電子電工實驗指導(dǎo)書

1、寧波工程學(xué)院 電工電子實驗指導(dǎo)書實驗一 基爾霍夫定律的驗證一、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組件兩端的電壓，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或閉合回路中電流的方向，此方向可預(yù)先任意設(shè)定。三、實驗設(shè)備1、直流可調(diào)穩(wěn)壓電源（dg04）030v（兩路分別可調(diào)）2、數(shù)字式直流電壓表（d31）0300v3、基爾霍夫定律/迭加原理實驗線路

2、板（dg05）4、數(shù)字式直流電流表（0500ma）、mf368型萬用表四、實驗內(nèi)容1.實驗線路如圖2-1，圖中的i1、i2、i3的方向已設(shè)定，箭頭方向可視為參考方向。2.分別將兩路直流穩(wěn)壓源接入電路，令u16v，u212v。將電流插頭的分叉開口端接至數(shù)字式毫安表的“、”兩端（紅、黑）。6vu1r1r2r3r4r55105105103301kabcdef12vu2i1i2i3圖2-1ma電流插頭電流插座3.將電流插頭分別插入被確定電流序號的插座中，測量各電流值；用直流數(shù)字電壓表分別測量兩路電源及電阻組件上的電壓值；將測量結(jié)果記錄于下表中。被測量i1（ma）i2（ma）i3（ma）u1（v）u2（

3、v）ufa（v）uab（v）ucd（v）ude（v）計算值測量值相對誤差五、實驗注意事項1、所有需要測量的電壓值（包括對u1、u2的測量），均應(yīng)以數(shù)字式電壓表測量的結(jié)果為準(zhǔn)。2、穩(wěn)壓電源的兩個輸出端必須防止相碰，造成短路事故。3、用指針式電壓表或電流表測量電壓或電流時，必須使儀表指針正偏，此時可讀得電壓或電流值；倘若指針反偏，必須在對調(diào)儀表極性后重新測量；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。應(yīng)注意的是：所讀得的電壓或電流值的正、負號應(yīng)根據(jù)設(shè)定的電流參考方向來判斷（測量實例：當(dāng)顯示為正 值時，電流方向由儀表的紅端流入黑端流出，紅端所指對應(yīng)為高電位端；當(dāng)顯示為值時，電流方向的概念

4、恰好與上述情況相反）。關(guān)鍵要點：電路中的電流永遠遵循從高電位端流向低電位端的原則。六、預(yù)習(xí)思考題1.根據(jù)圖中的電路參數(shù)，計算出待測電流i1、i2、i3和各電阻上的電壓值，記入表中，以便在測量時，可正確地選用毫安表和電壓表的量程，并與測量值進行比對，尋覓錯誤點。2.實驗中，若用指針式萬用表直流毫安檔測各支路電流，在何種情況下可能出現(xiàn)指針反偏，應(yīng)如何處理？在記錄數(shù)據(jù)時應(yīng)注意什么？若用直流數(shù)字毫安表進行測量時，則會有何顯示？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。分析誤差原因、心得體會。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.將支路和閉合回路的

5、電流方向重新設(shè)定，重復(fù)1、2兩項驗證。實驗二 迭加原理的驗證一、實驗?zāi)康尿炞C線性電路迭加原理的正確性，加深對線性電路的迭加性和齊次性的認識和理解。二、原理說明迭加原理指出：在有多個獨立源共同作用下的線性電路中，通過每一個組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組件上所產(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)（即在電路中各電阻組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)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1直流穩(wěn)壓電源0-30v可調(diào)二路dg042萬用表mf368型1自備3直流數(shù)字電壓表0-300v1d3

6、14直流數(shù)字毫安表0-500ma1d315基爾霍夫定律/迭加原理實驗線路板1dg05四、實驗內(nèi)容實驗線路如圖3-1所示，用dg05掛箱的“基爾夫定律/迭加原理”線路。fi1i2in4007r5 330r3 510r1 510ar2 1ki3r4 510edcbu26vk2u112vk1k3圖 3-11.將穩(wěn)壓源的輸出分別調(diào)節(jié)為12v和6v，接至u1和u2處，將k3擲向r5側(cè)。2.令u1電源單獨作用：將開關(guān)k1投向u1側(cè)，k2投向短路側(cè)。用直流數(shù)字電壓表和毫安表（接電流插頭）測量各支路電流及各電阻組件兩端的電壓，數(shù)據(jù)記入表3-1。表 3-1測量內(nèi)容u1(v)u2(v)i1(ma)i2(ma)i3

