電工電子實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、/*實(shí)驗(yàn)要求一、實(shí)驗(yàn)課的重要性實(shí)驗(yàn)是研究自然科學(xué)的重要方法，是工程技術(shù)與科學(xué)研究中的重要組成部分。實(shí)驗(yàn)課是大學(xué)教育中的重要環(huán)節(jié)， 其質(zhì)量高低將直接影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，影響學(xué)生今后的工作和發(fā)展。通過電路實(shí)驗(yàn)課希望達(dá)到以下目的：1. 培養(yǎng)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)來觀察和研究基本電磁現(xiàn)象和規(guī)律的能力，豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)， 以鞏固和擴(kuò)展學(xué)到的知識(shí)。2. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)基本技能的訓(xùn)練。如正確使用常規(guī)的電工儀器儀表，了解基本的測(cè)試技術(shù) 和實(shí)驗(yàn)方法，制定實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)方法，并培養(yǎng)學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、誤差 分析、編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等初步能力。3. 培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、細(xì)致踏實(shí)的科學(xué)作風(fēng)，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。二

2、、實(shí)驗(yàn)課要求1. 做好實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備工作(1) 明確實(shí)驗(yàn)的目的、任務(wù)、方法和步驟，完成必要的計(jì)算。(2) 研究或擬定實(shí)驗(yàn)線路，清楚各元件、儀表、設(shè)備的作用，應(yīng)有的量程。如果未給 出線路圖，請(qǐng)自行設(shè)計(jì)，并列出所用設(shè)備及規(guī)格。(3) 知道觀察什么現(xiàn)象，測(cè)哪些數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)好相應(yīng)的記錄表格，初估實(shí)驗(yàn)結(jié)果，曲線 變化趨勢(shì)。(4) 初步了解有關(guān)儀器設(shè)備的使用方法，明確注意事項(xiàng)。(5) 寫好預(yù)習(xí)報(bào)告，包括實(shí)驗(yàn)名稱、目的、任務(wù)、步驟、線路、記錄表格等。2. 實(shí)驗(yàn)操作過程(1) 接線前應(yīng)核對(duì)并了解本組儀器的類型、規(guī)格及使用方法，合理選用儀表及量程。(2) 實(shí)驗(yàn)中要用的儀器、儀表、實(shí)驗(yàn)板等應(yīng)根據(jù)連線清晰、調(diào)節(jié)順手

3、、讀數(shù)方便的原 則合理布局。(3) 正確連接線路，接線可按先串聯(lián)后并聯(lián)的原則，接線時(shí)應(yīng)將所有電源斷開，并調(diào)節(jié)設(shè)備于安全位置 (調(diào)壓器及直流電源等可調(diào)至設(shè)備的起始位置。若無數(shù)字表明，一般反時(shí)針旋到底)。接線時(shí)應(yīng)防止短路，導(dǎo)線間盡量少交叉。接好線路經(jīng)教師檢查后方可接通電 源。(4) 觀察并讀取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)記錄應(yīng)包括物理量名稱、單位、數(shù)值及實(shí)驗(yàn)條件。(5) 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先拉斷電源，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求核對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)教師審核后再拆線 并作好整理工作。3.編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告(1) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對(duì)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)。主要內(nèi)容應(yīng)包括：目的、任務(wù)、線路圖、設(shè)備、數(shù)據(jù) 整理和計(jì)算結(jié)果、曲線和圖表、分析、討論和結(jié)論。(2) 報(bào)告要求文

4、理通順，簡(jiǎn)明扼要，字跡清楚。(3) 數(shù)據(jù)整理和計(jì)算結(jié)果，盡量以表格列出，物理量要寫出單位，表格后面要有計(jì)算 公式和計(jì)算過程。(4) 曲線用坐標(biāo)紙畫，先選好坐標(biāo)，標(biāo)上物理量及單位，曲線要求光滑，線條粗細(xì)均 勻，寫上曲線名稱。(5) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出結(jié)論。分析、討論的內(nèi)容可以包括實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、誤差原因 的分析、實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題、實(shí)驗(yàn)的收獲、心得體會(huì)、對(duì)實(shí)驗(yàn)的建議等，并回答思考題。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排: 實(shí)驗(yàn)一、基本電工儀表的使用 實(shí)驗(yàn)二、線性電路疊加性和齊次性的研究實(shí)驗(yàn)三、戴維寧等效電路參數(shù)的研究實(shí)驗(yàn)四、交流電路元件參數(shù)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)五、單相交流電路研究實(shí)驗(yàn)六、三相交流電路研究實(shí)驗(yàn)七、三相功率測(cè)量實(shí)驗(yàn)八、考

