電工實(shí)驗(yàn)課件

1、電工實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)一基爾霍夫定律 一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.對(duì)基爾霍夫電壓定律和電流定律進(jìn)行驗(yàn)證，加深對(duì)兩個(gè)定律的理解。 2.學(xué)會(huì)用電流插頭、插座測(cè)量各支路電流的方法。 2唐山學(xué)院 信息工程 電工實(shí)驗(yàn)室二原理說明 1.KCL指出：任何時(shí)刻流進(jìn)和流出任一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和為零，即i(t)或I02.KVL指出：任何時(shí)刻任何一個(gè)回路或網(wǎng)孔的電壓降的代數(shù)和為零，即u(t)或U0運(yùn)用上述定律時(shí)必須注意電流的正方向，此方向可預(yù)先任意設(shè)定。3三實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1.直流穩(wěn)壓電源2.直流數(shù)字電壓表 3.直流數(shù)字毫安表 4.實(shí)驗(yàn)電路板掛箱 4四實(shí)驗(yàn)電路51.實(shí)驗(yàn)前先任意設(shè)定三條支路的電流參考方向，如圖中的I1、I2、I3所示，并熟悉

2、線路結(jié)構(gòu)，掌握各開關(guān)的操作使用方法。2.分別將兩路直流穩(wěn)壓源接入電路，令E16V，E212V，其數(shù)值要用電壓表監(jiān)測(cè)。五實(shí)驗(yàn)步驟63.熟悉電流插頭和插孔的結(jié)構(gòu)，先將電流插頭的紅黑兩接線端接至數(shù)字毫安表的“、”極；再將電流插頭分別插入三條支路的三個(gè)電流插孔中，讀出相應(yīng)的電流值，記入表中。4.用直流數(shù)字電壓表分別測(cè)量?jī)陕冯娫醇半娮柙系碾妷褐?，?shù)據(jù)記入 表中。五實(shí)驗(yàn)步驟71.兩路直流穩(wěn)壓源的電壓值和電路端電壓值均應(yīng)以電壓表測(cè)量的讀數(shù)為準(zhǔn)，電源表盤指示只作為顯示儀表，不能作為測(cè)量?jī)x表使用，恒壓源輸出以接負(fù)載后為準(zhǔn)。2.謹(jǐn)防電壓源兩端碰線短路而損壞儀器。3.若用指針式電流表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，要識(shí)別電流插頭所

3、接電流表的“、”極性。當(dāng)電表指針出現(xiàn)反偏時(shí)，必須調(diào)換電流表極性重新測(cè)量，此時(shí)讀得的電流值必須冠以負(fù)號(hào)。六注意事項(xiàng)：8實(shí)驗(yàn)二疊加原理的驗(yàn)證 一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.驗(yàn)證線性電路疊加原理的正確性，從而加深對(duì)線性電路的疊加性和齊次性的認(rèn)識(shí)和理解。2.加深理解疊加原理對(duì)非線性電路不適用。9二原理說明 1.線性電路的疊加性：在有幾個(gè)獨(dú)立源共同作用下的線性電路中，任何一條支路的電流或電壓，都可以看成是由每一個(gè)獨(dú)立源單獨(dú)作用時(shí)在該支路所產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和。2.線性電路的齊次性：當(dāng)激勵(lì)信號(hào)（某獨(dú)立源的值）增加或減小K倍時(shí)，電路的響應(yīng)（即電路中各支路的電流和電壓值）也將增加或減小K倍。10三實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1.雙輸出直流

