B101電工技術(shù)實驗課件

1、 電路基礎(chǔ)實驗電路基礎(chǔ)實驗 電路基礎(chǔ)實驗是學(xué)習(xí)電工技術(shù)的一個重要環(huán)節(jié)。對鞏固和加深課堂教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生實際工作技能，培養(yǎng)科學(xué)的創(chuàng)新能力，學(xué)習(xí)后續(xù)課程和從事實踐技術(shù)工作奠定基礎(chǔ)具有重要作用。 主要內(nèi)容包括直流電路實驗、交流電路實驗、動態(tài)電路實驗、電機和繼電接觸控制實驗。實驗內(nèi)容的安排遵循由淺到深，由易到難的規(guī)律?？紤]不同層次需要，既有測試、驗證的內(nèi)容，也有設(shè)計、研究的內(nèi)容。 TKDG-2型高級電工技術(shù)實驗裝置配套的實驗指導(dǎo)書，適合于機電、 自動化、電子等專業(yè)本、?？茖W(xué)生實驗。電工技術(shù)實驗?zāi)夸涬姽ぜ夹g(shù)實驗?zāi)夸?實驗一實驗一 基爾霍夫定律的驗證實驗基爾霍夫定律的驗證實驗實驗實驗二 疊加原理的驗證實

2、驗疊加原理的驗證實驗實驗三實驗三 戴維南定理和諾頓定理驗證實驗戴維南定理和諾頓定理驗證實驗實驗實驗四 功率因數(shù)的提高實驗功率因數(shù)的提高實驗實驗實驗五 R R、L L、C C串聯(lián)諧振電路實驗串聯(lián)諧振電路實驗實驗六實驗六 單相鐵心變壓器特性的測試實驗單相鐵心變壓器特性的測試實驗實驗七實驗七 單相電度表的校驗單相電度表的校驗實驗八實驗八 三相交流電路電壓、電流的測量三相交流電路電壓、電流的測量實驗九實驗九 三相電路功率的測量三相電路功率的測量實驗十實驗十 一階電路的響應(yīng)測試一階電路的響應(yīng)測試實驗十一實驗十一 三相鼠籠式異步電動機點動和自鎖控制三相鼠籠式異步電動機點動和自鎖控制實驗十二實驗十二 三相鼠

3、籠式異步電動機正反轉(zhuǎn)控制三相鼠籠式異步電動機正反轉(zhuǎn)控制實驗一實驗一 基爾霍夫定律的驗證實驗基爾霍夫定律的驗證實驗一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?. 驗證基爾霍夫定律的正確性，加深對基爾霍夫定律的理解。 2. 學(xué)會用電流插頭、插座測量各支路電流。二、原理說明二、原理說明 基爾霍夫定律是電路的基本定律。測量某電路的各支路電流及每個元件兩端的電壓，應(yīng)能分別滿足基爾霍夫電流定律（KCL）和電壓定律（KVL）。即對電路中的任一個節(jié)點而言，應(yīng)有I0；對任何一個閉合回路而言，應(yīng)有U0。 運用上述定律時必須注意各支路電流或閉合回路的正方向，此方向可預(yù)先任意設(shè)定。三、實驗設(shè)備三、實驗設(shè)備1.可調(diào)直流穩(wěn)壓電源030V2

4、.萬用表 3.直流數(shù)字電壓表0200V4.直流數(shù)字毫安表02000mA5.掛箱TKDG-03四、實驗內(nèi)容四、實驗內(nèi)容（一）.按圖2-1接線，用TKDG-03掛箱的“基爾霍夫定律/疊加原理”電路板。（二）實驗步驟：（二）實驗步驟：1. 實驗前先任意設(shè)定三條支路電流正方向。如圖2-1中的I1、I2、I3的方向已設(shè)定。閉合回路的正方向可任意設(shè)定。2. 分別將兩路直流穩(wěn)壓源接入電路，令U16V，U212V。3. 熟悉電流插頭的結(jié)構(gòu)，將電流插頭的兩端接至數(shù)字毫安表的“、”兩端。4. 將電流插頭分別插入三條支路的三個電流插座中，讀出并記錄電流值。5. 用直流數(shù)字電壓表分別測量兩路電源及電阻元件上的電壓值，

