《電工電子技術基礎》實驗(新版)

1、電工電子技術基礎實驗指導書黃岡師范學院物科院祁 翔66實驗一 GDDS-5B電工技術實驗臺的結構及使用一、實驗目的1、熟悉GDDS-5B電工技術實驗臺涉及到的相關儀表的結構、選用原則及量程選取2、掌握基本控制電路中所用到的組件的簡寫符號和使用原則3、了解電學實驗中的注意事項4、學會分析電路圖，能夠看電路圖聯(lián)接實物圖。二、實驗儀器及使用方法1、實驗用電板CDDS-5B的組成使用方法：（1）實驗準備工作完成后，打開總電源通電，如有異常，及時關閉總電源再進行檢查、糾正。（2）單相可調電源中的“push”兩端是單相輸出電源的正、負兩個插孔，左邊的調節(jié)旋鈕按順時針方向調節(jié)可增大輸出電壓，用畢逆時針回零。

2、（3）三相電源輸出圖中，U、V、W分別為三相電源輸出插孔，三插孔N并聯(lián)回零線。三指示燈U、V、W分別與三相輸出插孔U、V、W對應，若某燈亮熄異常，應斷開總電源進行對應檢查。（4）最下端A相、B相、C相三刻度盤分別指示U、V、W三相輸出的電壓值，但精度不高，僅作粗略指示。2、功率表測負載單相功率使用方法：（1）電源進線接U，并將U與I用導線連接起來。（2）根據(jù)電路圖1-3測量星形連接的三相負載的每相功率。（功率表中，U選500V檔，I選0.4A檔）3、電壓表測三相電源的線電壓和相電壓使用方法：用導線連接電壓表后與三相電源的U、V 、W分別兩兩相接。（交流電壓表選500V量程）4、電流表測三相負載

3、中的線電流和相電流使用方法：先連接電流表，用專用線插到線電流和相電流插孔。（交流電流表選2A量程）三、注意事項：1、實驗準備工作完畢，一定要認真檢查復核，確定接線等正確無誤后，方可打開總電源通電。2、通電后，手不可觸摸電板電極、插孔，更不可伸入實驗臺內，并要堅持“單手操作”原則，以防發(fā)生觸電事故。3、連接使用各種電工儀器和測量儀表時，一定要確要正、負極接線正確，量程選擇合理、不超程，以防止損壞儀表。4、測電流時插線要快。實驗二 疊加原理一、實驗目的（1）通過實驗來驗證線性電路中的疊加原理以及其適用范圍。（2）學習直流儀器儀表的測試方法。二、實驗儀器（1）直流穩(wěn)壓電源（2）直流穩(wěn)流電源（3）直流

4、電壓表（4）直流電流表（5）直流電路實驗單元三、實驗原理當幾個電壓源在某線性網(wǎng)絡中共同作用時，也可以是幾個電流源共同作用，或電壓源和電流源混合共同作用，它們在電路中任一支路產(chǎn)生的電流或在任意兩點間所產(chǎn)生的電壓降，等于這些電壓源或電流源分別單獨作用時，在該部分所產(chǎn)生的電流或電壓降的代數(shù)和，這一結論稱為線性電路的疊加原理，如果網(wǎng)絡是非線性的，則疊加原理不適用。本實驗中，先使電壓源和電流源分別單獨作用，測量各點間的電壓和各支路的電流，然后再使電壓源和電流源共同作用，測量各點間的電壓和各支路的電流，驗證是否滿足疊加原理。四、實驗內容實驗電路圖如圖1所示。實驗步驟如下：（1）按圖1連接電路，先不加,調節(jié)

5、好,。（2）K1接通電源，K2打向短路側，測量各點間電壓，注意測量值的符號，數(shù)據(jù)填入表格。（3）K2接通電源，K1打向短路側，重復實驗測量，數(shù)據(jù)填入表格。（4）K1、K2都打向短路側，IS輸出經(jīng)電流表接至電路+及-端，并調節(jié)至5mA,重復實驗測量，數(shù)據(jù)填入表格。（5）在上一步驟測量完之后，講K1、K2都接至電源，重復測量數(shù)據(jù)，填入表格。 電壓項目UACUCEUBDUDFUCDE1單獨作用1.111.66E2單獨作用IS單獨作用E1E2IS共同作用理論計算值絕對誤差相對誤差E1E2IS五、實驗報告（1）測量數(shù)據(jù)列表并加以分析比較。（2）可選作含非線性元件的電路證明是否適用疊加原理（如將電路中電阻

6、換成一個穩(wěn)壓管）。六、思考題（1）與串聯(lián)的電阻改成后對測量結果有何影響？（2）如電源含有不可忽略的內電阻與內電導，實驗中應如何處理？實驗三 功率因數(shù)的提高一、實驗目的1、通過以日光燈為負載的電路，了解提高功率因數(shù)的意義和方法。2、掌握功率表、功率因數(shù)表及交流電壓表、電流表在交流電路中的使用方法。3、了解日光燈電路工作原理及電路中起輝器，鎮(zhèn)流器的作用，并學習日光燈電路的正確接法。二、實驗設備1、功率、功率因數(shù)組合表2、交流電壓表3、交流電流表4、單相可調電源5、電容箱6、日光燈三、實驗原理由發(fā)電機、電力變壓器所把電能經(jīng)過遠距離輸電線路傳送給用戶（負載）。圖2-1是供電線等效電路圖，若輸電頻率為工

