目录
实验二 基尔霍夫定律的验证
实验三 线性电路叠加性和齐次性的研究
实验四 受控源研究
实验六 交流串联电路的研究
实验八 三相电路电压、电流的测量
实验九 三相电路功率的测量
实验一 电位、电压的测定及电路电位图的绘制
一.实验目的
1.学会测量电路中各点电位和电压方法。理解电位的相对性和电压的绝对性； 2.学会电路电位图的测量、绘制方法；
3.掌握使用直流稳压电源、直流电压表的使用方法。
二.原理说明
在一个确定的闭合电路中，各点电位的大小视所选的电位参考点的不同而异，但任意两点之间的电压（即两点之间的电位差）则是不变的，这一性质称为电位的相对性和电压的绝对性。据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电压。
若以电路中的电位值作纵坐标，电路中各点位置（电阻或电源）作横坐标，将测量到的各点电位在该平面中标出，并把标出点按顺序用直线条相连接，就可得到电路的电位图，每一段直线段即表示该两点电位的变化情况。而且，任意两点的电位变化，即为该两点之间的电压。
在电路中，电位参考点可任意选定，对于不同的参考点，所绘出的电位图形是不同，但其各点电位变化的规律却是一样的。
三.实验设备
1.直流数字电压表、直流数字毫安表
2.恒压源（EEL－I、II、III、IV均含在主控制屏上，可能有两种配置（1）+6V（+5V），+12 V，0～30V可调或（2）双路0～30V可调。）
3.EEL－30组件（含实验电路）或EEL－53组件
四.实验内容
实验电路如图1－1所示，图中的电源US1用恒压源中的+6V（+5V）输出端，US2用0～+30V可调电源输出端，并将输出电压调到+12V。
1.测量电路中各点电位
以图1－1中的A点作为电位参考点，分别测量B、C、D、E、F各点的电位。
用电压表的黑笔端插入A点，红笔端分别插入B、C、D、E、F各点进行测量，数据记入表1－1中。 以D点作为电位参考点，重复上述步骤，测得数据记入表1－1中。
图 1－1
2.电路中相邻两点之间的电压值
在图1－1中，测量电压UAB：将电压表的红笔端插入A点，黑笔端插入B点，读电压表读数，记入表1－1中。按同样方法测量UBC、UCD、UDE、UEF、及UFA，测量数据记入表1－1中。
五.实验注意事项
1.EEL－30组件中的实验电路供多个实验通用，本次实验没有利用到电流插头和插座。
2.实验电路中使用的电源US2用0～+30V可调电源输出端，应将输出电压调到+12V后，再接入电路中。并防止电源输出端短路。
3.数字直流电压表测量电位时，用黑笔端插入参考电位点，红笔端插入被测各点，若显示正值，则表明该点电位为正（即高于参考电位点）；若显示负值，表明该点电位为负（即该点电位低于参考点电位）。 4.用数字直流电压表测量电压时，红笔端插入被测电压参考方向的正（+）端，黑笔端插入被测电压参考方向的负（-）端，若显示正值，则表明电压参考方向与实际方向一致；若显示负值，表明电压参考方向与实际方向相反。
六.预习与思考题
1.电位参考点不同，各点电位是否相同？任两点的电压是否相同，为什么？
答:在一个确定的闭合回路中电位参考点不同，各点的电位也不相同，但任意两点之间的电压是不变的，这一性质称为电位的相对性和电压的绝对性。
2.在测量电位、电压时，为何数据前会出现±号，它们各表示什么意义？
答:电位参考点选定后，各点电位不同， “+”表示该点电位比参考点大,“-”表示该点电位比参考点小;测电压时,“+”“-”表示两点的电位相对大小，由电压电流是否关联决定。
3.什么是电位图形？不同的电位参考点电位图形是否相同？如何利用电位图形求出各点的电位和任意两点之间的电压。
答:以电路中电位值作为纵坐标,电路各点位置作为横坐标,将测得的各点电位在该坐标平面画出,并把这些点用线连接,所得的图形称电位图;不同的电位参考点电位图形是不同的;在电位图中,各点的电位为该点对应的纵坐标,而两点间的电压则为该两点间的纵坐标的差。
七.实验报告要求
1.根据实验数据，分别绘制出电位参考点为A点和D点的两个电位图形。
电位图
电位值
被测点
2.根据电路参数计算出各点电位和相邻两点之间的电压值，与实验数据相比较，对误差作必要的分析。 答：可能造成误差的原因有：电压表的精确度等仪器造成的误差。 3.回答思考题。
实验二 基尔霍夫定律的验证
一.实验目的
