14项实验 · 接线与操作图解
42组实际求解工况，120项数值核对通过。以下读数由当前平台计算得到，非实物测量。测试调用真实求解与接线逻辑；未完成浏览器鼠标端到端验收。
每项可选择工况，并逐根显示接线。金色圈表示本步起终端子，编号对应下方接线表。点击接线文件下载后，在平台“载入接线”中选择文件即可复现。两个暂态项目使用参数模型，无需香蕉线。
打开实验平台 · 下载打印版PDF所有实验通用流程
- 选择实验，先按红色停止，保持断电；若处于急停锁定，按底部复位。
- 在右侧逐项设置本页给出的参数。面板印字为默认值，以参数栏为准。
- 按接线表逐根拖动端子，或依次点击起点、终点；同一端子允许叠接多根线。
- 点“检查接线”。这只检查电路可求解，仍须人工对照本实验的接线图。
- 打开底部钥匙开关，再按绿色启动；读取电压表、电流表及下方支路结果。
- 点“记录本次测量”；每次改参数或接线会自动断电，改完须再按启动。
- 完成全部工况后导出记录CSV；有波形时另导出波形CSV。刷新页面前必须保存。
电源等效变换的诺顿侧为公式核对，荧光灯为线性稳态等效，功率表为自动求和。这些限制与具体实验结果一起列明。
本地主题 01，不是已核实教材序号01 · 基尔霍夫定律
验证分流节点的电流代数和与闭合回路电压和。
器材 / 模型：两路直流电源、电阻组件、直流电压表与电流表。
具体操作
- 第一工况U=12V，读取R1/R2/R3支路电流。
- 把U改为18V，重新启动，再记录；计算两个节点残差和两组比例。
实物位置接线图：逐根查看
运行结果（有效值 / 带符号直流量）
12V基础工况 ·
下载本工况接线与参数| I1 / A | I2 / A | I3 / A | 并联电压 / V |
|---|
| 0.05454545 | 0.03272727 | 0.02181818 | 6.545455 |
源电压18V ·
下载本工况接线与参数| I1 / A | I2 / A | I3 / A | 并联电压 / V |
|---|
| 0.08181818 | 0.04909091 | 0.03272727 | 9.818182 |
结果解释与核对方法
R2∥R3=120Ω，总电阻220Ω。12V时I1=12/220，节点关系I1=I2+I3；沿电源-R1-R2回路有U1=UR1+UR2。18V对照应使所有电压、电流扩大1.5倍。
应记录什么
记录源电压、三支路电流、各电阻电压与KCL残差。
本地主题 02，不是已核实教材序号02 · 特勒根定理
按关联参考方向检查网络总功率之和。
器材 / 模型：直流电源、电阻网络、数字测量仪表。
具体操作
- 记录电源V1与R1/R2/R3全部带符号功率，勿漏电源支路。
- 将四项相加；接近0的浮点残差是数值舍入。
实物位置接线图：逐根查看
运行结果（有效值 / 带符号直流量）
12V功率守恒 ·
下载本工况接线与参数| 电源P / W | R1 P / W | R2 P / W | R3 P / W | ΣP / W |
|---|
| -0.6545455 | 0.2975207 | 0.2142149 | 0.1428099 | 0 |
结果解释与核对方法
以每个元件a→b为电压、电流参考方向，吸收功率P=UI。电源为负，电阻为正。只核对同一网络的功率和为零；本次未做两个不同状态之间的交叉特勒根验证。
应记录什么
记录所有支路U、I、P及ΣP。
本地主题 03，不是已核实教材序号03 · 有源一端口网络
通过负载伏安曲线识别戴维南等效电压与内阻。
器材 / 模型：直流电源、串联内阻R1、可变负载R2、直流仪表。
具体操作
- 依次将R2设100、200、500、1000Ω，每次启动并记录。
- 用两点计算Req=(Ua-Ub)/(Ib-Ia)，再求Uoc=U+Req·I。
实物位置接线图：逐根查看
运行结果（有效值 / 带符号直流量）
负载100Ω ·
下载本工况接线与参数| RL / Ω | UL / V | IL / A | PL / W |
|---|
| 100 | 6 | 0.06 | 0.36 |
负载200Ω ·
下载本工况接线与参数| RL / Ω | UL / V | IL / A | PL / W |
|---|
| 200 | 8 | 0.04 | 0.32 |
负载500Ω ·
下载本工况接线与参数| RL / Ω | UL / V | IL / A | PL / W |
|---|
| 500 | 10 | 0.02 | 0.2 |
负载1000Ω ·
下载本工况接线与参数| RL / Ω | UL / V | IL / A | PL / W |