7、頻，當傳輸距離不長，電壓不高時，線路阻抗Z1可以看成是線路電阻R1和感抗X1相串聯(lián)結果。圖2-1 供電線路等效電路圖若輸電線始端（供電端）電壓為U1，測得輸電線始端的有功功率為P1，終端（負載端）電壓為U2，負載阻抗Z2=R2+JX2，負載端所消耗的有功功率P2，負載端功率因數(shù)為COS，則線路上的電流為：I= （2-1）由于線路上阻抗影響其電壓損失為： U=U1-U2 （2-2）功率損失為：P=I2RL 故電路的傳輸效率為： （2-3）在電力系統(tǒng)中，一般感性負載較多，如電動機、變壓器、日光燈等。因此，功率因數(shù)較低，當負載端電壓和負載有功功率一定時，功率因數(shù)越低，輸電線路上的電流越大，輸電線上的

8、壓降也越大。由此導致電路損耗功率增加，傳輸效率降低，發(fā)電機或電力變壓器的容量得不到充分的利用。從經(jīng)濟效益來說，也是一個損失。因此，應該高法提高負載端的功率因數(shù)。所以，供電部門要求用戶在負載端并聯(lián)電力電容器來提高功率因數(shù)。這樣以流過電容器的容性電流補償原負載中的感性電流，雖然此時負載消耗的有功功率不變，但隨著負載的COS的提高，輸電線路上的無功電流減少，使線路上的總電流減小，線路壓降減小，線路損耗降低，因此提高了供電設備的利用率和傳輸效率。本實驗以日光燈電路為例，研究提高感性負載因數(shù)的方法和意義。日光燈電路中串有鎮(zhèn)流器，它是一個具有鐵芯的電感線圈，因此日光燈電路是功率因數(shù)較低（0.50.6左右）

9、的電感性負載.通常是用電容補償法提高功率因數(shù),即在日光燈電路兩端并聯(lián)補償電容,使流過電容器中的無功電流分量與感性負載中的無功電流分量互相補償,以減小電壓和電流之間的相角差。如圖2-2所示。從相量圖可知= RL+C，RL，U與之間相角差 ，于是COSCOS，可見并聯(lián)電容后，由于C可以補償RL中的一部分無功電流，使總電流變小，因此功率因數(shù)得到提高。四、實驗內容與步驟1、在不接入電容C的情況下；（1）按圖所示電路接線。接通電源，將輸出電壓調到220V，觀察日光燈的起動情況，測量各元件的電壓和電流，了解40W（或30W）日光燈的基本數(shù)據(jù)。（2）測量電源電壓，日光燈電路電流和功率，計算日光燈電路的功率因

10、數(shù)。2、提高日光燈電路的功率因數(shù)接入電容，保持電壓220V不變，逐次增加不同的電容值，由0開始每次增加1.0µf,直到電路中功率因數(shù)超前0.5為止。測得各次的I，IC，IRL和P值，計算出相應的COS值，并記錄在表2-1中。表2-1：電源電壓U= （V）；鎮(zhèn)流器電壓UL= （V） 燈管電壓UR= （V）。序號電容值C（µf）總電流I（A）電容支路IC（A）燈管支路IRL（A）功率P（瓦）COSCOS（計算值）COS（測量值）超前或滯后123456789103、使用功率因數(shù)表進行測量（選做）。五、注意事項1、在電工實驗中儀器儀表的接線端鈕或電流測量插口的金屬部分，均帶較高的電

11、壓，身體任何部位不要觸及帶電部分，以保人身安全。2、注意單相調壓器的正確使用，本實驗應緩慢調節(jié)輸出電壓，保持負載兩端電壓為220V不變。3、根據(jù)電路中電壓，估算電路中電流，正確選擇電壓表、電流表、功率表（或功率因數(shù)表）的電流和電壓量程，以確保儀器安全。（交流電流表選2A量程，交流電壓表選500V量程，功率表中U選500V量程，I選4A量程，并聯(lián)電容在3uF-6uF范圍時，可以將功率表中的I換到4A量程來讀取功率因數(shù)值）4、在改變負載功率因數(shù)時，盡量測出COS接近于1的一組數(shù)據(jù)。六、預習及實驗報告要求1、預習要求：本實驗是以具有感性的日光燈電路作負載端，用并聯(lián)電容的方法提高負載端的功率因數(shù)。因此

12、在預習時首先要求熟悉日光燈電路的工作原理及相量圖。其次，重點復習功率表的工作原理及正確的使用方法，作好實驗預習報告。2、實驗報告要求：（1）整理出40W（或30W）日光燈的基本數(shù)據(jù)。（2）根據(jù)實驗內容中的數(shù)據(jù)，作出COS=f（C）和I= f（C）的曲線（以C為橫坐標，COS為縱坐標）。七、思考題1、在感性負載的電路中，串聯(lián)適當?shù)碾娙菀嗄芨淖冸娏髋c電壓之間的相位差，但為什么不用串聯(lián)電容的方法來提高功率因數(shù)呢？2、用相量圖，分析在日光燈電路中并聯(lián)適當?shù)碾娙萜饕院?，為何可以提高功率因?shù)。3、若日光燈在正常電壓下不能點燃，如何用一只交流電壓表盡快地查也故障原因？試寫出簡潔的查找步驟。附錄：日光燈電路各