7、(ma)uab(v)ucd(v)uad(v)ude(v)ufa(v)u1單獨作用時u2單獨作用時u1、u2共同作用時u1=u2=12v同作用時3.令u2電源單獨作用：將開關(guān)k1投向短路側(cè)，k2投向u2側(cè)），重復(fù)實驗步驟2的測量和記錄，數(shù)據(jù)記入表3-1。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)上述的測量和記錄，數(shù)據(jù)記入表3-1。5.將u2的數(shù)值調(diào)至12v，重復(fù)上述第3項的測量并記錄，數(shù)據(jù)記入表3-1。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，數(shù)據(jù)記入表3-2。7.任意按下某個故障設(shè)置按鍵，重復(fù)實驗內(nèi)容4的

8、測量和記錄，再根據(jù)測量結(jié)果判斷出故障的性質(zhì)。表 3-2測量內(nèi)容u1(v)u2(v)i1(ma)i2(ma)i3(ma)uab(v)ucd(v)uad(v)ude(v)ufa(v)u1單獨作用時u2單獨作用時u1、u2共同作用時u1=u2=12v同作用時五、實驗注意事項1.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。2.若需注意儀表量程時，應(yīng)及時更換。六、預(yù)習(xí)思考題1.在迭加原理實驗中，要令u1、u2分別單獨作用，應(yīng)如何操作？可否直接將不作用的電源（u1或u2）短接置零？2.實驗電路中，若有一個電阻器改為二極管，迭加原理的迭加性與

9、齊次性還成立嗎？七、實驗報告1.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表格，進行分析、比較，歸納、總結(jié)實驗結(jié)論，即驗證線性電路的迭加性與齊次性。2.各電阻器所消耗的功率能否用迭加原理計算得出？試用上述實驗數(shù)據(jù)，進行計算并作結(jié)論。3.通過實驗步驟6及分析表格3-2的數(shù)據(jù)，你能得出何種結(jié)論？4.心得體會及其它。實驗三三相交流電路電壓、電流的測量一、實驗?zāi)康模?.掌握三相負載作星形聯(lián)接、三角形聯(lián)接的方法， 驗證在這兩種接法狀態(tài)時，線、相電壓及線、相電流之間的關(guān)系。2.充分理解三相四線供電系統(tǒng)里中線所起的作用。二、原理說明：1.三相負載可接成星形（又稱接法）或三角形(又稱接法)。2.當(dāng)三相對稱負載作y形聯(lián)接時，線電壓ul是相電

10、壓up的倍。線電流il等于相電流ip，即ul，ilip；在這種情況下，流過中線的電流i00，所以可以省去中線。當(dāng)對稱三相負載作形聯(lián)接時，有ilip，ulup。3.當(dāng)三相負載為不對稱y聯(lián)接時,必須采用三相四線制接法，即yo接法。而且中線必須牢固聯(lián)接，以保證三相不對稱負載的每相電壓維持對稱不變。倘若中線斷開，會導(dǎo)致三相負載電壓的不對稱，致使負載輕的一相的相電壓過高，使負載遭受損壞；負載重的一相的相電壓又過低，使負載不能正常工作。尤其是對于三相照明負載，必須無條件地一律采用yo接法。4.當(dāng)不對稱負載作接法時，ilip，但只要電源的線電壓ul對稱，加在三相負載上的電壓仍是對稱的，對各相負載工作沒有影響

11、。三、實驗設(shè)備：序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1交流電壓表d38-1 0450v12交流電流表d37-1 05a13萬用表mf3681自備4三相自耦調(diào)壓器dg011u線=200v5三相燈組負載220v/15w白熾燈9dg09四、實驗內(nèi)容：（本次實驗開始前，必須先將三相電源的線電壓經(jīng)調(diào)壓器調(diào)至200v?。?.三相負載星形聯(lián)接（三相四線制供電）：380v380v圖10-1aiaibiciocbofuqsuvwn按圖10-1線路組接實驗電路。負載經(jīng)三相自耦調(diào)壓器接通三相對稱電源。將三相自耦調(diào)壓器的旋柄置于輸出為0v的位置（即逆時針旋到底）。經(jīng)指導(dǎo)教師檢查合格后，方可開啟實驗臺電源，然后調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的