5、試后面為電子部分實(shí)驗(yàn)請(qǐng)與實(shí)驗(yàn)老師聯(lián)系相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)一、基本電工儀表的使用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉電阻元件的識(shí)、讀、測(cè)；2. 掌握萬(wàn)用表、直流電表及穩(wěn)壓電源的使用。3. 掌握電壓、電流的測(cè)量及故障分析。二、實(shí)驗(yàn)原理 在電路中，當(dāng)給定的電源電壓高于負(fù)載的額定電壓時(shí),需要采用分壓電路降壓來滿足負(fù)載的要求，如圖1.1所示。R1、R2構(gòu)成分壓電路，其中 R2為可調(diào)電阻，用于改變輸出電壓, R1為保護(hù)電阻，防止當(dāng)調(diào)至最下端時(shí)電源電壓全部加到負(fù)載兩端。直流電流表、直流電壓表、穩(wěn)壓電源標(biāo)稱值200300500測(cè)量值色環(huán)法1.1給定電阻阻值，并用色環(huán)法直接讀取其阻值和誤差。表1.1三、儀器設(shè)備1. 數(shù)字萬(wàn)用表、

6、2. 實(shí)驗(yàn)掛件四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 電阻的測(cè)量 用萬(wàn)用表測(cè)量表2.直流電壓、電流的測(cè)量若Ri斷開，則 若Ri短路，則 若R2斷開，則 若R2短路，則按圖1.1接線。取Us = 10V , Ri = 500 Q, R2 = 2k Q, Rl = 2k Q,測(cè)量各電流和電壓值, 數(shù)據(jù)填入表1.2中。被測(cè)電量計(jì)算結(jié)果測(cè)量結(jié)果%誤差UR1/VUl/Vl1/mAl2/mAiL/mA表1.23.故障分析（按實(shí)測(cè)分析）3.觀察電路的變化（增加、減小或不變）。若Ri改變?yōu)?若Ri改變?yōu)槿鬜2改變?yōu)?若R2改變?yōu)槿鬜l改變?yōu)?00 Q,800 Q, 1k Q,3k Q,500 Q,Ul將會(huì)Ul將會(huì)Ul將會(huì)Ul將會(huì)U

7、l將會(huì)五、預(yù)習(xí)內(nèi)容1中計(jì)算要求。閱讀各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瓿杀砹?、?bào)告要求2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果，說明電路發(fā)生短路或斷開時(shí)會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生何種影響？闡述用歐姆表檢查電路連線的方法。思考題：1. 正在通電運(yùn)行的某電阻 R能否用萬(wàn)用表Q擋直接測(cè)得 R的阻值？為什么？2. 為什么電流表不能與電路并聯(lián)？為什么電壓表不能與電路串聯(lián)？相反情況會(huì)產(chǎn)生什 么后果？電阻器基礎(chǔ)知識(shí)與檢測(cè)方法電阻器是電路元件中應(yīng)用最廣泛的一種，在電子設(shè)備中約占元件總數(shù)的30%以上，其質(zhì)量的好壞對(duì)電路工作的穩(wěn)定性有極大影響。它的主要用途是穩(wěn)定和調(diào)節(jié)電路中的電流和電壓，其次還作為分流器分壓器和負(fù)載使用。一、分類電阻器種類繁多，按材

8、料可分為碳膜電阻、金屬膜電阻、和繞線電阻等。按結(jié)構(gòu)分可以 分為固定電阻器、可變電阻器和敏感電阻器。尹_碳膜電阻金屬膜電阻繞線電阻r *可變電阻器電阻器的阻值和誤差通常一些但體積很小得電阻器，其電阻器的阻值和誤差， 一般用數(shù)字標(biāo)印在電阻器上, 阻值和誤差常用色環(huán)來表示。1、直標(biāo)法2、色標(biāo)法 色標(biāo)法是指用不同 顏色表示元件不同參數(shù)的方法。道（精密電阻）色環(huán)。其中，第一道色環(huán)、第二道色環(huán)、及精密電阻的第三道色環(huán)都表示其相應(yīng)位數(shù)的數(shù)字。其后的一道色環(huán)則表示前面數(shù)字再乘以10的n次幕，最后一道色環(huán)表示阻值的允許誤差。各種顏色所代表的意義見表在靠近電阻器的一端畫有四道或五色另y第一色環(huán)i=r f .第二色

9、環(huán) 第二位數(shù)字第三色環(huán) 應(yīng)乘的數(shù)第四色環(huán) 誤差最大位數(shù)字棕1110紅22100橙331000黃4410000綠55100000藍(lán)661000000紫7710000000± 0.1%灰88100000000白991000000000黑001金0.1±5%銀0.01±10%無色±20%4。（允許誤差）紅色（倍率）黑色（第三位數(shù)）（第二位數(shù)）（第一位數(shù)）棕色（允許誤差）電阻阻值為27000Q± 5%紫色（第二位數(shù)）紅色（第一位數(shù)）電阻阻值為27000Q± 1%三、額定功率額定功率是指長(zhǎng)時(shí)間工作允許的最大功率。10W。通常有 1/8W、1/4