|---|
| 1000 | 10.90909 | 0.01090909 | 0.1190083 |
结果解释与核对方法
负载是R2，内阻是R1。用两组数据拟合U=Uoc-Req·I，可得Uoc=12V、Req=100Ω；RL=100Ω时达到最大负载功率0.36W。此为已知简单有源一端口的验证。
应记录什么
记录负载R、端电压、负载电流、功率，推算Uoc和Req。
本地主题 04，不是已核实教材序号04 · 叠加原理
比较双源响应与各独立电源单独作用响应的代数和。
器材 / 模型：两路独立直流电源、R1/R2/R3、直流电压表。
具体操作
- 先设U=12、U2=6，记录R3电流。
- 保留导线，改U=12、U2=0，再启动记录。
- 改U=0、U2=6，再启动记录；对比三者的代数关系。
实物位置接线图：逐根查看
运行结果（有效值 / 带符号直流量）
两源共同作用 ·
下载本工况接线与参数| U1 / V | U2 / V | UR3 / V | IR3 / A |
|---|
| 12 | 6 | 8.181818 | 0.02727273 |
电源1单独作用 ·
下载本工况接线与参数| U1 / V | U2 / V | UR3 / V | IR3 / A |
|---|
| 12 | 0 | 6.545455 | 0.02181818 |
电源2单独作用 ·
下载本工况接线与参数| U1 / V | U2 / V | UR3 / V | IR3 / A |
|---|
| 0 | 6 | 1.636364 | 0.005454545 |
结果解释与核对方法
必须采用带符号电流，不能将幅值当代数量。独立电压源置零相当于理想短接，但应在参数栏将电压设为0，保留原接线。核对IR3(双源)=IR3(仅U1)+IR3(仅U2)。功率不满足这个叠加关系。
应记录什么
记录三个工况的R3电流、电压及叠加误差；功率不能直接叠加。
本地主题 05，不是已核实教材序号05 · 电源等效变换
由实测端口关系计算诺顿电流，比较两种等效表示。
器材 / 模型：直流电源、内阻R1、负载R2、直流仪表。
具体操作
- 依次执行四组负载，读取端口U、I。
- 按0.12A并100Ω公式另算四组输出，逐项比较；不要寻找未实现的恒流源端子。
实物位置接线图：逐根查看
运行结果（有效值 / 带符号直流量）
负载100Ω ·
下载本工况接线与参数| RL / Ω | UL / V | IL / A | PL / W |
|---|
| 100 | 6 | 0.06 | 0.36 |
负载200Ω ·
下载本工况接线与参数| RL / Ω | UL / V | IL / A | PL / W |
|---|
| 200 | 8 | 0.04 | 0.32 |
负载500Ω ·
下载本工况接线与参数| RL / Ω | UL / V | IL / A | PL / W |
|---|
| 500 | 10 | 0.02 | 0.2 |
负载1000Ω ·
下载本工况接线与参数| RL / Ω | UL / V | IL / A | PL / W |
|---|
| 1000 | 10.90909 | 0.01090909 | 0.1190083 |
结果解释与核对方法
戴维南表示为12V串100Ω；诺顿表示为0.12A并100Ω。对每个RL计算UL=0.12/(1/100+1/RL)，与平台求解相同。当前只搭建电压源网络，诺顿侧为独立公式核对，尚无实体可接线恒流源。
应记录什么
记录R、U、I和两种公式预测值；本版诺顿表示由公式分析。
本地主题 06，不是已核实教材序号06 · 互易定理
在同一线性无源网络交换激励端口与短路测流端口，比较传输电流。
器材 / 模型：单直流源、R1/R2/R3构成的T形无源网络、直流电流表。
具体操作
- 先按工况1接线，记录AMdc电流。
- 断电后拆V1a-R1a与R2b-AMdcA，新增V1a-R2b与R1a-AMdcA，其他线保留。
- 电压仍12V，重新启动；检查电流表极性与前一工况一致。
实物位置接线图：逐根查看
运行结果（有效值 / 带符号直流量）
端口1激励 / 端口2测流 ·
下载本工况接线与参数| 电流表 / A | 中点电压 / V |
|---|
| 0.03272727 | 6.545455 |
端口2激励 / 端口1测流 ·
下载本工况接线与参数| 电流表 / A | 中点电压 / V |
|---|
| 0.03272727 | 3.272727 |
结果解释与核对方法