12、輸出，使輸出的三相線電壓為200v，并按表10-1中的內(nèi)容完成各項實驗，即分別測量三相負載的線電壓、相電壓、線電流、相電流、中線電流、電源與負載中點間的電壓。將所測得的數(shù)據(jù)記入表10-1中，并觀察各相燈組亮暗的變化程度，特別要注意觀察中線所起的的作用。表10-1（表中y接，b相短路為斷開中線后，b相負載被短路狀態(tài)）條件與數(shù)據(jù)開燈盞數(shù)線電流（a）線電壓（v）相電壓（v）中線電流io(a)中點電壓uno(v)a相b相c相iaibicuabubcucauaouboucoy0接,平衡負載333y接,平衡負載333y0接,不平衡負載123y接,不平衡負載123y0接,b相斷開1-3y接,b相斷開1-3y

13、接,b相短路1032.負載三角形聯(lián)接（三相三線制供電）380vqsfu380v圖10-2uvw按圖10-2改接線路，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查合格后接通三相電源，并調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器，使其輸出線電壓為200v，并按表10-2的內(nèi)容進行測試。表10-2測量數(shù)據(jù)負載情況開 燈 盞 數(shù)線電壓，相電壓（v）線電流（a）相電流（a）a-b相b-c相c-a相uabubcucaiaibiciabibcica三相平衡333三相不平衡123五、實驗注意事項：1.本實驗裝置使用經(jīng)隔離后的三相交流市電供電方式，在未經(jīng)自耦變壓器調(diào)整時的線電壓仍為380v，帶電操作時要注意人身安全，不可同時觸及兩個導(dǎo)電部件。2.每次接線完畢，同組同學(xué)

14、應(yīng)先行自查，再由指導(dǎo)教師復(fù)查認可后，方可接通電源；操作時必須嚴(yán)格遵守先斷電、后接線；先斷電、后拆線的實驗原則。3.星形負載作短路實驗時，必須先斷開中線，以免發(fā)生短路事故。4為避免燒壞燈泡，dgj-04實驗掛箱內(nèi)設(shè)有過壓保護裝置。當(dāng)任一相電壓245250v時，即聲光報警并跳閘。因此，在做y接法不平衡負載或缺相實驗時，所加的線電壓應(yīng)以最高電壓=200v為宜。六、預(yù)習(xí)思考題1.三相負載根據(jù)何條件可作星形或三角形連接？2.復(fù)習(xí)三相交流電路有關(guān)內(nèi)容，試分析三相星形聯(lián)接不對稱負載在無中線情況下，當(dāng)某相的負載開路或短路時會發(fā)生何種情況？如果接上中線，情況又如何？3.本次實驗中為何要通過三相調(diào)壓器將380v的

15、線電壓降為200v的線電壓使用？七、實驗報告1.用實驗測得的數(shù)據(jù)驗證對稱三相電路中的關(guān)系。2.用實驗數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象，總結(jié)三相四線供電系統(tǒng)中中線的作用。3.不對稱三角形聯(lián)接的負載，能否正常工作？實驗是否能證明這一點？4.根據(jù)不對稱負載三角形聯(lián)接時的相電流值作相量圖，并求出線電流值。實驗四 三相鼠籠式異步電動機正反轉(zhuǎn)控制一、實驗?zāi)康模?.通過對三相鼠籠式異步電動機正反轉(zhuǎn)控制線路的安裝接線，掌握由電氣原理圖接成實際操作電路的方法。2.加深對電氣控制系統(tǒng)各種保護、自鎖、互鎖等環(huán)節(jié)的理解。3.學(xué)會分析、排除控制線路故障的方法。二、原理說明：在鼠籠式電機正反轉(zhuǎn)控制線路中，通過相序的更換來改變電動機的旋

16、轉(zhuǎn)方向。本實驗給出兩種不同的正、反轉(zhuǎn)控制線路如圖14-1及14-2，具有如下特點：1.電氣互鎖為了避免接觸器km1（正轉(zhuǎn)）、km2（反轉(zhuǎn)）同時得電吸合造成三相電源短路，在km1（km2）線圈支路中串接有km1（km2）動斷觸頭，它們保證了線路工作時km1、km2不會同時得電（如圖14-1），以達到電氣互鎖目的。2.電氣和機械雙重互鎖除電氣互鎖外，可再采用復(fù)合按鈕sb1與sb2組成的機械互鎖環(huán)節(jié)（如圖14-2），以求線路工作更加可靠。3.線路具有短路、過載、失、欠壓保護等功能。三、實驗設(shè)備：序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1三相交流電源220v2三相鼠籠式異步電動機dj2413交流接觸器jzc4-4