5、記錄到表1中。被測量I1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)UFA(V)UAB(V)UAD(V)UCD(V)UDE(V)計算值測量值相對誤差表11. TKDG-03上的K3應(yīng)撥向330側(cè)，三個故障按鍵均不得按下。本實驗需用到電流插座。2所有需要測量的電壓值，均以電壓表測量的讀數(shù)為準(zhǔn)。 U1、U2也需測量，不應(yīng)取電源本身的顯示值。3. 防止穩(wěn)壓電源兩個輸出端碰線短路。4. 用指針式電壓表或電流表測量電壓或電流時，如果儀表指針反偏，則必須調(diào)換儀表極性，重新測量。此時指針正偏，但讀得電壓或電流值必須冠以負(fù)號。若用數(shù)顯電壓表或電流表測量，則可直接讀出電壓或電流值。但應(yīng)注意：所讀得的電壓

6、或電流值的正確正、負(fù)號應(yīng)根據(jù)設(shè)定的電流參考方向來判斷。五、實驗注意事項五、實驗注意事項六、預(yù)習(xí)思考題六、預(yù)習(xí)思考題1. 根據(jù)圖2-1的電路參數(shù)，計算出待測的電流I1、I2、I3和各電阻上的電壓值，記入表中，以便實驗測量時，可正確地選定毫安表和電壓表的量程。七、實驗報告七、實驗報告1. 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，選定節(jié)點A，驗證KCL的正確性。2. 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，選定實驗電路中的任一個閉合回路，驗證KVL的正確性。3. 誤差原因分析。實驗實驗二疊加原理的驗證疊加原理的驗證一、實驗?zāi)康囊弧嶒災(zāi)康?.驗證線性電路疊加原理的正確性， 2.加深對線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識和理解。二、原理說明二、原理說明 疊加

7、原理指出：在有多個獨立源共同作用下的線性電路中，通過每一個元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每一個獨立源單獨作用時在該元件上所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。線性電路的齊次性是指當(dāng)激勵信號（某獨立源的值）增加或減小K 倍時，電路的響應(yīng)（即在電路中各電阻元件上所建立的電流和電壓值）也將增加或減小K倍。三、實驗設(shè)備三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備 注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源030V 雙路2直流數(shù)字電壓表0200V13直流數(shù)字毫安表02000mA14疊加原理實驗電路板1TKDG-03 實驗線路如圖3-1所示，用TKDG-03掛箱的“基爾夫定律/疊加原理”電路板。K四、實驗內(nèi)容1.將兩路穩(wěn)壓源的輸出分別

8、調(diào)節(jié)為12V和6V，接入U1和U2處。開關(guān)K3投向R5側(cè)。2.令U1電源單獨作用（將開關(guān)K1投向U1側(cè)，開關(guān)K2投向短路側(cè)）。用直流數(shù)字電壓表和直流數(shù)字毫安表（接電流插頭）測量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，記錄之。四、實驗內(nèi)容3. 令U2電源單獨作用（將開關(guān)K1投向短路側(cè)，開關(guān)K2投向U2側(cè)），重復(fù)實驗步驟2的測量，記錄之。4. 令U1和U2共同作用（開關(guān)K1和K2分別投向U1和U2側(cè)）， 重復(fù)上述的測量，并記錄之。5. 將U2的數(shù)值調(diào)至12V，重復(fù)上述第3項的測量，記錄之。6. 將R5（330）換成二極管 1N4007（即將開關(guān)K3投向二極管IN4007側(cè)），重復(fù)15的測量過程，記錄之。

9、7. 任意按下某個故障設(shè)置按鍵，重復(fù)實驗內(nèi)容4的測量和記錄，再根據(jù)測量結(jié)果判斷出故障的性質(zhì)。四、實驗內(nèi)容測量項目實驗內(nèi)容U1 (V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U1單獨作用U2單獨作用U1、U2共同作用2U2單獨作用四、實驗內(nèi)容五、實驗注意事項五、實驗注意事項 用電流插頭測量各支路電流時，或者用電壓表測量電壓降時，應(yīng)注意儀表的極性，正確判斷測得值的、號后，記入數(shù)據(jù)表格。六、預(yù)習(xí)思考題六、預(yù)習(xí)思考題 1.實驗電路中，若有一個電阻器改為二極管， 試問疊加原理的疊加性與齊次性還成立嗎？為什么？七、實驗報告七、實驗報告1.根