13、部件的作用原理日光燈電路由日光燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器三個部件組成，如圖附1-1。1、日光燈管日光燈管是用一根充有惰性氣體（氬氣或氪氣）和少量水銀，管壁涂有熒光粉，燈管兩端有燈絲。點亮日光燈時，要先通以啟動電流來加熱圖附 1-1燈絲，使燈絲具有發(fā)射大量電子的條件，此時在燈管兩端加上一適當?shù)母唠妷海娮泳蜁诟唠妷合率构軆葰怏w電離而放電，水銀蒸汽受激發(fā)輻射大量紫外線，管壁上的熒光粉在紫外線的激發(fā)下輻射出近似日光的白色熒光，這就是日光燈發(fā)光的原理。2、鎮(zhèn)流器日光燈鎮(zhèn)流器是一個具有鐵芯的電感線圈，它在日光燈電路中的主要作用是：在點亮之前，能給一個適當?shù)膯与娏?；在點亮日光燈的瞬間，當通過鎮(zhèn)流器線圈的電流

14、突然被切斷，線圈兩端產(chǎn)生較大的自感電動勢（即高電壓），此電壓可達400600V；在日光燈點亮后，鎮(zhèn)流器因具有感抗，起著限制穩(wěn)定燈管電流的作用（現(xiàn)已生產(chǎn)出節(jié)電的電子鎮(zhèn)流器，無電感線圈，日光燈電路COS較高）。3、啟輝器日光燈啟輝器（或稱日光燈繼電器），在日光燈電路中起自動開關作用。其結構如圖附1-2所示，由輝光管和小容量的電容器組成。二、日光燈的工作原理當日光燈電路接通電源時，此時燈管沒有點亮，電源電壓全部加在啟輝器中輝光管的兩個電極之間，使輝光管放電，放電產(chǎn)生的熱量使雙金屬電極受熱趨于伸直，兩電極接觸。這時為管的燈絲通過啟輝器電極與鎮(zhèn)流器及電源構成電流回路，如圖附1-1所示。燈絲因有電流通過而

15、發(fā)熱，使氧化具有發(fā)射大量電子的能力。同時輝光管兩電極接通，電極間的電壓為零，輝光放電停止，雙金屬片電極因溫度下降而復原，兩電極脫開，致使圖附 1-2電路中電流突然被切斷，于是鎮(zhèn)流器兩端產(chǎn)生一個比電源電壓高得多的感應脈沖電壓，與電源電壓一起加在燈管的兩端，使燈管點亮。由于鎮(zhèn)流器在電路中起限流作用，使燈管兩端電壓較低（40瓦日光燈管兩端電壓UR=110V），不足以再次引起啟輝放電，啟輝器中兩電極處于斷開狀態(tài)，所以在日光燈電路正常工作時電流的通路如圖附1-3所示。此時，電路的功率因數(shù)為0.50.6左右。圖附 1-3實驗四 三相電路負載的聯(lián)結及功率的測量一、實驗目的1、研究三相負載作星形和三角形聯(lián)接時

16、，在對稱情況下線電壓與相電壓，線電流與相電流的關系。2、認識不對稱負載星形聯(lián)接時中性線的重要作用。3、學習用功率表測三相電路的功率。二、實驗設備1、三相電源2、交流電壓表3、交流電流表4、功率、功率因數(shù)組合表5、三相組合負載三、實驗原理1、三相負載的星形聯(lián)接星形聯(lián)接的對稱負載，接入對稱的三相四線制交流電路時，線電壓UX=（相電壓），IX（線電流）=IXa（相電流），io=ia+ib+ic=0，此時中線斷開也無影響。當三相負載不對稱而有中線時，中線電流IO0，但線電壓與相電壓仍保持UX=關系，如中線斷開時，而三個負載的相電壓不對稱，不滿足UX=關系。2、三相負載的三角形聯(lián)接時，在負載對稱時有UX

17、=，IX=，當負載不對稱時UX=關系成立，而電流關系IX=是不成立的。3、三相負載功率的測定對稱的三相負載，不論是星形或是三角形聯(lián)接，三相總功率P=在三相四線制中，對稱三相負載三相功率可用一只功率表測量，則三相總功率P=3PA，不對稱負載，用三只功率表測出各相功率PA、PB和PC，則三相總功率P=PA+PB+PC。在三相三線制中，對稱與不對稱的三相功率都可用二功率表法測量，則三相負載總功率P為兩只功率表讀數(shù)的代數(shù)和，即P=P1+P2四、實驗內容與步驟1、三相負載的星形聯(lián)接（1）按電路圖1接線，為了安全，本實驗用三相調壓器作電源，實驗時調節(jié)三相調壓器使輸出電壓保持220V。（2）測量對稱負載有中

18、線和無中線時，三相負載電路的線電壓，相電壓、線電流和中線電流以及負載中性點電壓，并記錄在表3-1中，同時讀出兩功率表的讀數(shù)，記錄在表3-3中。（注意：不對稱負載星形連接并有中性線時，只能分別測出每相功率）（3）測量不對稱負載有中線和無中線時三相負載電路的線電壓、相電壓和負載中性點電壓、線電流、中線電流（有中線時），記錄在表3-1中。（4）觀察和記錄在負載對稱和不對稱、有中線和無中線時燈泡發(fā)亮的程度。表3-1：三相負載星形聯(lián)接測量記錄表負載情況線電壓相電壓線電流線電壓與相電壓關系中線電流中性線電壓相對亮度UABUBCUCAUAOUBOUCOIAIBICUAB/UAOUBC/UBOUCA/UCOI