1.验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解； 2.学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法； 3.学习检查，分析电路简单的故障分析能力。
二.原理说明
1.基尔霍夫定律
基尔霍夫电流定律和电压定律是电路的基本定律，它们分别用来描述结点电流和回路电压，即对电路中的任一结点而言，在设定电流的参考方向下，应有∑I=0，一般流出结点的电流取正号，流入结点的电流取负号；对任何一个闭合回路而言，在设定电压的参考方向下，绕行一周，应有∑U=0，一般电压方向与绕行方向一致的电压取正号，电压方向与绕行方向相反的电压取负号。
在实验前，必须设定电路中所有电流、电压的参考方向，其中电阻上的电压方向应与电流方向一致，见图2－1所示。
2.检查，分析电路的简单故障
电路常见的简单故障一般出现在连线或元件部分。连线部分的故障通常有连线接错，接触不良而造成的断路等；元件部分的故障通常有接错元件、元件值错，电源输出数值（电压或电流）错等。
故障检查的方法是用万用表（电压档或电阻档）或电压表在通电或断电状态下检查电路故障。 （1）通电检查法：在接通电源的情况下，用万用表的电压档或电压表，根据电路工作原理，如果电路某两点应该有电压，电压表测不出电压，或某两点不该有电压，而电压表测出了电压，或所测电压值与电路原理不符，则故障必然出现在此两点之间。
（2）电检查法：在断开电源的情况下，用万用表的电阻档，根据电路工作原理，如果电路中某两点应该导通而无电阻（或电阻极小），万用表测出开路（或电阻极大），或某两点应该开路（或电阻很大），
而测得的结果为短路（或电阻极小），则故障必然出现在此两点之间。
本实验用电压表按通电检查法检查、分析电路的简单故障。
三.实验设备
1.直流数字电压表、直流数字毫安表 2.恒压源
3.EEL－30组件（含实验电路）或EEL－53组件
四.实验内容
实验电路如图2－1所示，图中的电源US1用恒压源中的+6V（+5V）输出端，US2用0～+30V可调电源输出端，并将输出电压调到+12V（以直流数字电压表读数为准）。实验前先设定三条支路的电流参考方向，如图中的I1、I2、I3所示，并熟悉线路结构，掌握各开关的操作使用方法。
图 2－1
1.熟悉电流插头的结构
将电流插头的红线端插入数字毫安表的红（正）接线端，电流插头的黑线端插入数字毫安表的黑（负）接线端。
2.测量支路电流
将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出各电流值。按规定：在节点A，电流表读数为“+”，表示电流流出节点，读数为“-”，表示电流流入节点，然后根据图2－1中的电流参考方向，确定各支路电流的正、负号，并记入表2－1中。
3.测量元件电压
用直流数字电压表分别测量两个电源及电阻元件上的电压值，将数据记入表2－2中。测量时电压表的红（正）接线端应插入被测电压参考方向的高电位（正）端，黑（负）接线端应插入被测电压参考方向的低电位（负）端。
五.实验注意事项
1.所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘指示值为准。
实验2-1 电位、电压的测定及电位图的绘制
班级：5班姓名： 张洁 学号：1141000031
一、 实验目的
1. 学会万用表的使用。 2. 学会电压源的使用。
3. 用实验方法证明电路中电位的相对性和电压的绝对性。 4. 掌握电路电位图的绘制方法。
二、 实验电路
图2-1-1 测量电位及电压的仿真实验电路
图2-1-2 测量电位及电压的实测实验电路
三、 电位及电压测量数据表
四、 仿真与实测图
图2-1-3 测量电压UDE值和以D为参考点UC电位值的仿真图
图2-1-4 以D为参考点UC电位值实测图
图2-1-5 电压UDE值实测图
五、 根据KCL、KVL列式计算UA和UAB，过程和结果如下：
i1+i2-i3=0i4+i5-i3=0i1=Us1/(R1+R3+R4)=0.013A i2=Us2/(R2+R3+R5)=0.003A
六、 实验结论
1. 根据实验数据，用EXCEL分别绘制两个不同参考点时的电位图，解释为什么以A和D为参考点的两条电位曲线是平行的，你所测量的两条曲线间平行高度是多少？