10、W、1/2W、1W、2W、5W、.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)線性電路疊加性和齊次性的研究1 .驗(yàn)證疊加原理；2.了解疊加原理的應(yīng)用場(chǎng)合；3理解線性電路的疊加性和齊次性。二原理說明疊加原理指出：在有幾個(gè)電源共同作用下的線性電路中，通過每一個(gè)元件的電流或其兩 端的電壓，可以看成是由每一個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。 具體方法是：一個(gè)電源單獨(dú)作用時(shí)，其它的電源必須去掉（電壓源短路，電流源開路）；在求電流或電壓的代數(shù)和時(shí)，當(dāng)電源單獨(dú)作用時(shí)電流或電壓的參考方向與共同作用時(shí)的參考方向 一致時(shí)，符號(hào)取正，否則取負(fù)。在圖2.1 中:th圖2.1U U疊加原理反映了線性電路的疊加性，線性電路的齊次性是

11、指當(dāng)激勵(lì)信號(hào)（如電源作用）增加或減小K倍時(shí)，電路的響應(yīng)（即在電路其它各電阻元件上所產(chǎn)生的電流和電壓值）也將增加或減小K倍。疊加性和齊次性都只適用于求解線性電路中的電流、電壓。對(duì)于非線性電路，疊加性和齊次性都不適用。三. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. 直流數(shù)字電壓表、直流數(shù)字電流表2. 恒壓源（雙路 030V可調(diào)）3. NEE 11下組件或 EEL 53組件或 MEE 06四. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)電路如圖 2.2所示，圖中：R1 R3 R4 510 , R2 電源US1= + 12V, US2=+6V （以直流數(shù)字電壓表讀數(shù)為準(zhǔn)），開關(guān)Ii Ii Ii12131313 U1k ，民 330 ，圖中的R3側(cè)。S3投向2

12、.1 中。2. US2電源單獨(dú)作用（將開關(guān) S投向短路側(cè)，開關(guān) 電路圖，標(biāo)明各電流、電壓的參考方向。重復(fù)步驟1的測(cè)量并將數(shù)據(jù)記錄記入表格2.1中。3. Usi和Us2共同作用時(shí)（開關(guān) Si和S2分別投向 方向見圖2.2。完成上述電流、電壓的測(cè)量并將數(shù)據(jù)記錄記入表格US1和US2側(cè)），各電流、2. 1 中。電壓的參考4.將US2的數(shù)值調(diào)至+ 12V，重復(fù)第2步的測(cè)量，5將開關(guān)S3投向二極管 VD側(cè)，即電阻R3換成一只二極管1N4007,重復(fù)步驟14的 測(cè)量過程，并將數(shù)據(jù)記入表并將數(shù)據(jù)記錄在表2.1中。22中。1 .1電源單獨(dú)作用（將開關(guān) S投向1側(cè)，開關(guān)S2投向短路側(cè)），參考圖2.1（b）, 畫

13、出電路圖，標(biāo)明各電流、電壓的參考方向。用直流數(shù)字毫安表接電流插頭測(cè)量各支路電流：將電流插頭的紅接線端插入數(shù)字電流表的紅（正）接線端，電流插頭的黑接線端插入數(shù)字電流表的黑（負(fù)）接線端，測(cè)量各支路電 流，按規(guī)定：在結(jié)點(diǎn) A,電流表讀數(shù)為 + '，表示電流流入結(jié)點(diǎn)，讀數(shù)為，表示電流 流出結(jié)點(diǎn)，然后根據(jù)電路中的電流參考方向，確定各支路電流的正、 負(fù)號(hào)，并將數(shù)據(jù)記入表2.1 中。、測(cè)量項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、(V)(V)|1(mA)I 2(mA)I 3(mA)Ub(V)UCd(V)UD(V)U)E(V)UFa(V)“1單獨(dú)作用120“2單獨(dú)作用06UK出共同作用126Ub單獨(dú)作用012S2投向LS2側(cè)）

14、，參考圖2.1（c），畫出用直流數(shù)字電壓表測(cè)量各電阻元件兩端電壓：電壓表的紅（正）接線端應(yīng)插入被測(cè)電阻 元件電壓參考方向的正端，電壓表的黑（負(fù)）接線端插入電阻元件的另一端（電阻元件電壓 參考方向與電流參考方向一致），測(cè)量各電阻元件兩端電壓，數(shù)據(jù)記入表表2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一量項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容LS1(V)LS2(V)I 1(mA)I2(mA)I3(mA)UB(V)Ud(V)LAd(V)LDe(V)LFa(V)LS1單獨(dú)作用120LS2單獨(dú)作用06LS1,LS2共同作用126LS2單獨(dú)作用012表22實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)二6.將圖2.2中U1換成電流源Is1，取值Is1=10mA LL不變，驗(yàn)證疊加原理。將數(shù)據(jù)記錄入