T形网络保持不变，交换的是电源与理想电流表的端口位置。理论传输电流=12/(100+200+100×200/300)=0.03272727A。本次两次测量一致；这是短路传输形式的互易验证。
应记录什么
记录两工况激励端口、响应端口、源电压及短路响应电流。
本地主题 07，不是已核实教材序号07 · 交流元件参数测量
由幅值与相位求阻抗和元件等效参数。
器材 / 模型：交流电源、R/L/C组件、交流电压与电流表。
具体操作
- 先读R4、L、C的电压与同一串联电流。
- 电压表原接电源两端；需要测单元件时先拆两根表线，再并到该元件a、b端。
- 依次测R4、L、C；电流表位置不动，下方支路结果给出复数参考值。
实物位置接线图：逐根查看
运行结果（有效值 / 带符号直流量）
50Hz参数测量 ·
下载本工况接线与参数| R4电压 / V | L电压 / V | C电压 / V | I / A | 电流相角 / ° |
|---|
| 7.898492 | 2.481397 | 25.14168 | 0.07898492 | 70.76564 |
结果解释与核对方法
电流以电源相位0°为参考。R4=UR/I；L=Im(UL/IL)/(2πf)；C=-1/[2πf·Im(UC/IC)]。线圈模型含0.1Ω损耗，不能直接将UL/I全部当成纯感抗。
应记录什么
记录f、U、I、相角、阻抗及推算L、C。
本地主题 08，不是已核实教材序号08 · 荧光灯与功率因数
观察感性负载并联电容补偿前后的功率因数。
器材 / 模型：灯管稳态电阻等效支路、镇流电感、并联电容、电压电流表。
具体操作
- 工况1不接电容，记录源总电流、P、Q、功率因数。
- 断电，把C改1μF，新增Ca-AMacB与Cb-N两根线。
- 启动记录；保留原电流表位置，避免只测灯支路而漏补偿电容电流。
实物位置接线图：逐根查看
运行结果（有效值 / 带符号直流量）
补偿前 ·
下载本工况接线与参数| 源总电流 / A | P / W | Q / var | 功率因数 |
|---|
| 0.0795387 | 1.898554 | 0.1987499 | 0.9945652 |
并联1μF补偿后 ·
下载本工况接线与参数| 源总电流 / A | P / W | Q / var | 功率因数 |
|---|
| 0.0791099 | 1.898554 | 0.01779413 | 0.9999561 |
结果解释与核对方法
灯管仅按300Ω线性电阻等效，镇流器为0.1Ω+100mH。1μF并联电容的无功为-ωCU²；它应接在总电流表之后。理想补偿不改变有功功率，减小源电流与无功。不能据此研究实灯点火。
应记录什么
记录补偿前后总电流、P、Q、功率因数。本模型不模拟启辉器和气体放电。
补偿电容接在总电流表之后，确保测到电源总电流。10μF默认值会过补偿；本次使用1μF。
本地主题 09，不是已核实教材序号09 · RLC串联谐振
扫频观察电流峰值与容感电压抵消。
器材 / 模型：可调频交流源、R/L/C、交流数字仪表。
具体操作
- 保持接线，依次设置结果表9个频点；每改一次频率都重新启动。
- 至少包含理论f0=159.154943Hz的工况，找最大电流。
- 如需实测UL、UC，分别将电压表并接对应元件；不能把总电压表当元件电压。
实物位置接线图：逐根查看
运行结果（有效值 / 带符号直流量）
f=80.0000Hz ·
下载本工况接线与参数| f / Hz | I / A | UL / V | UC / V |
|---|
| 80 | 0.1339024 | 6.73068 | 26.63903 |
f=100.0000Hz ·
下载本工况接线与参数| f / Hz | I / A | UL / V | UC / V |
|---|
| 100 | 0.1727641 | 10.8551 | 27.49626 |
f=130.0000Hz ·
下载本工况接线与参数| f / Hz | I / A | UL / V | UC / V |
|---|
| 130 | 0.222068 | 18.13884 | 27.1871 |
f=150.0000Hz ·
下载本工况接线与参数| f / Hz | I / A | UL / V | UC / V |
|---|
| 150 | 0.2380961 | 22.44004 | 25.26278 |
f=159.1549Hz ·
下载本工况接线与参数| f / Hz | I / A | UL / V | UC / V |
|---|
| 159.1549 | 0.2397602 | 23.97604 | 23.97602 |