10、據(jù)實驗數(shù)據(jù)驗證線性電路的疊加性與齊次性。2.各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計算得出？ 試用上述實驗數(shù)據(jù)，進行計算并作結(jié)論。3.對實驗步驟6進行分析，你能得出什么樣的結(jié)論？實驗實驗三戴維南定理和諾頓定理的驗證戴維南定理和諾頓定理的驗證一、實驗?zāi)康囊弧嶒災(zāi)康?. 驗證戴維南定理和諾頓定理的正確性，加深對該定理的理解。 2. 掌握測量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。二、原理說明二、原理說明1. 任何一個線性含源網(wǎng)絡(luò)，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看作是一個有源二端網(wǎng)絡(luò)。戴維南定理：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個電壓源與一個電阻的串聯(lián)來等效代替，此電壓源的電動勢Us

11、等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc，其等效內(nèi)阻R0等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨立源均置零（理想電壓源視為短接，理想電流源視為開路）時的等效電阻。戴維南定理和諾頓定理的驗證實驗戴維南定理和諾頓定理的驗證實驗 2. 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測量方法(1) 開路電壓、短路電流法測R0 在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時，用電壓表直接測其輸出端的開路電壓Uoc，然后再將其輸出端短路，用電流表測其短路電流Isc，則等效內(nèi)阻為 : Uoc R0 Isc諾頓定理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個電流源與一電阻的并聯(lián)組合來等效代替，此電流源的電流Is等于這個有源二端網(wǎng)的短路電流ISC，其等效內(nèi)阻R0定義同戴維南定理。Uo

12、c和R0或者ISCR0稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。如果二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很小，若將其輸出端口短路則易損壞其內(nèi)部元件，因此不宜用此法。三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源030V12可調(diào)直流恒流源0500mA13直流數(shù)字電壓表0200V14直流數(shù)字毫安表02000mA15萬用表1自備6元件箱1TKDG-057戴維南定理實驗電路板1TKDG-05o四、實驗內(nèi)容被測有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖5-4 (a)。1. 用開路電壓、短路電流法測定戴維南等效Uoc(v)Isc(mA)R0=Uoc/Isc()電路的Uoc、R0和諾頓等效電路的ISC、R0。按圖5-4 (a)接入穩(wěn)壓電源Us=12V和恒流

13、源Is=10mA，不接入RL。測出UOc和Isc,并計算出R0。I2. 負(fù)載實驗按圖5-1 (a)接入RL。改變RL阻值，測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線。U（v）I（mA）3. 驗證戴維南定理：從電阻箱上取得按步驟“1”所得的等效電阻R0之值， 然后令其與直流穩(wěn)壓電源（調(diào)到步驟“1”時所測得的開路電壓Uoc之值）相串聯(lián)，如圖5-4 (b)所示，仿照步驟“2”測其外特性，對戴氏定理進行驗證。U（v）I（mA）4. 驗證諾頓定理：從電阻箱上取得按步驟“1”所得的等效電阻R0之值， 然后令其與直流恒流源（調(diào)到步驟“1”時所測得的短路電流ISC之值）相并聯(lián)，如圖5-5所示，仿照步驟“2”外特性，對諾頓定

14、理進行驗證。 U（v）I（mA）5. 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻（又稱入端電阻）的直接測量法。見圖5-1 (a)。將被測有源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨立源置零（將電流源IS斷開，去掉電壓源US，并在原電壓源所接的兩點用一根短路導(dǎo)線相連），然后用伏安法或者直接用萬用表的歐姆檔去測定負(fù)載RL開路時A、B兩點間的電阻，此即為被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0，或稱網(wǎng)絡(luò)的入端電阻Ri 。用半電壓法和零示法測量被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻 R0及其開路電壓Uoc。線路及數(shù)據(jù)表格自擬。圖5-51. 測量時應(yīng)注意電流表量程的更換。2. 步驟“5”中，電壓源置零時不可將穩(wěn)壓源短接。3. 用萬用表直接測R0時，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨立源必須先置零，以免損壞萬用表。其次，歐姆檔必須經(jīng)調(diào)零后再進行測量。 4.改接線路時，要關(guān)掉電源。五、實驗注意事項1. 在求戴維南或諾頓等效電路時，作短路試驗，測ISC的條件是什么？在本實驗中可否直接作負(fù)載短路實驗？請實驗前對線路5-4 (a)預(yù)先作好計算，以便調(diào)整實驗線路及測量時可準(zhǔn)確地選取電表的量程。2. 說明測有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法，并比較其優(yōu)缺點。六、預(yù)習(xí)思考題六、預(yù)習(xí)思考題七、實驗報告1. 根據(jù)步驟2、3、4，分