2-UL1誤差（測量值）注意：使用萬用表測量短路電流時，切記不能將表筆直接和電壓源直接連接，可能燒毀萬用表或者電壓源

實訓6RLC串聯諧振仿真實訓目的：掌握RLC串聯諧振的特點實訓器材：電阻電容電感，AC電壓表，信號發生器實訓步驟：1.調入300Ω電阻元件、1mH電感元件和100pF電容元件2.調入信號發生器，四個AC電壓表3.計算串聯諧振頻率（應為503.3kHz）4.按圖連接電路，開始仿真5.調整信號發生器，調整使得輸出頻率503.3kHz左右的正弦波，直到電阻上的電壓為最大值，即為諧振狀態。6.觀察電壓，驗證諧振下列特性A電阻上的電壓為最大值，理論上是電源電壓B電容和電感的電壓相等，而且可以比電源電壓大很多倍C測量電容和電感串聯的整體電壓，幾乎為0電路與電工技術（第二版）課后習題解答習題33.1填空題（1）正弦量的三要素分別是最大值、角頻率和初相位。（2）市電工頻為50Hz，其周期為0.02s，角頻率為100πrad/s。（3）交流電，則其對應的最大值為25A，有效值為，角頻率為10πrad/s，初相位為，在t=100ms時刻的相位角為。（4）電壓相量,已知頻率為50Hz,則對應的電壓解析式。（5）交流電，則其對應的相量（6）兩個電感L1和L2串聯后的等值電感為L1+L2，并聯后的等值電感為。（7）兩個電容C1和C2串聯后的等值電容為，并聯后的等值電容為。（8）在頻率為50Hz電路中，10uF電容的容抗為3183.1Ω，10mH電感的感抗為3.14Ω。（9）通常情況下電容的電壓不能突變，電感的電流不能突變。（10）在三相四線制供電系統中，已知單相電壓有效值為220V，則線電壓有效值為線電壓有效值為380V，線電壓最大值為537.4V。3.2選擇題（1）已知交變電流的瞬時值的表達式是i＝50sin50πt(A),從t=0到第一次出現最大值的時間是（D）A．0.02秒B．1/200秒C．1/150秒D．1/100秒（2）下面關于交流電的幾種說法中正確的是（C）A．使用交流電的電氣設備上所標的電壓電流值是指峰值B．交流電流表和交流電壓表測得的值是電路的瞬時值C．交流的有效值等于跟交流電有相同熱效應的直流電的值D．通常所說的市電電壓是220伏，指的是峰值。（3）如圖所示，是一個交變電流i隨時間t變化的曲線，則此交變電流的有效值是（B）A.5AB.5AC.3.5AD.3.5A圖題3.2（3）（4）有“220V/100W”和“220V/25W”白熾燈兩盞，串聯后接入220V交流電源，其亮度情況是（A）A.25W燈泡最亮B.100W燈泡最亮C.兩只燈泡一樣亮D.都不亮（5）有關供電線路的功率因數，下列說法正確的是（）A.可提高電源設備的利用率并減小輸電線路中的功率損耗B.可以大幅度的節省電能C.減少了用電設備的無功功率，提高了電源設備的容量D.可以在感性負載兩端并聯電容器來提高功率因數（6）已知和，有關相位的說法正確的是（B）A.相位差無法比較B.I1滯后I260°C.I1超前I260°D.同相（7）在RL串聯的交流電路中，UR=16V，UL=12V，則總電壓為（A）A.20VB.28VC.不一定D.4V（8）RLC串聯電路的頻率大于諧振頻率時，電路性質呈（A）A.感性B.阻性C.容性D.不確定）（9）串聯正弦交流電路的視在功率表征了該電路的（A）A.電路中總電壓有效值與電流有效值的乘積B.平均功率C.瞬時功率最大值D.瞬時功率的平均值（10）正弦交流電路中的電壓表，測量的是電路的（B）A.電壓瞬時值B.電壓有效值C.電壓平均值D.電壓最大值（11）有效值相量只能表示交流電的有效值和（A）A.初相位B.頻率C.相位D.周期3.3把下列代數形式的復數轉換成極坐標形式（1）30+j40（2）30-j40（3）-30+j40（4）-30-j40（1）（2）（3）（4）3.4把下列極坐標形式的復數轉換成代數形式（1）（2）（3）（4）（1）8.66+j5（2）8.66-j5（3）5+j8.66（4）7.07-j7.073.5計算下列復數，并將結果轉換成代數形式（1）（50+j60）（20+j30）（2）（3）（4）（1）-800+j2700（2）1.33-j7.696（3）（4）20.06-j14.573.6某交流電流的曲線如圖題3.6所示，求曲線的頻率、初相角、最大值，并寫出其瞬時值表達式。圖題3.6線的頻率50Hz、初相角、最大值10A，并寫出其瞬時值表達式3.7已知交流電壓和電流的解析式為,，。在保持它們的相位差不變的情況下，將電壓的初相位改為，重新它們的解析式。為,，3.8一個正弦電壓的初相位，時，，試求該電壓的最大值。解:0.707A3.9周期性交流電壓的波形分別如圖題3.9所示，它們的有效值與最大值有什么關系？OOOOOTTTt/st/st/s（a）(b)(c)圖題3.9解;(a)有效值等于最大值(b)有效值為最大值的0.707倍(c)有效值為最大值的0.707倍3.10已知，則與它對應的相量為多少？如已知向量電路的頻率為50Hz，求對應的電壓解析式。解:3.11已知，求：⑴⑵⑶⑷畫出對應的相量圖。