19、OUCO對稱負載有中線/無中線/非對稱負載有中線/無中線/無中線時中性線電壓VOO是對星點進行測量。2、三相負載的三角形聯(lián)接（1）按圖2電路接線，實驗時三相調壓器輸出線電壓保持220V。（2）分別測量對稱和不對稱負載的線電壓、線電流、相電流記錄于表3-2中。同時讀出兩功率表的讀數(shù)，記入表3-3中。并觀察兩種不同負載情況燈泡發(fā)亮的相對程度。（注意：不管負載是否對稱，三角形連接時均采用兩功率表法測三相總功率）表3-2：負載三角形聯(lián)接記錄表負載情況線 電 壓（伏）相 電 壓（伏）線 電 流（安）相 電 流（安）線電流與相電流關系（安）UABUBCUCAUAUBUCIAIBICIABIBCICAIA/

20、IABIB/IBCIC/ICA對稱非對稱表3-3：功率記載表負載情況功率表讀數(shù)總功率P1（W）P2（W）P3(W)P（W）Y形聯(lián)接有中線對稱/無中線對稱/有中線不對稱聯(lián)接對稱/不對稱/五、注意事項1、注意三相調壓器的正確接線，調壓器的中性點一定要與電源的零線相連接。2、注意電流表、電壓表的量程選擇。（交流電壓表選500V量程，交流電流表選2A量程）3、注意功率表的接線規(guī)則和方式。電壓量程與電流量程的正確選擇，以及功率表的讀數(shù)方法。（功率表中U選500V量程，I選0.4A量程）4、本實驗換接電路頻繁，切記要使三相調壓器輸出電壓調到零及斷開電源開關后再做變換。六、預習及實驗報告要求（一）預習要求：

21、1、實驗前要認真閱讀教材中三相電路中負載星形、三角形聯(lián)接時，線電壓、相電壓、線電流、相電流之間的相互關系及其所遵從的條件，及中性線在三相四線制電路中的作用。2、實驗前學習功率表的結構和原理及其正確的使用方法。3、在理論上弄清楚，三相三線制電路中為什么兩功率表法可測得三相負載總功率值。（二）實驗報告要求1、分析實驗數(shù)據(jù)，驗證IX=和UX=各在什么條件下成立。2、從實驗結果，說明中性線在三相四線制中的重要作用，并說明三相三線制和三相四線制的特點。3、從表3-3實驗數(shù)據(jù)說明用兩功率表法測量三相電路有功功率的適用場合。七、思考題1、結合實驗數(shù)據(jù)說明采用三相四線制時，為什么中線上不允許裝熔斷器和開關？2

22、、對于星形和三角形對稱負載，如果有一根電源線斷了，燈光會發(fā)生什么變化？如果是不對稱負載又將如何？如果有一相負載斷開情況又如何（星形負載分有中線和無中線兩種情況討論）？3、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算在相同線電壓的情況下，取同樣盞數(shù)的燈泡接成三角形對稱負載的總功率與接成星形對稱負載的總功率之比，并與理論值比較，說明產(chǎn)生誤差的原因。實驗五 單相變壓器試驗一、實驗目的通過空載、短路試驗，確定單相變壓器的參數(shù)。二、實驗設備1、單相可調電源2、單相變壓器3、交流電流表4、交流電壓表5、功率、功率因數(shù)組合表三、實驗原理變壓器的質量關系到供電系統(tǒng)的正常運行和能量損耗。因此，變壓器出廠和使用時，一般都須經(jīng)過空載、短路等試

23、驗，以鑒定其技術指標是否符合要求?？蛰d實驗用來測定空載電流和空載損耗兩個參數(shù)?？蛰d電流太大，表明存在鐵芯迭壓空隙太大?？蛰d損耗主要是磁滯損耗和渦流損耗，故稱為鐵損PFe，鐵損太大，表明變壓器鐵芯質量不好、硅鋼片之間短路、穿心緊固螺桿或壓板的絕緣損壞等。短路實驗主要測短路電壓和短路損耗又稱銅損Pcu。如果空載損耗和短路損耗參數(shù)超過其額定值，變壓器的效率就會降低。變壓器效率為：變壓器效率隨著負載大小和負載功率因數(shù)而變化，負載改變時其銅損Pcu會發(fā)生變化，所以銅損是一項可變損耗，而滿載銅損Pcu1是不變的，故可用短路實驗測出。本實驗的條件是在cosØ=1時，所以根據(jù)rd1=計算出短路電阻r

24、d1，式中I1e為原繞組額定電流。按照規(guī)定，原邊溫度一般為75左右，故短路電阻應為rd175=rd11+a(750 t0 )式中：銅材料的溫度系數(shù)a=0.00393/c0，t0為室溫。所以在75的銅損應為：pcu75=rd175變壓器的鐵損可用空載實驗測出，輸出功率可用額定容量Se代替。變壓器短路電壓為Udl=IleZdl短路感抗為故在75時，短路阻抗為Zd175= 此時的短路電壓為Ud175=IleZD75短路內阻抗電壓百分比為UD=（UD75/UIe）×100%四、實驗內容1、空載實驗：測變化、空載電流、鐵損、計算激磁參數(shù)。（1）閱讀低功率因數(shù)功率表說明書，學習其使用方法。（2）

25、按實驗電路圖1接線，單相可調電源接至實驗單相變壓器的低壓繞組，讓高壓繞組開路，低壓側接低功率因數(shù)功率表和電流表。（3）閉合電源開關，將低壓繞組外加電壓調至額定電壓36V的50%開始至36V之間，分別測出實驗變壓器低壓側和高壓側的電壓，調節(jié)不同的外加電壓，測出對應的三組讀數(shù)，記人表51內，逐次計算出變化K。取平均值作為變壓器的變比。表51：順 序UaXUAX123平 均（4）空載實驗：在接通開關以前，電壓調在輸出電壓最小位置，以避免電流表和功率表被合閘瞬間沖擊電流所損壞。將試驗變壓器的外加電壓調到低壓側的額定電壓36V左右，即UO=Ule，讀取空載電壓O和高壓側電壓U2O，空載電流IO，空載損耗