4、穩(wěn)壓電源2.萬用表 3.直流數(shù)字電壓表 4.直流數(shù)字毫安表 5.疊加原理實(shí)驗(yàn)電路板 11四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 實(shí)驗(yàn)線路如圖所示 :1.令電源E1單獨(dú)作用時(shí)（將開關(guān)S1投向E1側(cè)，開關(guān)S2投向短路側(cè)），用直流數(shù)字電壓表和毫安表（接電流插頭）測(cè)量各支路電流及各電阻元件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表格 。122.令電源E2單獨(dú)作用時(shí)（將開關(guān)S1投向短路側(cè)，開關(guān)S2投向E2側(cè)），重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟2的測(cè)量和記錄。3.令E1和E2共同作用時(shí)（開關(guān)S1和S2分別投向E1和E2側(cè)），重復(fù)上述的測(cè)量和記錄。4.將E2的數(shù)值增大兩倍，調(diào)至(12V或+16V)，重復(fù)上述第3項(xiàng)的測(cè)量并記錄。5.將R5換成一只二極管1N4007（即將

5、開關(guān)S3投向二極管D側(cè)）重復(fù)15的測(cè)量過程，數(shù)據(jù)記入表 中。 131.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“、”號(hào)的記錄。2.正確選用儀表量程并注意及時(shí)更換。3.恒壓源輸出以接上負(fù)載后為準(zhǔn)。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)唐山學(xué)院 信息工程系 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室14實(shí)驗(yàn)三戴維南定理和諾頓定理 一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 驗(yàn)證戴維南定理和諾頓定理的正確性，加深對(duì)兩個(gè)定理的理解。2.掌握含源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般測(cè)量方法。3.驗(yàn)證最大功率傳遞定理。 15二原理說明 1.戴維南定理任何一個(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個(gè)含有內(nèi)阻的等效電壓源來代替，此電壓源的電動(dòng)勢(shì)Es等于該網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc，其等效內(nèi)阻Ro等于該網(wǎng)絡(luò)

6、中所有獨(dú)立源均置零（理想電壓源視為短接，理想電流源視為開路）時(shí)的等效電阻。2.諾頓定理任何一個(gè)線性含源單口網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個(gè)含有內(nèi)阻的等效電流源來代替，此電流源的電流Is等于該網(wǎng)絡(luò)的短路電流Isc，其等效內(nèi)阻Ro等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源均置零時(shí)的等效電阻。16三實(shí)驗(yàn)設(shè)備 .可調(diào)直流穩(wěn)壓電源.可調(diào)直流恒流源 .直流數(shù)字電壓表 .直流數(shù)字毫安表 .萬用表 .可調(diào)電阻箱 .電位器 .戴維南定理實(shí)驗(yàn)電路板 17四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 18四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 1.測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù) .負(fù)載實(shí)驗(yàn) 測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性 驗(yàn)證戴維南定理 驗(yàn)證諾頓定理19五實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1. 測(cè)量電流時(shí)要注意電流表量程的選取，

7、為使測(cè)量準(zhǔn)確，電壓表量程不應(yīng)頻繁更換。2. 實(shí)驗(yàn)中，電源置零時(shí)不可將穩(wěn)壓源短接。3. 用萬用表直接測(cè)Ro時(shí)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨(dú)立源必須先去掉，以免損壞萬用表。4. 改接線路時(shí)，要關(guān)掉電源。5. 實(shí)驗(yàn)步驟中打*號(hào)的內(nèi)容可以根據(jù)情況選做。20實(shí)驗(yàn)四 RC一階電路的響應(yīng)及其應(yīng)用 一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 測(cè)定RC一階電路的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)及完全響應(yīng)。2. 學(xué)習(xí)電路時(shí)間常數(shù)的測(cè)量方法，了解微分電路和積分電路的實(shí)際應(yīng)用。3. 進(jìn)一步熟悉示波器的使用，學(xué)會(huì)用示波器測(cè)繪圖形。21二原理說明 一階電路的過渡過程是由于電路中有一個(gè)電容或電感逐步儲(chǔ)存或釋放能量的漸變過程引起的，該過渡過程是十分短暫的單次變化過程， 對(duì)時(shí)間常數(shù)