15、表2.3中。量a目 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容I S1(mA)LS2(V)I1(mA)I 2(mA)I 3(mA)LIs(V)LAb(V)LCd(V)lad(V)LDe(V)LFa(V)I S1單獨(dú)作用100LS2單獨(dú)作用06Is1, LS2共同作用106表2.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)三五.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 用電流插頭測(cè)量各支路電流時(shí)，應(yīng)注意儀表的極性，及數(shù)據(jù)表格中“ +、一”號(hào)的 記錄；2. 注意儀表量程的及時(shí)更換；S1或S2操作，而不3. 電壓源單獨(dú)作用時(shí)，去掉另一個(gè)電源，只能在實(shí)驗(yàn)板上用開關(guān) 能直接將電壓源短路。六.預(yù)習(xí)與思考題USi1. 疊加原理中USi, LS2分別單獨(dú)作用，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何操作？可否將要去掉的電源（

16、 或LS2）直接短接？2. 實(shí)驗(yàn)電路中，若有一個(gè)電阻元件改為二極管，試問疊加性與齊次性還成立嗎？為什 么？七. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1. 根據(jù)表2.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一，通過求各支路電流和各電阻元件兩端電壓，驗(yàn)證線性電路 的疊加性與齊次性；2. 各電阻元件所消耗的功率能否用疊加原理計(jì)算得出？試用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算、說明；3. 根據(jù)表2.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一，當(dāng)LS1= LS2= 12V時(shí)，用疊加原理計(jì)算各支路電流和各電阻 元件兩端電壓；4 .根據(jù)表2.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)二，說明疊加性與齊次性是否適用該實(shí)驗(yàn)電路；實(shí)驗(yàn)三 戴維寧等效電路參數(shù)的研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.2.3.進(jìn)一步熟悉萬(wàn)用表及直流儀表設(shè)備的使用方法。 學(xué)習(xí)線性有源線性二端網(wǎng)

17、絡(luò)等效電路參數(shù)的測(cè)量方法。 用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證戴維寧定理及最大功率傳輸條件。二、實(shí)驗(yàn)原理1. 外特性及其測(cè)量方法含源一端口網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)輸出端上的電壓和電流關(guān)系U = f ( I)稱為輸出特性或外特性。它可通過在網(wǎng)絡(luò)輸出端接一個(gè)可變電阻Rl作負(fù)載，Rl取不同數(shù)值時(shí)測(cè)出兩端電壓和電流而得到，如圖3.1所示。對(duì)線性一端口網(wǎng)絡(luò)，此特性為一直線，如圖3.2所示。RL圖3.1含源網(wǎng)絡(luò)外特性的測(cè)量電路1(0* /sc)_亠_乂6志)(%旨口圖3.2線性含源網(wǎng)絡(luò)的外特性Ro,可以用以下方法測(cè)定。用萬(wàn)用表 擋直接測(cè)出網(wǎng)絡(luò)除源后(恒壓源短路，恒流源開路)的等效電阻。 短路電流法。測(cè)網(wǎng)絡(luò)端口處的開路電壓Uoc及短路電流I

18、sc，則RoUocIsc電壓法。測(cè)出已知負(fù)載電阻Rl兩端的電壓Ul,則4一個(gè)內(nèi)阻為 Rs的電源給負(fù)載Ro=(UU： 1)RlRl供電，其負(fù)載功率為Us2Us 2I Rl (RTL "l為求得Rl從電源獲得最大功率的所需條件，可令dPdRL0，由此解得Rl = Rs,即負(fù)載Rl對(duì)應(yīng)于A點(diǎn)，I = 0 , U = Uoc (此電壓稱為開路電壓)，相當(dāng)于Rl。對(duì)應(yīng)于B點(diǎn)，U = 0, I = Isc (此電流稱為短路電流)，相當(dāng)于Rl= 0。2對(duì)于線性含源一端口網(wǎng)絡(luò)，可以用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，而網(wǎng)絡(luò)除源后的 等效電阻(1)(2)從電源獲得最大功率的條件是Rl = Rs,其最大功率P

19、max訓(xùn)U：RlRs4Rs三、儀器設(shè)備數(shù)字萬(wàn)用表、電工電子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、電工原理（一）實(shí)驗(yàn)箱四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.測(cè)定線性一端口網(wǎng)絡(luò)的外特性按圖3.3接線。改變電阻Rl值，測(cè)量對(duì)應(yīng)的電流和電壓值，數(shù)據(jù)填入表 量結(jié)果，求出對(duì)應(yīng)于戴維寧等效參數(shù)U= f (I)。Uoc、|sc。R2 I、元件（一）實(shí)驗(yàn)箱3.1中。根據(jù)測(cè)I +RlO圖3.3線性一端口網(wǎng)絡(luò)表3.1電阻Rl (Q)0100200300500700800ooI(mA)U(V)2.利用實(shí)驗(yàn)原理3中介紹的方法求 Ro,數(shù)據(jù)記錄于表 3.2中。表3.2方法123平均值Rs (Q)3. 驗(yàn)證戴維寧定理用上述內(nèi)容測(cè)得的等效參數(shù)畫出戴維寧等效電路，并測(cè)其