答：因为电位会随参考点的改变而改变，电压与参考点的选取无关。平行高度为5.566V。
图2-1-6 分别以A点和D点为参考点的电位图
2. 解释以A和D点为参考点分别测量UAB、UBC、UCD、UDE、UEF和UFA两组数据为什么相同。
答：电压是两个点的电位相减，与参考点的选取无关。
3. 总结电位的相对性和电压的绝对性。
答：电位必须有参考点，而且参考点不同，电位也不，所以电位是相对的；而电压是两个点之间电位的差值，与参考点无关，所以电压是绝对的。
一. 实验目的
1. 理解电极电位的意义及主要影响因素
2. 熟悉甘汞参比电极的性能以及工作原理
3. 知道电化学工作站与计算机的搭配使用方法
二. 实验原理
电极和溶液界面双电层的电位称为绝对电极电位，它直接反应了电极过程的热力学和动力学特征，但绝对电极电位是无法测量的。在实际研究中，测量电极电位组成的原电池的电动势，而测量电极电位所用的参考对象的电极称为参考电极，如标准氢电极、甘汞电极、银-氯化银电极等，该电池的电动势为：
E＝φ待测－φ参比
上述电池电动势可以使用高阻抗的电压表或电位差计来计量
在该实验中，采用甘汞电极为研究电极，铁氰、化钾/亚铁氰、化钾为测量电极。在1mol的KCl支持电解质下，分别用10mM摩尔比1:1和1:2的铁氰、化钾/亚铁氰、化钾溶液在常温（27℃）以及45℃下测量，收集数据，可得到相同温度不同浓度的两条开路电位随时间变化曲线、相同浓度不同温度的两条开路电位随时间变化曲线。可以用电极电势的能斯特方程讨论温度对于电极电势的影响
三. 实验器材
电化学工作站；电解池；甘汞电极；玻碳电极；水浴锅
铁氰、化钾/亚铁氰、化钾溶液（摩尔比1:1和1:2）（支持电解质为1M KCl）；
砂纸；去离子水
四. 实验步骤
1. 在玻碳电极上蘸一些去离子水，然后轻轻在细砂纸上打磨至光亮，最后再用去离子水冲洗。电化学工作站的电极也用砂纸轻轻打磨
2. 在电解池中加入铁氰、化钾/亚铁氰、化钾溶液至其1/2体积，将玻碳电极和甘汞电极插入电解池中并固定好，将两电极与电化学工作站连接好，绿色头的电极连接工作电极，白色头的电极连接参比电极。
3. 点开电化学工作站控制软件，点击 setup—技术（technique）—开路电压—时间，设置记录时间为5min，记录数据时间间隔为0.1s，开始进行数据记录，完成后以txt形式保存实验结果。
4. 将电解池放入45度水浴锅中，再重复一次步骤2和步骤3。
5. 将电解液换成铁氰、化钾/亚铁氰、化钾溶液（1:2）后重复一次步骤2至4 6. 实验结束后清洗电极和电解池，关好仪器设备，打扫卫生。
五. 实验数据处理及分析
1. 在同一个图中作出相同温度不同浓度的两条开路电位随时间变化曲线
1) 常温（25℃），铁氰、化钾/亚铁氰、化钾溶液(摩尔比1:1和1:2)条件下：
2) 45℃，10mM铁氰、化钾/亚铁氰、化钾溶液(摩尔比1:1和1:2)条件下
2.在同一图中作出相同浓度不同温度测量的两条开路电位随时间变化曲线；
1)10mM铁氰、化钾/亚铁氰、化钾溶液摩尔比1:1，常温（25℃）：45℃条件下：
2) 10mM铁氰、化钾/亚铁氰、化钾溶液摩尔比1:2，常温（25℃），45℃条件下： 3.应用能斯特方程讨论温度和浓度对开路电位的影响。
分析：在常温下，开路电压随着铁氰、化钾：亚铁氰、化钾的比例的的增加而降低。 上述电极反应的能斯特方程为：E=EΘ+ RT/F *ln (Fe3+/Fe2+)
Fe3+:Fe2+的比例由1:1变为1:2，而其他条件保持不变，故电极电势下降,此时EFe(CN)6]3:Fe(CN)6]4=1:2 < EFe(CN)6]3:Fe(CN)6]4=1:1。
分析：在铁氰、化钾和亚铁氰、化钾的比例为1:1和1:2的情况下，常温的开路电压都比高温的开路电压要高。因为随着温度的升高，电极电势降低。在相同浓度时，
0ln(a[Fe(CN)6]3-/a[Fe(CN)6]4-)由于活度比是负值，所以T越小， 减去的值越
小.此处的开路电压是Fe3+/Fe2+电极与饱和甘汞电极电极电势的差值。
六，讨论与思考：
1.实验过程，玻碳电极可能吸附有上次实验的杂质等，需用砂纸进行打磨。
2.影响电极电位的原因有电极本身的性质、温度，浓度，PH等。
3.甘汞电极要及时补充饱和KCL
4.接线不得反接，绿色头的电极连接工作电极，白色头的电极连接参比电极。