17、02d61-24按 鈕3d61-25熱繼電器d9305d1d61-26交流電壓表0500v17萬用電表mf3681自備 四、實驗內(nèi)容：380vmfrkm1km2km2km1km2km1km2km1sb1sb2sb3q1fufr圖 14-1認識各電器的結(jié)構(gòu)、圖形符號、接線方法；抄錄電動機及各電器銘牌數(shù)據(jù)；并用萬用電表檔檢查各電器線圈、觸頭是否完好；電動機接成接法，可直接接入電源輸出端u、v、w，供電線電壓為380v。1.接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路按圖14-1接線，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可進行通電操作。（1）開啟控制屏電源總開關(guān)，按啟動按鈕。（2）按正向起動按鈕sb1，觀察并記錄電動機的轉(zhuǎn)向和接觸器

18、的運行情況。（3）按反向起動按鈕sb2，觀察并記錄電動機和接觸器的運行情況。（4）按停止按鈕sb3,觀察并記錄電動機的轉(zhuǎn)向和接觸器的運行情況。（5）再按sb2，觀察并記錄電動機的轉(zhuǎn)向和接觸器的運行情況。（6）實驗完畢，按控制屏停止按鈕，切斷三相交流電源。2、接觸器和按鈕雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路：（按圖14-2接線，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后，方可進行通電操作。）(1)接通并調(diào)整三相自耦變壓器，使輸出電壓為380v，將實驗電路接入。(2)按正向起動按鈕sb1，電動機正向起動，觀察電動機的轉(zhuǎn)向及接觸器的動作情況。按停止按鈕sb3，使電動機停轉(zhuǎn)。km1km2sb3frkm1km2km1km2km1km2sb1

19、sb2q1fu380vmfr圖14-2 (3)按反向起動按鈕sb2，電動機反向起動，觀察電動機的轉(zhuǎn)向及接觸器的動作情況。按停止按鈕sb3，使電動機停轉(zhuǎn)。(4)按正向(或反向)起動按鈕，電動機起動后，再去按反向(或正向)起動按鈕，觀察有何情況發(fā)生？(5)電動機停穩(wěn)后，同時按正、反向兩只起動按鈕，觀察有何情況發(fā)生？(6)失壓與欠壓保護a、按起動按鈕sb1(或sb2)電動機起動后，按控制屏停止按鈕，斷開實驗線路三相電源，模擬電動機失壓(或零壓)狀態(tài)，觀察電動機與接觸器的動作情況，再按控制屏上啟動按鈕，接通三相電源，但不按sb1(或sb2)，觀察電動機能否自行起動？b、重新起動電動機后，逐漸減小三相自

20、耦調(diào)壓器的輸出電壓，直至接觸器釋放，觀察電動機是否自行停轉(zhuǎn)。(7)過載保護：打開熱繼電器的后蓋，當(dāng)電動機起動后，人為地撥動雙金屬片模擬電動機過載情況，觀察電機、電器動作情況。注意：此項內(nèi)容，較難操作且危險，有條件可由指導(dǎo)教師作示范操作。實驗完畢，將自耦調(diào)壓器調(diào)回零位，按控制屏停止按鈕，切斷實驗線路電源。四、故障分析：1、接通電源后，按起動按鈕(sb1或sb2)，接觸器吸合，但電動機不轉(zhuǎn)且發(fā)出“嗡嗡”聲響；或者雖能起動，但轉(zhuǎn)速很慢。這種故障大多是主回路一相斷線或電源缺相。2、接通電源后，按起動按鈕(sb1或sb2),若接觸器通斷頻繁，且發(fā)出連續(xù)的劈啪聲或吸合不牢，發(fā)出顫動聲，此類故障原因可能是：