20、外輸出特性，表格自擬。*4.功率隨負(fù)載電阻變化的曲線測(cè)量（選做）現(xiàn)將有源線性二端網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載Rl取值調(diào)節(jié)為內(nèi)阻 Ro的計(jì)算值，測(cè)出負(fù)載電流 i（mA）值。再將負(fù)載Rl分別調(diào)大和調(diào)小，同時(shí)記錄負(fù)載Rl的電阻值和其電流值，并計(jì)算其對(duì)應(yīng)功率。數(shù)據(jù)表格自擬。五、預(yù)習(xí)內(nèi)容1. 仔細(xì)閱讀儀器設(shè)備及萬(wàn)用表的使用說明。2. 閱讀各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，理解有關(guān)原理，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。六、?bào)告要求1. 畫出戴維寧等效電路的電路圖及等效電路的所測(cè)表格。2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1和內(nèi)容3測(cè)量結(jié)果，在同一坐標(biāo)上做出它們的外特性曲線，并做分 析比較。3. 計(jì)算Ro實(shí)際測(cè)量值與計(jì)算值的誤差。4. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4的測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算并繪制功率隨R

21、l變化的曲線，即 P= f （ Rl ）,驗(yàn)證最大功率的傳輸條件。5. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)四 交流電路元件參數(shù)的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.2.3.4.學(xué)會(huì)使用交流數(shù)字儀表（電壓表、電流表、功率表）和自耦調(diào)壓器； 學(xué)習(xí)用交流數(shù)字儀表測(cè)量交流電路的電壓、電流、功率及功率； 學(xué)會(huì)用交流數(shù)字儀表測(cè)定交流電路參數(shù)的方法； 加深對(duì)阻抗、阻抗角及相位差等概念的理解。二、原理與說明正弦交流電路中各個(gè)元件的參數(shù)值，可以用交流電壓表、 交流電流表及功率表， 分別測(cè)量出元件兩端的電壓 U，流過該元件的電流I和它所消耗的功率 P,然后通過計(jì)算得到所求 的各值，這種方法稱為三表法，是用來測(cè)量50HZ交流電路參數(shù)的基

22、本方法。計(jì)算的基本公式為：電阻元件的電阻:電感元件的感抗XlUlXl電容元件的容抗Xc串聯(lián)電路復(fù)阻抗的模I ，電感I ，電容|Z|I，阻抗角其中：等效電阻R£，等效電抗XfXcXarctg RVZ2 2R2。電感線圈用鎮(zhèn)流器，由于鎮(zhèn)流器線圈的金電容器一般可認(rèn)為是本次實(shí)驗(yàn)電阻元件用白熾燈（非線性電阻）屬導(dǎo)線具有一定電阻， 因而，鎮(zhèn)流器可以由電感和電阻相串聯(lián)來表示。 理想的電容元件。在R、L、C串聯(lián)電路中，各元件電壓之間存在相位差，電源電壓應(yīng)等于各元件電壓的 相量和，而不能用它們的有效值直接相加。電路功率用功率表測(cè)量，功率表（又稱為瓦特表）是一種電動(dòng)式儀表，其中電流線圈與 負(fù)載串聯(lián)，（具

23、有兩個(gè)電流線圈，可串聯(lián)或并聯(lián)，以便得到兩個(gè)電流量程），而電壓線圈與電源并聯(lián)，電流線圈和電壓線圈的同名端（標(biāo)有*號(hào)端）必須連在一起，如圖 4.1所示。本實(shí)驗(yàn)使用數(shù)字式功率表，連接方法與電動(dòng)式功率表相同。* SA心$* 500Vfl圖4.1三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1電工實(shí)驗(yàn)裝置2. 實(shí)驗(yàn)箱四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所示，功率表的連接方法見圖 4.1，交流電源經(jīng)自耦調(diào)壓器調(diào)壓后向Z換為鎮(zhèn)流器，由實(shí)驗(yàn)電路如圖4.2負(fù)載Z供電。1測(cè)量鎮(zhèn)流器的參數(shù) 將圖4.2電路中的于鎮(zhèn)流器在不同的工作電流下功率損耗是不同的，在這里按40W日光燈鎮(zhèn)流器工作在額定4.2 中。狀態(tài)下電壓為160V為基準(zhǔn)，進(jìn)行測(cè)量?，F(xiàn)將電壓 U分別調(diào)到160V，測(cè)量電

24、流、功率、功 率因數(shù)，將數(shù)據(jù)記入表 4.1中。表4.1U/V測(cè)量值計(jì)算值I/mAP/Wcos 0cos 0R/ QL/mH160U/V測(cè)量值計(jì)算值I/mAP/Wcos 0R/ Q2202測(cè)量白熾燈的電阻圖4.2電路中的Z為一個(gè)220V/25W的白熾燈，用自耦調(diào)壓器調(diào)壓，使U為220V，（用電壓表測(cè)量），并測(cè)量電流、功率、功率因數(shù)，將數(shù)據(jù)記入表表4.23. 測(cè)量電容器的容抗4.3 中。將圖4.2電路中的Z換為4.7獷/630V的電容器（改接電路時(shí)必須斷開交流電源），將電壓U調(diào)到220V，測(cè)量電流、功率、功率因數(shù)，將數(shù)據(jù)記入表將電容器換為2.2UF/630V，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。表4.3U/V測(cè)量值（4