26、PO（即鐵損PFe），重復此步驟三次，記錄并算出UO、U20、IO和PO的平均值。表52：I20=0（空載）順序UO（空載低壓側額定電壓）U20（高壓側開路電壓）I0（空載電流）PO（空載損耗）=Cu123平均計算空載時激磁參數(shù)：在空載電流很小，空載銅損可忽略情況下，空載所測得的功率可認為是變壓器在額定電壓下的鐵損，因而空載鐵損電阻為：r =P0/I激磁阻抗為：Z =U0/I0，激磁電抗為：X =空載時功率因數(shù)：Cos0=P0/U0I02、短路實驗：測短路電壓、短路電流、短路損耗（銅損），計算短路參數(shù)。（1）變壓器短路實驗時，是高壓繞組接電源，低壓繞組直接短路，如圖2所示，短路導線截面應較大，

27、聯(lián)接要牢。高壓側電路中用cos=1的功率表，電流表、功率表的量程要根據(jù)高壓側的額定電流選擇。（2）按實驗電路圖2接線，因變壓器短路電壓數(shù)值為3-8%U0（高壓側額定電壓），為避免過大的短路電流，接通電源前，必須將調壓器調至輸出電壓為零的位置，緩慢增加電壓使高壓側電流達到額定值I1o（0.2A左右），讀取短路電壓Ud1，短路電流Id1短路損耗Pd1，并記入表5-3中。按上述步驟重復三次求出平均值。本實驗應盡快進行，否則線圈發(fā)熱，線圈電阻增大引起誤差。并及時測量變壓器的周圍環(huán)境溫度t，作為實驗時線圈的實際溫度。表5-3 短路實驗記錄表順 序短路電壓Ud1短路電流Id1(=I11)短路損耗Pd1=P

28、O(銅損)實驗時室溫t123平 均五、預習及實驗報告要求1、預習要求：（1）閱讀教材的有關內容，弄清楚如何用實驗方法測定變壓器的鐵損和銅損。（2）進行變壓器空載及短路實驗時應注意哪些問題。（3）了解功率表（cos=1）和低功率因數(shù)表（cos=0.2）的適用條件和使用注意事項。（功率表中U選500V量程，I選4A量程，交流電壓表選500V量程，交流電流表選10A量程）2、實驗報告要求：按規(guī)定的格式寫出實驗報告，具體要求如下：（1）計算變壓器空載、短路實驗的參數(shù)。（2）計算變壓器在滿負載時的效率。（3）回答思考題。六、思考題1、為什么做空載實驗時，在變壓器的低壓測加電壓，而做短路實驗時在高壓側加電

29、壓？2、短路實驗時應注意什么問題？3、為什么空載實驗時，在低壓測所接功率表有指示？所測功率表明什么？4、為什么變壓器空載實驗和短路實驗能分別測出變壓器的鐵損和銅損？實驗六 三相異步電動機的使用一、實驗目的1、了解三相異步電動機的常規(guī)檢測方法；2、熟悉判定異步電動機定子繞組始末端的方法；3、學習異步電動機的操作方法。二、實驗設備1、三相電源2、兆歐表3、三相異步電動機4、交流接觸器5、繼電器6、交流電壓表7、交直流毫安表（T51）三、實驗原理、內容與步驟1、異步電動機的檢測（1）認識電動機銘牌上各參數(shù)的意義，主要有：型號、額定功率、工作頻率、輸入電壓、額定電流、轉速、接線方式、絕緣等級等。（2）

30、電動機表觀檢查：電動機定子（外殼）、端蓋、風扇、風扇罩等有無缺損、裂紋、緊固件是否松動。（3）用手扭動轉軸是否運轉靈活，有否空曠和“掃”現(xiàn)象。（4）檢測絕緣電阻：根據(jù)電動機的額定電壓選擇適當?shù)恼讱W表，對各相繞組對地及繞組間的絕緣電阻進行測量，根據(jù)國家標準，額定電壓在500V以下的電機，電機繞組對地和繞組間絕緣電阻要達到0.5兆歐以上，如果電機絕緣電阻不符合此要求，必須去潮或排除其他故障，否則不允許運行。表7-1 絕緣電阻測試記錄測試項目D1-地D2-地D3-地D1-D2D2-D3D3-D1Rj（兆歐）是否合格（5）測定繞阻的直流電阻a、先用萬用電表粗測各相繞組的電阻值范圍。b、用雙臂電橋測出各

31、相繞組的直流電阻值（用精密的數(shù)字萬用表可測），并記入表7-2中。根據(jù)所測三相電阻值接式計算其誤差，若誤差超過±3.5%，說明此電機繞組匝間可能有短路，或存在引出線接觸不良等現(xiàn)象。表7-2 電動機繞組的直流電阻值項 目D1-D4D2-D5D3-D6電阻值（）（6）判定三相繞組的始末端當電動機定子各相繞組的引出線的標志脫落時，必須弄清六個出線頭的始末端，這樣才能進行正確的連接，使電機正常運轉，否則，造成電機燒毀事故，一般可采用下面兩種方法。A、直流法按圖7-1接線，用電池作電源，通過開關與任一相繞組相接通，另一相繞組兩端接萬用電表，萬用電表撥至直流毫安較大量程檔。注意觀察當開關接通瞬間，