8、較大的電路，可用慢掃描長(zhǎng)余輝示波器觀察光點(diǎn)移動(dòng)的軌跡。然而能用一般的雙蹤示波器觀察過渡過程和測(cè)量有關(guān)的參數(shù)，必須使這種單次變化的過程重復(fù)出現(xiàn)。為此，我們利用信號(hào)發(fā)生器輸出的矩形脈沖序列波來模擬階躍激勵(lì)信號(hào)，即令方波輸出的上升沿作為零狀態(tài)響應(yīng)的正階躍激勵(lì)信號(hào)；22方波下降沿作為零輸入響應(yīng)的負(fù)階躍激勵(lì)信號(hào)。只要選擇方波的重復(fù)周期與電路的時(shí)間常數(shù)滿足一定的關(guān)系，它的響應(yīng)和直流電源接通與斷開的過渡過程是基本相同的。三實(shí)驗(yàn)設(shè)備 .脈沖信號(hào)發(fā)生器 .雙蹤示波器 .一階、二階電路實(shí)驗(yàn)板 23四實(shí)驗(yàn)電路24五實(shí)驗(yàn)步驟1. 觀測(cè)RC電路的矩形脈沖響應(yīng)和RC積分電路的響應(yīng) 2. 觀測(cè)RC微分電路的響應(yīng) 3. 觀測(cè)

9、RC耦合電路的響應(yīng) 25六注意事項(xiàng)1. 調(diào)節(jié)電子儀器各旋鈕時(shí)，動(dòng)作不要過猛。實(shí)驗(yàn)前，需熟讀雙蹤示波器的使用說明，特別是觀察雙蹤時(shí)，要特別注意哪些開關(guān)、旋鈕的操作與調(diào)節(jié)。2. 信號(hào)源的接地端與示波器的接地端要連在一起， 以防外界干擾而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。3. 示波器的輝度不應(yīng)過亮，尤其是光點(diǎn)長(zhǎng)期停留在熒光屏上不動(dòng)時(shí)，應(yīng)將輝度調(diào)暗，以延長(zhǎng)示波管的使用壽命 。.26實(shí)驗(yàn)五 二階動(dòng)態(tài)電路的響應(yīng)及其測(cè)試 一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)用實(shí)驗(yàn)的方法來研究二階動(dòng)態(tài)電路的響應(yīng)，了解電路元件參數(shù)對(duì)響應(yīng)的影響。2.用示波器觀察GCL并聯(lián)電路響應(yīng)的三種瞬變過程， 加深對(duì)二階電路波形特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)與理解。27二原理說明 一個(gè)二階電路在

10、方波正、負(fù)階躍信號(hào)的激勵(lì)下，可獲得零狀態(tài)與零輸入響應(yīng)，其響應(yīng)的變化軌跡決定了電路的固有頻率。實(shí)驗(yàn)中可以通過調(diào)節(jié)電路的元件參數(shù)值，改變電路的固有頻率0之值，從而獲得單調(diào)地衰減和衰減振蕩的響應(yīng)，并可在示波器上觀察到過阻尼、臨界阻尼和欠阻尼這三種響應(yīng)的波形 。28三實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1.函數(shù)信號(hào)發(fā)生器2.雙蹤示波器 3.一階、二階實(shí)驗(yàn)電路板 29四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 1.利用電路板中的元件與開關(guān)的配合作用，組成如圖所示的GCL并聯(lián)電路，其中R110K，L4.7mH，C1000PF，R為10K可調(diào)電阻。2.用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的方波脈沖作為二階電路的激勵(lì)，調(diào)信號(hào)源的輸出為Um1V，f1KHz的方波脈沖 ， 用同軸電纜

11、將激勵(lì)端和響應(yīng)輸出端接至雙蹤示波器的Y和Y兩個(gè)輸入口。30四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 3.調(diào)節(jié)可變電阻器R之值， 觀察二階電路的零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)由過阻尼狀態(tài)非振蕩性的衰減過程過渡到臨界阻尼狀態(tài)，最后過渡到欠阻尼狀態(tài)振蕩性的衰減過程，分別定性地描繪、記錄響應(yīng)的典型變化波形。4.調(diào)節(jié)R之值，使示波器熒光屏上呈現(xiàn)一個(gè)周期穩(wěn)定的欠阻尼響應(yīng)波形， 定量測(cè)定此時(shí)電路的衰減常數(shù)和振蕩頻率。5. 改變一組電路參數(shù)，如增、減L或C之值，重復(fù)步驟2的測(cè)量，數(shù)據(jù)記入表中。31唐山學(xué)院 信息工程系 電路實(shí)驗(yàn)室五注意事項(xiàng) 用示波器定量測(cè)量時(shí)，微調(diào)旋鈕應(yīng)置“校準(zhǔn)”位置。 要細(xì)心、緩慢地調(diào)節(jié)變阻器R，找準(zhǔn)臨界阻尼和欠阻尼狀態(tài)。