25、.7忻/630V ）測(cè)量值(2.2 F/630V )計(jì)算值I/mAP/Wcos 0I/mAP/Wcos 0X C4.7C4.7X C2.2C2.22204.將圖4.2電路中的Z換為一個(gè)220V/25W的白熾燈和4.7 F/630V的電容器的并聯(lián)（改接 電路時(shí)必須斷開交流電源），將電壓 U調(diào)到220V，測(cè)量電壓、電流、功率和功率因數(shù)，將 數(shù)據(jù)記入表4.4中。表4.4U/V測(cè)量值（總）測(cè)量值（4.7獷/630V）測(cè)量值（白熾燈）計(jì)算值I/mAP/Wcos 0I/mAP/Wcos 0I/mAP/Wcos 0Zcos0220五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 通常，功率表不單獨(dú)使用，要有電壓表和電流表監(jiān)測(cè)，使電壓表

26、和電流表的讀數(shù)不超過 功率表電壓和電流的量限；2. 注意功率表的正確接線，上電前必須經(jīng)指導(dǎo)教師檢查；3. 自耦調(diào)壓器在接通電源前，應(yīng)將其手柄置在零位上，調(diào)節(jié)時(shí)，使其輸出電壓從零開始逐 漸升高。每次改接實(shí)驗(yàn)負(fù)載或?qū)嶒?yàn)完畢，都必須先將其旋柄慢慢調(diào)回零位，再斷電源。必須 嚴(yán)格遵守這一安全操作規(guī)程。六、預(yù)習(xí)與思考題P、I和u，如何計(jì)算得它的電阻值及電感1. 在50Hz的交流電路中，測(cè)得一只鐵心線圈的 量？2. 了解功率表的連接方法3. 了解自耦調(diào)壓器的操作方法。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)1 .2.3.4.1的數(shù)據(jù), 2的數(shù)據(jù), 3的數(shù)據(jù), 4的數(shù)據(jù),R和電感L）;計(jì)算鎮(zhèn)流器的參數(shù)

27、（電阻計(jì)算白熾燈在額定電壓下的電阻值；計(jì)算電容器的容抗及電容值；計(jì)算相應(yīng)電路的等效參數(shù)，畫出電壓和電流的相量圖，說明各個(gè)電壓之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)五 單相交流電路的研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.2.3.學(xué)習(xí)交流儀表及功率表的使用方法。掌握日光燈電路的接線方法以及功率的測(cè)量方法。驗(yàn)證單相正弦交流電路總電壓、電流與各元件電壓、電流的相量關(guān)系。 掌握感性負(fù)載并聯(lián)電容提高功率因數(shù)的原理。4.二、實(shí)驗(yàn)原理1.當(dāng)正弦電流通過電阻、電感和電容串聯(lián)電路時(shí)，電路兩端電壓相量等于各元件電壓的相量之和，即U Ur UL Uc ；當(dāng)正弦電壓加于電阻、電感和電容并聯(lián)電路時(shí)，總電流相量等于各元件中電流的相量之和，即Ir Il鎮(zhèn)流器LKi

28、 , K2,Q.K|K,及啟動(dòng)器S組成。日光燈為預(yù)熱式陰 管內(nèi)充有稀薄氬氣和少量水銀，管內(nèi) 啟動(dòng)器由氖氣泡、 電容器和外殼構(gòu)2. 圖5.1為日光燈電路，它由燈管 極低氣壓汞氣放電燈，燈管兩端有預(yù)熱燈絲 壁涂有一層熒光物質(zhì)。 鎮(zhèn)流器是一個(gè)有鐵芯的電感線圈。 成，氖氣泡內(nèi)裝有二個(gè)電極，一個(gè)為固定電極，另一個(gè)是由熱膨脹系數(shù)不同的雙金屬片構(gòu)成、并隨泡內(nèi)溫度變換發(fā)生形變移位的可動(dòng)電極。圖5.2日光燈等效電路模型兩極間發(fā)生輝光放電，雙金屬片受熱圖5.1實(shí)驗(yàn)原理圖當(dāng)電源接通后，啟動(dòng)器兩極間的電壓為電源電壓。形變，與固定電極接觸，形成電流通路。這時(shí)燈管燈絲被加熱而發(fā)射電子。啟動(dòng)器兩極接通 后，輝光放電即刻停止