32、若萬用表指針正方向偏轉，則萬用表負表筆所接出線頭與電池正極所接出線頭是同為始端（或同為末端）。用同樣的方法可判斷出第三相始末端。B、交流法按圖7-2接線，將三相繞組中的A相加上50-100V交流電壓。再將B、C兩相繞組串聯(lián)起來與一燈泡相接。閉合開關K，觀察燈泡，如果發(fā)亮，說明B、C繞組串聯(lián)是始端與末端相接。感應電勢方向一致，故燈泡發(fā)亮；若燈泡不亮，表明這兩相繞組是始端與始端（或末端與末端）相接。這樣B、C兩相繞組的始末端即可確定，并標志在出線板上，再將電源接到C相繞組，A、B兩相與燈泡組成串聯(lián)電路，用同樣的方法測試，便可判斷第三相繞組的始、末端。2、籠式異步電動機起動一臺電機在使用前，經(jīng)過上述

33、幾項檢測符合要求后，方可接入三相電源電路，投入運行。由于起動時起動電流很大，對不同容量電機采用不同的起動方法。（1）全壓起動法電動機上直接加額定電壓的方法稱為直接動起法，此時起動電流達額定電流的4-7倍。這種方法僅用于小容量（10千瓦以下）的電動機。a、按圖1所示電路，根據(jù)該電動機銘牌上的額定電壓和三相繞組連接方法（Y形或形）。檢查三相電源是否缺相或電源電壓是否對稱。（電動機繞組接成星形）b、用型號為T51交直流毫安表測量電流。實驗時用250mA檔，注意觀察并讀取起動電流記入表7-3中，待電動機達到額定轉速后，讀取電流記入表7-3中（交流電壓表選500V量程）（2）Y-延時換接起動法Y-延時換

34、接起動法如圖2所示，只適用電壓為380V形接法運行電動機。按圖2接線，按下啟動按鈕，記下起動電流。延時后自動換為運行，待電動機運行穩(wěn)定后，測出電流，記入表7-3中。表7-3起動方法電源電壓起動電流運行電流（3）電動機順序起?？刂瓢磮D3，連接電路圖，簡要說明電動機的啟停順序。KT為時間繼電器。（電動機繞組接成星形）四、注意事項：1、作電機實驗時，女同學要將頭發(fā)扎好，防止被旋轉部分卷帶，危及人身安全。2、使用雙電橋測繞組電阻時，要注意操作規(guī)程，即“測量時先按電源按鈕，后按檢流計按鈕；斷開時先斷開檢流計，后斷開電源按鈕”，以防止電機的感應電動勢把檢流計的指針打彎。3、注意測量起動電流和運行電流的電流

35、表的量程選擇。五、實驗報告要求：1、總結被檢測電動機的絕緣電阻、直流電阻和定子繞組始末端的測試情況。2、畫出實驗中所用起動方式的原理線路圖，并分析異步電動機起動方法的優(yōu)缺點。六、思考題1、為什么絕緣電阻低于0.5M不能接通電源運行？分析電動機絕緣電阻低于0.5M的原因，如何提高絕緣電阻？2、除本實驗所用的判斷電機繞組始末端的兩種方法外，能否設計其他方法判別始末端？3、用萬用表測量始末端，為什么電池的正極和萬用電表的負端所連接的出線端同為始端（或末端呢）？4、什么情況下應用Y-起動法？實驗七 繼電-接觸控制電路的應用一、實驗目的1、了解實驗接觸器、熱繼電器、按鈕等控制電器的結構及其使用方法。2、

36、學習常用控制電路原理與連接方法。二、實驗設備1、三相電源2、三相異步電動機3、交流接觸器4、繼電器5、交流電壓表6、按鈕三、實驗原理與步驟本實驗是對繼電接觸控制系統(tǒng)中常用的電器元件和控制電路的認識。1、觀察交流接觸器、熱繼電器、常開、常閉接鈕的結構，分清接觸器主觸頭和輔助觸頭的端鈕的靜態(tài)位置，對熱繼電器的結構要注意分清發(fā)熱元件端鈕和控制觸頭的端鈕。2、單向控制電路（1）點動控制電路按圖1接線，先接通主電路，控制回路由一只接觸器線圈和一只常閉按鈕組成，主電路由交流接觸器，常開主觸頭組成。接起動按鈕SB，觀察接觸器動作情況和電動機是否運轉。（2）自鎖及單向運行（起、停）控制電路。按圖2接線，此線路

37、的不同點是：在起動按鈕兩端并聯(lián)一個常開輔助觸點，增加一個常閉停車按鈕。按SB，控制電路接通電源，接觸器KM動作，電動機運轉，與此同時，和SB并聯(lián)常開輔助觸點KM也被接通（閉合），能使控制電路繼續(xù)接通，電機繼續(xù)運行，故輔助觸點KM起著對控制電路的自鎖（又稱自保）作用，故稱該電路為自鎖控制電路。若要接熱繼電器，則將其輔助常閉觸點串聯(lián)在控制電路中，當主電路長期過載，電流超過熱繼電器規(guī)定的額定電流值，繼電器發(fā)熱元件受熱膨脹超過規(guī)定值，使其常閉觸點斷開，于是接觸器斷電，電動機停止運行。（3）點動與正常啟停控制電路按圖3接線，電動機既能點動又能正常啟停運行。請說明其工作原理。3、具有互鎖的正反轉控制電路。