解:(1)(2)3.12已知，求：⑴⑵⑶⑷畫出對應的相量圖。 解:3.13已知,分別利用三角函數和相量法計算，試比較哪種方法最方便？解:3.14已知V，V，試作和的相量圖，并求：和。解:3.12-3.14提示:現將正弦解析式轉換成相量,再求合相量或者差相量,再將合相量或者差相量轉換成解析式3.15用下列各式表示RC串聯電路中的電壓、電流，哪些是對的，哪些是錯的？（1）I= （2）= （3）=（4）i= （5）U=UR+UC （6）I=（7）=j（8）解:(1)(2)對,其他均錯,參考下面:(3)(4)(5)(6)(7)(8)3.16有一個220V/40W的電烙鐵，接在220V/50Hz的交流電源上。要求：（1）繪出電路圖，并計算電流的有效值和最大值。（2）計算電烙鐵多長時間消耗一度電？。（3）畫出電壓、電流相量圖。解:3.17為了使一個48V/0.2A的燈泡接在220V/50Hz的交流電源上能正常工作，可以串上一個電容器限流，問應串聯多大的電容才能達到目的？如果串上一個電感限流呢？解:燈泡的電阻為,串入電容C后,相量串聯分壓則算出C=2.97uF如串入的是電流,則相量串聯分壓:則算出L=3.42H3.18一個電感線圈接到電壓為120V的直流電源上，測得電流為10A；接到頻率為50Hz電壓為220V的交流電源上，測得電流為15A，求線圈的電阻和電感。解:,,則L=26.84mH3.19日光燈電路可以看成是一個RL串聯電路，若已知交流電壓為220V，燈管為400Ω,鎮流器感抗為300Ω。求：（1）電路中的總阻抗、電流；（2）各元件兩端的電壓電流與端電壓的相位關系，并畫出電壓、電流的相量圖。解:(1)(2)電阻上的電壓和電流均落后端電壓電感上的電壓超前端電壓,電感電流和電阻電流相同落后端電壓3.20把10Ω的電阻、10mH的電感和10uF的電容分別接在10V50HZ的交流電源上，試分別計算電源電流并畫出電壓電流相量圖。解:3.21有一線圈，接解:在電壓為24V的直流電源上，測得電流為8A。然后再將這個線圈改接到電壓為24V、頻率為50Hz的交流電源上，測得的電流為4.8A。試問線圈的電阻及電感各為多少？解:假設為R,L則圖題圖題3.24圖題3.23圖圖題3.22解:(1)5mA(2)1.414mA3.23如圖題3.23所示電路中，已知u=100sin(314t+30o)V，i=20sin(314t+20o)A，i2=10sin(314t+85o)A，試求：i1、Z1、Z2并說明Z1、Z2的性質，繪出相量圖。解:3.24如圖題3.24所示電路中，已知U=10V，R1=10Ω，R2=5Ω，XL=5Ω，求（1）電流I，并畫出電壓電流相量圖；（2）計算電路的有功功率P和功率因數cosφ。解:(1)(2)3.25已知某交流電路，電源電壓u=10sin(314t)V，電路中的電流i=2sin(314t-60o)A，求電路的功率因數、有功功率、無功功率和視在功率。解:3.26已知正弦交流電壓有效值為50V，頻率為50Hz，加在10Ω電阻、470uF電容和10mH電感組成的串聯電路上，求電路的有功功率，無功功率，視在功率和功率因數。解圖圖題3.273.27已知電路如圖題3.27所示，當接到有效值為50V、頻率為50Hz的交流電壓上時，求：⑴總復阻抗⑵總電流⑶功率因數⑷電阻上的電壓解:3.28某220V50Hz正弦交流電路中有一個電動機（感性負載）的有功功率為1000W,功率因數為0.6，如要將功率因數提高到0.9，需要并聯多大的電容？3.29某RLC串聯電路中，已知，所加正弦交流電源電壓為10V。求（1）諧振頻率(2)特性阻抗和品質因數（3）諧振時各元件上的電壓（4）諧振時電路的有功功率解:圖圖題3.303.30如圖題3.30所示，某線圈（等效于電感量和直流電阻串聯）與電容并聯后接在一個電壓為10V的交流電源上，求（1）發生并聯諧振的頻率（2）諧振時各支路電流和總電流解:

圖題3.31圖題3.31（1）電阻R（2）電路的頻率（3）電感和電容上的電壓解題思路1根據電壓和電流相量求得復阻抗,復阻抗為各阻抗相加,模長和模長相等,幅角與幅角相等得到兩個公式,求得R和f最后求出電容和電感的電壓解題思路2根據電壓和電流解析式的初相位相同,得到電路諧振=100Ω,判斷處于諧振,R=100Ω圖圖題3.323.32電路如圖題3.32所示，已知電源相電壓為220V，U、V、W相的負載分別為40W電烙鐵、20W白熾燈、100W電爐，負載額定電壓均為220V。求各相負載電流及中線電流并畫出電流相量圖，若中線斷裂將有什么危險？解:圖題圖題3.34（1）線電壓380V（2）各相負載電流相同（3）中線電流0（4）總有功功率電阻上的功率3.34某三相電路如圖題3.34所示，電源對稱且相電壓為30V，求各相負載電流和中線電流并畫出電流相量圖。提示,求各相電壓相量,再求各相負載電流相量,合并成中線電流,圖題3.35圖題3.35提示,求各相負載電壓應該等于線電壓,再求各相負載電流,即可算出有功和無功功率,總的功率因數為