29、， 等金屬片冷卻后，兩極分開，所形成的電流通路被切斷。 在此瞬間, 鎮(zhèn)流器產(chǎn)主很高的反向電動(dòng)勢(shì)，加于燈管兩端，迫使燈絲旁的電子在兩極間運(yùn)動(dòng)，形成電流。由于電子碰撞水銀分子，使其電離發(fā)出紫外線，紫外線又激發(fā)內(nèi)壁上的熒光物質(zhì)而發(fā)出可見 光。日光燈工作時(shí)，其兩極間的電壓較低， 且只需一定的電流. 鎮(zhèn)流器在啟動(dòng)后起降壓限流 作用。日光燈工作時(shí)，燈管相當(dāng)于一個(gè)電阻Rl,鎮(zhèn)流器可等效為一個(gè)小電阻 r和電感L的串聯(lián)，啟動(dòng)器斷開，整個(gè)電路可等效為一R、L串聯(lián)電路，其電路模型如圖 5.2所示。三、儀器設(shè)備1電工電子實(shí)驗(yàn)臺(tái)2. MASRECH MY-60 型萬(wàn)用表3. 日光燈、電度表實(shí)驗(yàn)箱四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.

30、日光燈電路連接及參數(shù)測(cè)量(1) 按圖5.3接線(不接電容)。合上電源閘刀。（2）通過調(diào)節(jié)調(diào)壓器同軸旋鈕，觀察并測(cè)量未加電容補(bǔ)償時(shí)日光燈點(diǎn)亮所需的電源電壓。（3）將調(diào)壓器同軸旋鈕調(diào)至日光燈額定工作電壓220V，觀察日光燈點(diǎn)燃過程，并按表五、預(yù)習(xí)內(nèi)容1.2.3.5.1的內(nèi)容測(cè)量電路的電參數(shù)。表5.1U( V)測(cè)量值計(jì)算值U 鎮(zhèn)（V）U 燈（V）Il (A)P (W)coscosR (Q)L (H)220 V（3）將并聯(lián)電容由零逐漸增大，測(cè)出相應(yīng)的值，記入表5.2 中。表5.2測(cè)量值計(jì)算值C ( F)U (V)I (A)IC (A)IL ( A )p 總(W)coscos0.6812.23.23.8

31、84.76.8了解功率表測(cè)量功率的原理，學(xué)習(xí)功率表測(cè)量電路功率時(shí)的接線方法。 復(fù)習(xí)教材相關(guān)內(nèi)容，掌握感性負(fù)載并聯(lián)電容提高功率因數(shù)的原理。閱讀各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，理解有關(guān)原理，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹８鶕?jù)實(shí)驗(yàn)講義完成預(yù)習(xí)報(bào)告撰寫，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、儀器、步驟等，并繪制單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄表格。六、報(bào)告要求1. 畫出實(shí)驗(yàn)記錄表格，寫出簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)過程與步驟。2. 記錄點(diǎn)亮日光燈所需的電源電壓，并完成在額定電壓下，電容變化時(shí)電路的相關(guān)參數(shù)的表格記錄。完成表 5.1、表5.2中的各計(jì)算值項(xiàng)計(jì)算。2.在同一坐標(biāo)紙上繪制 I = fi (C)及cos = f (C)的曲線圖，并進(jìn)行分析。3日光燈支路的功率因數(shù)是多少？并

32、聯(lián)電容后，對(duì)其有無影響？ 思考題1 在交流電路中，基爾霍夫的兩大定律的含義是什么？在形式上與直流電路有何差異? 2日光燈電路中啟輝器的作用是什么？若實(shí)驗(yàn)時(shí)無啟輝器，你能否點(diǎn)燃日光燈？試簡(jiǎn)要說明。3為什么可用并聯(lián)電容的方法提高功率因數(shù)？串聯(lián)電容行不行？試分析之。4在實(shí)驗(yàn)中，并入電容之后，燈管中流過的電流和消耗的功率變不變？總功率因數(shù)變 不變？為什么？注意事項(xiàng)：1. 更改電路接線時(shí)，必須首先關(guān)閉電源。2 在測(cè)量電流時(shí)注意合理選擇電流表量程。3對(duì)于強(qiáng)電實(shí)驗(yàn)決不允許帶電接、拆線。發(fā)生異?，F(xiàn)象，立即斷開電源開關(guān)。實(shí)驗(yàn)六三相電路的研究1.2.3.關(guān)系。4.一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆?、理解三相四線制電源的構(gòu)成和使用方

33、法。掌握三相負(fù)載星形、三角形連接方法。了解不對(duì)稱負(fù)載星形連接時(shí)中線的作用。觀察不對(duì)稱負(fù)載三角形連接時(shí)的工作情況。驗(yàn)證三相負(fù)載星形連接時(shí)線電壓和相電壓的關(guān)系，三角形連接時(shí)線電流和相電流的5.二、實(shí)驗(yàn)原理1. 負(fù)載星形連接（如圖 6.1所示）:Il=|p當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)：Ul J3Up當(dāng)負(fù)載不對(duì)稱時(shí):（1）有中線：uL J3Up（2）無中線：各相電壓有的過高，有的過低，在實(shí)驗(yàn)中注意觀察。2. 負(fù)載三角形連接（如圖 6.2所示）：Ul= Up當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)：Il J3lp當(dāng)負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，各相電流不對(duì)稱。3. 三相負(fù)載接線原則負(fù)載星形連接時(shí)，加在每相負(fù)載上的電壓應(yīng)Up Ul/J3 ；負(fù)載三角形連接時(shí)，加在每