38、（正-停-反）圖4所示電路是具有互鎖的正、反轉控制電路，電路中包括兩只接觸器（接觸器KM1實現(xiàn)正轉、接觸器KM2實現(xiàn)反轉），由于兩個電路相序不同，所以電動機旋轉方向不同。正轉時：按下綠色SB，正轉接觸器線圈KM1通電，其主觸點閉合，電動機正轉。KM1常開輔助觸點閉合，實現(xiàn)自鎖。停車：按下紅色SB，控制回路斷電，KM1與KM2接觸器線圈斷電，主觸點斷開，切斷電源，電動機停轉。反轉：按下另一綠色SB，反轉接觸器KM2線圈通電，主觸點閉合，由于相序變換電動機反轉、KM2常開輔助觸點閉合，實現(xiàn)自鎖、KM1斷電，實現(xiàn)控制電路互鎖。4、正反轉控制電路（正-反-停）按圖5接線，自己分析此控制電路的工作原理。

39、它與圖4的控制電路的區(qū)別在哪里。四、注意事項：1、本實驗造成短路事故的可能性較大，為了保護電動機和其它電器，所用熔斷器的熔絲的額定電流僅取電動機額定電流的1.5倍。2、使用互鎖的正、反轉電路時，改變換向12次即可，切不可頻繁地改變轉向。3、電動機繞組都接成星形連接形式。五、實驗報告要求：1、列表記錄本實驗所用電器元件的型號、規(guī)格。2、分析本實驗幾種控制電路的優(yōu)缺點。六、思考題1、有一臺由異步電動機帶動的工作機械在工作過程中，有時需要點動控制，有時又需要連續(xù)運行，設計出這種控制電路。2、用交流接觸器，按鈕等電器設計一臺在相異步電動機具有自鎖、單向起動、缺相（或斷相）保護的控制電路。3、某機庫有兩

40、臺電動機，每次只允許一臺運轉，而且兩臺電動機都要求能夠正轉、反轉和過載保護，試繪出其控制電路。實驗八 電路有源器件-運算放大器的特性與應用一、實驗目的（1）從電路原理角度來了解有源器件-運算放大器的外部特性。（2）熟悉幾種由運算放大器組成的有源電路。（3）學會有源器件的基本測試方法。二、實驗儀器（1）直流穩(wěn)壓電源（2）直流穩(wěn)流電源（3）直流電流表（4）直流電壓表（5）運算放大器三、實驗原理運算放大器是一種具有極高的放大倍數(shù)（），極高的輸入阻抗和極小的輸出阻抗的放大器，本實驗選用的運算放大器是一種線性集成電路。運算放大器具有一個輸出端和兩個輸入端：同相輸入端，其輸入電壓的極性與輸出電壓的極性相同

41、，此端通常用符號“+”表示，反相輸入端，其輸入電壓的極性與輸出電壓的極性相反，此端通常用符號“-”表示。這里的輸入電壓和輸出電壓的極性都是對運算放大器的接地端講的。從電路原理觀點來看，我們所關心的只是其端口特性，對其內部結構則不加討論。為了突出基本的實驗內容，實驗板上只有同相輸入端、反相輸入端、輸出端和接地端，實驗時只需要連接電路元件即可。運算放大器的符號如圖1所示，如以為輸入電壓，而以為輸出電壓，則由同相端輸入電壓時，而由反相端輸入電壓時，為運算放大器的放大倍數(shù)。顯然，若兩個輸入端都有電壓輸入，則，由于運算放大器的很高，所以通常，應用這樣的放大器可以組成各種有源電路。四、實驗內容（1）反相輸

42、入比例電路圖2是反相輸入比例器的電路，顯然，,，由于運算放大器的輸入阻抗極高，分析時可認為，因此,即，輸入可以是交流電壓，也可以是直流電壓。連接電路，填表（1）。（2）同相輸入比例電路圖3是同相輸入比例器的電路，顯然，由此得出。連接電路，填表（1）。（3）加法（或減法）器 圖4是由反相輸入的比例電路稍加修改而成的加法器。顯然，由，以及基爾霍夫第一定律， ，得出,連接電路，填表（2）（4）電流電壓變換器實際應用中往往要把一個具有極高串聯(lián)內阻的電流信號源變換成具有極低串聯(lián)內阻的電壓信號源，例如要把光電管產(chǎn)生的電流信號變換成電壓源信號，利用運算放大器可方便地實現(xiàn)這種線性變換要求，圖5所示電路中，由電

43、流源輸入電流,因為，所以, ，得出，即輸出電壓決定于輸入電流而與負載無關。連接電路，填表（3）表（1） 反相比例器123-1-2-3計算值同相比例器123-1-2-3計算值表（2）電路參數(shù) ， ， 123-1-2-30.51-1.5-0.5-11.5計算值表（3）變換器123-1-2-3注意：表中的電壓和電流的負號表示將電源的正負極接線調換即可。五、實驗報告完成實驗內容規(guī)定測試任務，數(shù)據(jù)列表分析。六、問題討論運算放大器作為兩端口電路元件，通過實驗簡要小結對它的認識。實驗九 單級放大電路實驗目的1、熟悉電子元器件和模擬電路實驗箱。2、掌握放大器靜態(tài)工作點的調試方法及其對放大器性能的影響。3、掌握

44、放大器Q點，Av，Ri，Ro的測試方法，了解共射極電路特性。4、學習放大器的動態(tài)特性。實驗學時 3學時實驗儀器示波器、信號發(fā)生器、數(shù)字萬用表、模擬電路實驗箱預習要求1、三極管及單管放大器工作原理。2、放大器靜態(tài)及動態(tài)測量方法。實驗原理1、電路工作原理放大器的靜態(tài)工作點Q主要由Rb1，Rp，Rb2，Rc，Re及電源電壓Vcc所決定。該電路利用電阻Rb1，Rp和Rb2的分壓固定基極電位VBQ。如果滿足條件I1>>IBQ，當溫度升高時，ICQIEQVEQVBEIBQICQ，結果抑制了ICQ的變化，從而獲得穩(wěn)定的靜態(tài)工作點。2、基本關系式只有當I1>>IBQ時，才能保證VBQ恒