12、觀察雙蹤時(shí)，應(yīng)設(shè)法使顯示穩(wěn)定。32實(shí)驗(yàn)六 三相交流電路的研究 一實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆杖嘭?fù)載作Y接、接的方法，驗(yàn)證這兩種接法下線、相電量之間的關(guān)系。充分理解三相四線供電系統(tǒng)中中線的作用。33二原理說明 在三相電源對(duì)稱的情況下，三相負(fù)載可以接成星形（接)或三角形(接)。三相四線制電源的電壓值一般是指線電壓的有效值。如“三相380V電源”是指線電壓380V，其相電壓為220V；而“三相220V電源”則是指線電壓220V，其相電壓為127V。 34三實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1.交流電壓表2.交流電流表3.萬用表4.三相自耦調(diào)壓器5.三相燈組負(fù)載6.電流插孔35四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 三相負(fù)載星形聯(lián)接 三相四線制Yo形聯(lián)接 (有中線)

13、 三相三線制Y形聯(lián)接 (斷開中線) 判斷三相電源的相序2. 三相三線制形聯(lián)接36五注意事項(xiàng) 1. 本實(shí)驗(yàn)采用線電壓為380V的三相交流電源，經(jīng)調(diào)壓器輸出為220V，實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意人身安全，不可觸及導(dǎo)電部件，防止意外事故發(fā)生。 2. 每次接線完畢，同組同學(xué)應(yīng)自查一遍， 確認(rèn)正確無誤后方可接通電源。實(shí)驗(yàn)中必須嚴(yán)格遵守“先接線、后通電”“先斷電、后拆線”的安全實(shí)驗(yàn)操作規(guī)則。 3. 星形負(fù)載作短路實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須首先斷開中線，以免發(fā)生短路事故。37實(shí)驗(yàn)七交流電路等效參數(shù)的測(cè)量 一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)用交流電壓表、交流電流表和功率表測(cè)量交流電路的等效參數(shù) 。2.熟練掌握功率表的接法和使用方法 。 38二原理說明

14、1. 三表法測(cè)電路元件的參數(shù)2. 三表法測(cè)交流電路的等效參數(shù) 3. 阻抗性質(zhì)的判別方法:阻抗性質(zhì)的判別可以在被測(cè)電路元件兩端并聯(lián)或串聯(lián)電容來實(shí)現(xiàn)。4. 功率表的使用 39三實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1.單相交流電源2.交流電壓表及交流電流表 3.單相功率表 4.自耦調(diào)壓器5.電感線圈 6.電容器 7.白熾燈40四實(shí)驗(yàn)電路(a)測(cè)量單一元件的等效參數(shù) (b)測(cè)量L、C串聯(lián)與并聯(lián)后的等效參數(shù) 41五實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 1.測(cè)量單一元件的等效參數(shù) 。2. 測(cè)量L、C串聯(lián)與并聯(lián)后的等效參數(shù)。 3.測(cè)量電路的阻抗性質(zhì) 。42六.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1. 本實(shí)驗(yàn)直接用市電220V交流電源供電，實(shí)驗(yàn)中要特別注意人身安全，必須嚴(yán)格遵守