34、相負(fù)載上的電壓為Ul。電工電子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、交流電流表、交流電壓表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1測(cè)量電源電壓本實(shí)驗(yàn)采用三相四線制交流電源。分別測(cè)量其線電壓Ubo、Uco, 并記錄于表6.1中。實(shí)驗(yàn)箱CO,圖6.2fZJCJCu AB、UbC、UcA 和相電壓 UaO、表6.1Uao (V)Ubo (V)Uco (V)Uab (V)UBC (V)UCA (V)表6.2測(cè)量項(xiàng)目工作狀態(tài)線電壓/V相電壓/V電流/AUoo'/vUABUBCUCAUAO'UBO'UCO'IAIB|Cloo'有中線無中線有中線無中線2.測(cè)量負(fù)載星形連接各種情況下的電壓、電流按圖6.1接線。根據(jù)以

35、下4種情況分別測(cè)量各線電壓、各相電壓、各相電流、中線電壓 Uoo'、中線電流loo'記錄于表6.2中。星形連接對(duì)稱有中線：每相開（1）（2）（3）（4） 有何規(guī)律。3盞燈。星形連接對(duì)稱無中線：除去中線，每相開 星形連接不對(duì)稱有中線：各相燈數(shù)分別為 星形連接不對(duì)稱無中線：各相燈數(shù)分別為3盞燈。1、2、3盞。觀察燈泡亮度有無變化。1、2、3盞，觀察燈泡亮度有無變化,3.測(cè)量負(fù)載三角形連接各種情況下的電壓、電流 按圖6.2接線。根據(jù)以下3種情況分別測(cè)量各電壓、各線電流、各相電流。記錄于表6.3 中。三角形連接對(duì)稱負(fù)載：每相開1盞燈。三角形連接不對(duì)稱負(fù)載：各相燈數(shù)分別為 三角形連接不對(duì)

36、稱負(fù)載：其中一相斷開，其余兩相各開1、2、3 盞。1盞燈。表6.3負(fù)載情況電壓/V線電流/A相電流/A亮度比較A-BB-CC-AUABUBCUCA|AIB|C|AB|BC|CA111123011*4 .測(cè)量負(fù)載星形連接各種情況下的電壓、電流（選作）按圖6.1接線。根據(jù)以下2種情況分別測(cè)量各線電壓、各相電壓、Uoo'、中線電流loo'記錄于表6.4中。（1）星形連接不對(duì)稱有中線：斷開其中一相，其余兩相各開各相電流、中線電壓3盞燈。3盞燈。（2）星形連接不對(duì)稱無中線：斷開其中一相，其余兩相各開表6.4測(cè)量項(xiàng)目工作狀態(tài)線電壓/V相電壓/V電流/AUoo'/vUABUBCUCA

37、UAO'UBO'UCO'IAIBICIO有中線無中線*5.測(cè)量負(fù)載三角形連接各種情況下的電壓、電流（選作）按圖6.2接線。根據(jù)以下2種情況分別測(cè)量各電壓、各線電流、各相電流。記錄于表6.5中。表6.5不對(duì)稱負(fù)載電壓/V線電流/A相電流/A亮度比較A-BB-CC-AUabUbcUcalAIBIclABIBCICA022對(duì)稱負(fù)載電源A相斷開負(fù)載每相各開一盞燈五、預(yù)習(xí)內(nèi)容1 .閱讀教材中的有關(guān)負(fù)載兩種連接方式和三相四線制中線作用的內(nèi)容。2. 根據(jù)所測(cè)項(xiàng)目，記錄表格。六、報(bào)告要求1 根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，說明對(duì)稱三相電路中線電壓與相電壓、線電流與相電流的數(shù)量關(guān)系。2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象，總結(jié)中線的作用。七、思考題1. 三相不對(duì)稱負(fù)載星形連接時(shí)，為什么要有中線？中線能否裝開關(guān)或保險(xiǎn)？2. 已知負(fù)載的額定電壓為 220 V，若電源線電壓為 380 V ,此時(shí)負(fù)載應(yīng)作何種連接？ 為什么？若電源線電壓為 220 V，又應(yīng)如何連接？（正相，其大3. 三相對(duì)稱負(fù)載三角形連接， 如果CA相負(fù)載斷開，則AB相燈的亮度常/不正常），BC相燈的亮度 ，線電流發(fā)生變化的是 小為正常值的實(shí)驗(yàn)七三相電路功率的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)三相電路功率的測(cè)量方法。2. 進(jìn)一步學(xué)習(xí)功率表的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理測(cè)量三1. 三相電路有功功率的測(cè)量 在三相電路中，三相負(fù)