f=170.0000Hz ·
下载本工况接线与参数| f / Hz | I / A | UL / V | UC / V |
|---|
| 170 | 0.2377044 | 25.3902 | 22.25402 |
f=190.0000Hz ·
下载本工况接线与参数| f / Hz | I / A | UL / V | UC / V |
|---|
| 190 | 0.2258888 | 26.96673 | 18.92174 |
f=220.0000Hz ·
下载本工况接线与参数| f / Hz | I / A | UL / V | UC / V |
|---|
| 220 | 0.2002707 | 27.68344 | 14.48822 |
f=250.0000Hz ·
下载本工况接线与参数| f / Hz | I / A | UL / V | UC / V |
|---|
| 250 | 0.1752859 | 27.53384 | 11.15904 |
结果解释与核对方法
理论谐振频率f0=1/(2π√LC)=159.154943Hz，串联总电阻100.1Ω。峰值电流24/100.1=0.23976024A。UL包含电感损耗压降，因此在谐振时其幅值与UC有微小差别。
应记录什么
记录f、U、I、UL、UC及谐振频率。
本地主题 10，不是已核实教材序号10 · 耦合线圈参数
比较同名端顺接与反接的等效电感。
器材 / 模型：两线圈、自定互感系数、串联负载、交流电压表。
具体操作
- 工况1设L1=L2=0.1H、k=0.5，记录电流。
- 工况2只改k=-0.5，接线不变；重新启动记录。
- 用顺反接电流与等效电感公式核对；同名端在模型中均为a端。
实物位置接线图：逐根查看
运行结果（有效值 / 带符号直流量）
反接k=-0.5 ·
下载本工况接线与参数| k | I / A | 等效L / H |
|---|
| -0.5 | 0.2285507 | 0.1 |
结果解释与核对方法
M=k√(L1L2)，顺接等效电感0.3H、反接0.1H；总线圈损耗0.2Ω。解析电流I=24/|100.2+jωLeq|。本模型以k正负改变耦合符号，不额外交换端子。
应记录什么
记录k、接法、U、I、等效L。
本地主题 11，不是已核实教材序号11 · 三相电压、电流与相序
测量线/相电压、相位差与星形负载电流。
器材 / 模型：三相电源、三相阻性负载、交流电压表。
具体操作
- 正相序、三相负载300Ω，读线电压和三个支路电流。
- 切换逆相序重新启动，幅值不变，相角顺序改变。
- 在逆相序下设B0=150、B1=300、B2=600Ω，重新启动；N线保留。
实物位置接线图：逐根查看
运行结果（有效值 / 带符号直流量）
正相序平衡 ·
下载本工况接线与参数| 线电压 / V | B0电流 / A | B1电流 / A | B2电流 / A | B1电流角 / ° |
|---|
| 41.56922 | 0.08 | 0.08 | 0.08 | -120 |
逆相序平衡 ·
下载本工况接线与参数| 线电压 / V | B0电流 / A | B1电流 / A | B2电流 / A | B1电流角 / ° |
|---|
| 41.56922 | 0.08 | 0.08 | 0.08 | 120 |
逆相序不平衡 ·
下载本工况接线与参数| 线电压 / V | B0电流 / A | B1电流 / A | B2电流 / A | B1电流角 / ° |
|---|
| 41.56922 | 0.16 | 0.08 | 0.04 | 120 |
结果解释与核对方法
源相电压24V有效值，线电压为√3×24=41.569219V。正相序相角为0°、-120°、+120°；反相序交换后两相。保持中性线连接，不平衡负载下相电压仍为24V。
应记录什么
记录线相电压、三相电流与相角；相序由源相角定义。
本地主题 12，不是已核实教材序号12 · 三相功率
比较各相有功功率之和与三相总功率。
器材 / 模型：三相电源、三相负载、自动支路功率计算。
具体操作
- 先用三相300Ω平衡负载，记录各相功率和总功率。
- 再改B0=150、B1=300、B2=600Ω，重新启动。
- 不平衡时直接求三相功率和，不套单一线电流的平衡功率公式。
实物位置接线图：逐根查看
运行结果（有效值 / 带符号直流量）
平衡负载 ·
下载本工况接线与参数| B0 P / W | B1 P / W | B2 P / W | 总P / W |
|---|
| 1.92 | 1.92 | 1.92 | 5.76 |