15、安全用電操作規(guī)程，不可用手直接觸摸通電線路的裸露部分，以免觸電。2. 自耦調(diào)壓器在接通電源前，應(yīng)將其手柄置在零位上，輸出電壓從零開始逐漸升高。每次改接實(shí)驗(yàn)線路或?qū)嶒?yàn)完畢，都必須先將其旋柄慢慢調(diào)回零位，再斷電源。3. 功率表要正確接入電路，并且要有電壓表和電流表監(jiān)測(cè)， 使兩表的讀數(shù)不超過功率表電壓和電流的量限。4. 在測(cè)量有電感線圈L的支路中，要用電流表監(jiān)測(cè)電感支路中的電流不得超過0.4A。43實(shí)驗(yàn)八單相交流電路及功率因數(shù)的提高 一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.研究正弦穩(wěn)態(tài)交流電路中電壓、電流相量之間的關(guān)系。 2.了解日光燈電路的特點(diǎn)，理解改善電路功率因數(shù)的意義并掌握其方法。 44二原理說明 交流電路中電壓、電流

16、相量之間的關(guān)系在單相正弦交流電路中，各支路電流和回路中各元件兩端的電壓滿足相量形式的基爾霍夫定律，即I0和U0交流電路的功率因數(shù)交流電路的功率因數(shù)定義為有功功率與視在功率之比，即cosP / S453. 日光燈電路及功率因數(shù)的提高日光燈電路由燈管R、鎮(zhèn)流器L和啟輝器S組成，C是補(bǔ)償電容器，用以改善電路的功率因數(shù)。 三實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1.自耦調(diào)壓器 2.交流電流表 3.交流電壓表 464.單相瓦特表 5.白熾燈泡 6.鎮(zhèn)流器 7.啟輝器 8.電容器 9.日光燈燈管 10.電流插座 47四實(shí)驗(yàn)電路48五.試驗(yàn)步驟用一只220V，40W的白熾燈泡和4.7F/450V電容器組成如圖15-1 所示的實(shí)驗(yàn)電路

17、。日光燈線路接線與測(cè)量。 并聯(lián)電路電路功率因數(shù)的改善。 49六.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1. 本實(shí)驗(yàn)用交流市電220V，務(wù)必注意用電和人身安全。2. 功率表要正確接入電路，讀數(shù)時(shí)要注意量程和實(shí)際讀數(shù)的折算關(guān)系。3. 線路接線正確，日光燈不能啟輝時(shí)，應(yīng)檢查啟輝器及其接觸是否良好。 50實(shí)驗(yàn)九 雙口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的測(cè)定 一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 加深理解雙口網(wǎng)絡(luò)的基本理論。2. 掌握直流雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)和混合參數(shù)的測(cè)量方法。3. 驗(yàn)證互易雙口的互易條件和對(duì)稱互易雙口的對(duì)稱條件。 51二.原理說明1. 雙口網(wǎng)絡(luò)的基本理論 2.雙口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)方程 3.雙口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的測(cè)試 4.互易雙口網(wǎng)絡(luò)和對(duì)稱雙口網(wǎng)絡(luò) 5.雙口網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián) 52三

18、.實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1.可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 2.直流數(shù)字電壓表 3.直流數(shù)字毫安表 4.雙口網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)電路板 53四.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 按同時(shí)測(cè)量法分別測(cè)定兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的T參數(shù)，數(shù)據(jù)記入表中 。 將兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)后，用分別測(cè)量法和混合測(cè)量法，測(cè)量級(jí)聯(lián)后的雙口網(wǎng)絡(luò)的四個(gè)T參數(shù)A、B、C、D和四個(gè)H參數(shù)，并驗(yàn)證互易雙口條件和級(jí)聯(lián)后的雙口T參數(shù)與兩個(gè)子雙口T參數(shù)之間的關(guān)系 。 54五.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1. 用電流插頭插座測(cè)量電流時(shí)，要注意判別電流表的極性及選取合適的量程。2. 兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)時(shí)，應(yīng)將一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的輸出端與另一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的輸入端聯(lián)接。 3. 電流插頭與插孔的接觸要好，否則會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。 55實(shí)驗(yàn)十 三相電路功率的測(cè)量 一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 掌握用一瓦特表法、 二瓦特