45、定不變，這是工作點穩(wěn)定的必要條件。一般?。?I1=（510）IBQ（硅管） I1=（1020）IBQ（鍺管）負反饋越強，電路穩(wěn)定性越好，所以要求VBQ>>VBE，即VBQ=(510)VBE。一般取：VBQ=（35）V（硅管） VBQ=（13）V（鍺管）電路的靜態(tài)工作點有下列關系式確定： IBQ=IEQ /（1+） ICQ =IBQVCEQ =Vcc -ICQ（Rc+Re）實驗內容及步驟1、連接電路圖（1）按圖2-1所示，連接電路（注意：接線前先測量+12V電源，關斷電源后再連接），將RP的阻值調到最大位置。（2）接線完畢仔細檢查，確定無誤后接通電源。圖2-1 單極放大電路2、靜態(tài)調

46、整 調整Rp，使VE=2.2V，計算并填表2-1。表2-1實 測實 測 計 算VBE（V）VCE（V）Rb（K）IB(u A)Ic(mA)3、動態(tài)研究（1）將信號發(fā)生器調到f=1KHz，幅值為500mV，接到放大器輸入端Vs，觀察Vi和Vo端波形，并比較相位。（2）信號頻率不變，逐漸加大幅度，觀察Vo不失真時的最大值并填表2-2。表2-2 RL=實測(VP-P)實測計算估算Vi（mV）Vo (V)AvAv（3）保持Vs=500mV不變，放大器接入負載RL，在改變RL數(shù)值情況下測量，并將計算結果填表2-3。表2-3給定參數(shù)實測實測計算估算RcRLVi(mV)Vo(V)AvAv5.1K5.1K5.

47、1K（4）保持Vs=500mV，增大和減小Rp，觀察VO波形變化，測量并填入表2-4。表2-4Rp值VbVcVe輸出波形情況最大合適最小注意：若失真觀察不明顯可增大或減小Vs幅值重測。4、測放大器輸入、輸出電阻（1）輸入電阻測量在輸入端串接一個5.1K電阻（如圖2-2），測量Vs與Vi，即可計算ri。圖2-2輸入電阻測量（2）輸出電阻測量圖2-3輸出電阻測量在輸出端接入可調電阻作為負載，選擇合適的RL值使放大器輸出不失真（接示波器監(jiān)視），測量有負載和空載時的VO，即可計算ro 。將上述測量及計算結果填入表2-5中。表2-5測輸入電阻Rs =5.1K測輸出電阻實測測算估算實測測算估算Vs(mV)

48、Vi(mV)ririVoRL=VoRL=ro(K)ro(K)實驗與思考1、閱讀教材中有關單管放大電路的內容并估算實驗電路的性能指標。2、怎樣測量RP阻值？3、當調節(jié)偏置電阻RP，使放大器輸出波形出現(xiàn)飽和或截止失真時，晶體管的管壓降UCE怎樣變化？4、改變靜態(tài)工作點對放大器的輸入電阻Ri有否影響？改變外接電阻RL對輸出電阻RO有否影響？5、在測試AV，Ri和RO時怎樣選擇輸入信號的大小和頻率？為什么信號頻率一般選1KHz，而不選100KHz或更高？ 6、測試中，如果將函數(shù)信號發(fā)生器、交流毫伏表、示波器中任一儀器的二個測試端子接線換位（即各儀器的接地端不再連在一起），將會出現(xiàn)什么問題？實驗十 集成

49、邏輯門電路的邏輯功能測試 實驗目的1 熟悉數(shù)字邏輯實驗箱的結構、基本功能和使用方法。2 掌握常用非門、與非門、或非門、與或非門、異或門的邏輯功能及其測試方法。實驗學時3學時實驗器材1數(shù)字邏輯實驗箱 1臺2. 萬用表 1只3元器件： 74LS00 74LS02 74LS04 74LS55 74LS86 各一塊   導線 若干實驗說明1 數(shù)字邏輯實驗箱提供5 V + 0.2 V的直流電源供用戶使用。2 連接導線時，為了便于區(qū)別，最好用不同顏色導線區(qū)分電源和地線，一般用紅色導線接電源，用黑色導線接地。3 實驗箱操作板部分K0K15提供16位邏輯電平開關，由16個鈕子開關組成，開關

50、往上撥時，對應的輸出插孔輸出高電平“1”，開關往下?lián)軙r，輸出低電平“0”。4 實驗箱操作板部分L0L15提供16位邏輯電平LED顯示器，可用于測試門電路邏輯電平的高低，LED亮表示“1”，滅表示“0”。實驗內容和步驟1 測試74LS04六非門的邏輯功能（1）六輸入集成邏輯非門的內部框圖，見圖1-1。（2）非門的測試電路，見圖1-2。（3）任選一非門結合圖1-1按圖1-2接線，開關K0選用邏輯開關的任一組，發(fā)光二極管選用邏輯電平顯示元件的任一組。（4）將開關K0分別置0和1，觀察并記錄指示燈的亮滅情況，將結果填入表1-1中。表1-1K0A指示燈（紅1、綠0）Y上1下0結論Y=2 測試74LS00四2輸入端與非門邏輯功能 （1）四二輸入集成邏輯與非門的內部框圖，見圖1-3。（2）二輸入與非門的測試電路，見圖1-4。（3）任選一與非門結合圖