不平衡负载 ·
下载本工况接线与参数| B0 P / W | B1 P / W | B2 P / W | 总P / W |
|---|
| 3.84 | 1.92 | 0.96 | 6.72 |
结果解释与核对方法
平衡时每相300Ω，总P=3×24²/300=5.76W。不平衡时150/300/600Ω，总P=6.72W。自动功率读数来自负载支路求和，并非两瓦特表实物接法验证。
应记录什么
记录各相与总P、Q、S。本版功率表为自动计算，不模拟实体瓦特表接法。
本地主题 13，不是已核实教材序号13 · 机电暂态仿真
研究故障切除时间对功角摆动的影响。
器材 / 模型：经典同步发电机、无穷大母线、三相故障事件、数字记录器。
具体操作
- 无需接香蕉线：侧栏参数即数字系统模型。设置H=3.5、Pm=0.8、Pmax=1.8。
- 设fault=0.3、clear=0.45、end=5、dt=0.001，启动并导出波形。
- 改clear=0.55重复；再恢复0.45，把dt改0.0005做半步长核对。
数字模型连接图
机械功率 Pm → [发电机 H、D、δ、ω] → [传输上限 Pmax·sinδ] → 无穷大母线
故障事件：0.30s 变为5% → clear时刻恢复100%
记录器：δ(t)、f(t)；dt控制积分步长。
运行结果（有效值 / 带符号直流量）
0.45s切除 ·
下载本工况接线与参数| 切除 / s | 最大功角 / ° | 最高频率 / Hz | 末功角 / ° |
|---|
| 0.45 | 68.84182 | 50.84724 | 36.56362 |
0.55s切除 ·
下载本工况接线与参数| 切除 / s | 最大功角 / ° | 最高频率 / Hz | 末功角 / ° |
|---|
| 0.55 | 130.1795 | 51.59495 | 72.8506 |
半步长核对 ·
下载本工况接线与参数| 切除 / s | 最大功角 / ° | 最高频率 / Hz | 末功角 / ° |
|---|
| 0.45 | 68.84182 | 50.84724 | 36.56362 |
结果解释与核对方法
初始功角asin(0.8/1.8)=26.3878°。0.3s故障，传输功率上限降为5%，在指定切除时刻恢复。通过延迟切除观察摆动增大；有限5s曲线不能代替严格稳定性判定或临界切除时间搜索。
应记录什么
记录时间、功角δ、频率f、故障与切除时刻。
本地主题 14，不是已核实教材序号14 · 电磁暂态仿真
研究RLC合闸过程的电容电压与电感电流。
器材 / 模型：直流阶跃源、串联RLC、数值积分记录器。
具体操作
- 无需接香蕉线：独立RLC状态模型，不读取面板Rd/Ld/Cd端子。
- 设U=12、L=0.1H、C=10μF、end=0.05s、dt=0.00001s。
- 依次设R4=100、200、400Ω，启动并导出各组波形。
- 恢复R4=100Ω、dt=0.000005s，做收敛比较。
数字模型连接图
12V阶跃源 ── R ── L ── C ── 返回源负端
状态初值：uC(0)=0，iL(0)=0
记录器：uC(t)、iL(t)；R取参数R4，C单位μF。
运行结果（有效值 / 带符号直流量）
欠阻尼R=100Ω ·
下载本工况接线与参数| R / Ω | uC峰值 / V | iL峰值 / A | 末uC / V |
|---|
| 100 | 13.9564 | 0.06555514 | 12 |
临界阻尼R=200Ω ·
下载本工况接线与参数| R / Ω | uC峰值 / V | iL峰值 / A | 末uC / V |
|---|
| 200 | 12 | 0.04414553 | 12 |
过阻尼R=400Ω ·
下载本工况接线与参数| R / Ω | uC峰值 / V | iL峰值 / A | 末uC / V |
|---|
| 400 | 11.99998 | 0.02622727 | 11.99998 |
半步长核对 ·
下载本工况接线与参数| R / Ω | uC峰值 / V | iL峰值 / A | 末uC / V |
|---|
| 100 | 13.9564 | 0.06555514 | 12 |
结果解释与核对方法
初始电容电压、电感电流均为0，输入12V直流阶跃。临界阻尼Rcrit=2√(L/C)=200Ω；100/200/400Ω分别欠阻尼、临界、过阻尼。稳态uC=12V、iL趋于0；全时域解析解与RK4核对。
应记录什么
记录t、uC、iL、峰值、稳态电压与步长。