21、(1)線路接錯，將接觸器線圈與自身的動斷觸頭串在一條回路上了。(2)自鎖觸頭接觸不良，時通時斷。(3)接觸器鐵心上的短路環(huán)脫落或斷裂。(4)電源電壓過低或與接觸器線圈電壓等級不匹配。五、預(yù)習(xí)思考題：1、在電動機正、反轉(zhuǎn)控制線路中，為何必須保證兩個接觸器不能同時工作？采用哪些措施可解決此問題？這些方法有何利弊，最佳方案是什幺？2、在控制線路中,短路、過載、失、欠壓保護等功能是如何實現(xiàn)的?在實際運行過程中,這幾種保護有何意義?實驗五 組合邏輯電路的設(shè)計與測試一、實驗?zāi)康恼莆战M合邏輯電路的設(shè)計與測試方法二、實驗原理1使用中、小規(guī)模集成電路來設(shè)計組合邏輯電路較為常見。設(shè)計的一般步驟是：(1)根據(jù)設(shè)計任

22、務(wù)的要求，列出真值表。(2)用卡諾圖或代數(shù)化簡法求出最簡的邏輯表達式。(3)根據(jù)邏輯表達式繪制邏輯圖，用標(biāo)準(zhǔn)器件構(gòu)建出實際電路。(4)用實驗結(jié)果驗證電路設(shè)計的正確性。2組合邏輯電路設(shè)計舉例用“與非”門設(shè)計一個表決電路。當(dāng)四輸入端中有三個或四個為“1”時，輸出端才能為“1”。設(shè)計步驟：根據(jù)題意列出真值表如表3-1所示，再填入卡諾圖于表3-2中。表3-1d0000000011111111a0000111100001111b0011001100110011c0101010101010101z0000000100010111表3-2dabc000111100001111111101由卡諾圖得出邏輯表達

23、式，并演化成“與非”的形式，繪制出由與非門構(gòu)成的邏輯電路如（數(shù)）圖3-1所示。三、實驗設(shè)備與器件1+5v直流電源。2邏輯電平開關(guān)。30/1指示器。4直流數(shù)字電壓表。5繼電器。6蜂鳴器。7cc4011(或74ls00)，cc4013(或74ls20)。四、實驗內(nèi)容1設(shè)計一個四人無棄權(quán)表決電路，多數(shù)贊成則提案通過。要求采用四2輸入與非門按本文所述的設(shè)計步驟進行，直到測試電路的邏輯功能符合設(shè)計要求為止。（數(shù)）圖3l 表決電路邏輯圖2設(shè)計一個保險箱的數(shù)字代碼鎖，該鎖由規(guī)定的地址碼a、b、c、d的輸入端及開箱鑰匙孔信號e的輸入端組成，鎖的代碼由實驗者自編(例如1001)。當(dāng)用鑰匙開箱時(e1)，如果輸入

24、代碼符合該鎖設(shè)定的代碼，保險箱被打開(z11)；倘若不相符，電路將發(fā)出報警信號(z21)。要求使用最少的與非門實現(xiàn)全部功能，檢測并記錄實驗結(jié)果。提示：當(dāng)鎖被打開時，可用實驗箱所設(shè)的繼電器吸合并使led發(fā)光二極管被點亮來表示；當(dāng)未按規(guī)定按下開關(guān)鍵時，防盜蜂鳴器應(yīng)鳴叫（請參閱相關(guān)電路進行組合）。3設(shè)計一個對兩位無符號二進制數(shù)進行比較的電路；五、實驗預(yù)習(xí)要求根據(jù)實驗任務(wù)要求設(shè)計組合電路，并根據(jù)給出的標(biāo)準(zhǔn)器件畫出邏輯及電路圖。六、實驗報告1列出實驗任務(wù)的設(shè)計過程，畫出所設(shè)計的電原理圖。2對所設(shè)計的電路進行測試并記錄測試結(jié)果。3組合電路的設(shè)計體會。實驗六 計數(shù)器及其應(yīng)用一、實驗?zāi)康?學(xué)習(xí)用集成觸發(fā)器構(gòu)成計數(shù)器的方法2運用集成計數(shù)器構(gòu)成1n分頻器二、實驗原理計數(shù)器為實現(xiàn)計數(shù)功能的時序部件，它不僅可用于計算脈沖數(shù)，還常用于數(shù)字系統(tǒng)的定時、分頻、執(zhí)行數(shù)字運算及其它特定邏輯功能之用。1用d觸發(fā)器構(gòu)成異步二進制加、減計數(shù)器（數(shù)）圖6-1是用四只d觸發(fā)器構(gòu)成的四位二進制異步加法